(57)【要約】【課題】容易かつ確実に検査器の傾きを把握できる接触型検査器及び接触型検査方法の提供を目的とする。【解決手段】検査機器のプローブ10のプローブ先端をスチームトラップの測定ポイント60aに押し付け、温度と振動を検出してスチームトラップの排出不良と密閉不良とを同時に検査する。適正な検出を行うためには、検査者は図3（A）に示すようにプローブ10を垂直に位置させて接触させ、15秒間維持する必要がある。スチームトラップは内部のドレンの排出を繰り返しているため測定温度も上下するが、プローブ10に図3（B）のような傾きが生じると、測定温度が許容温度（記憶しているMAX温度の90％）以下となるため、エラー音を発生させて傾きを報知する。【選択図】図3
2017215267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の上昇及び下降を繰り返す対象物を検査対象とし、
所定の適正接触状態をもって対象物に接触させる温度検出部、
を備えた接触型検査器において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて決定された最大温度を記憶する温度記憶部、
所定の算出規則に従って、最大温度よりも低い値の下降基準温度を算出し、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号を出力する制御部、
制御部からの不適正信号を受け、報知処理を行う報知処理部、
を備えたことを特徴とする接触型検査器。
【請求項２】
温度の増減を繰り返す対象物を検査対象とし、
適正な検査を確保するために、所定の検出経過時間の間、垂直接触状態をもって対象物に接触させる温度検出部及び振動検出部、
を備えた接触型検査器において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて決定された最大温度を記憶する温度記憶部、
所定の算出規則に従って、最大温度よりも低い値の下降基準温度を算出し、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号を出力する制御部、
制御部からの不適正信号を受け、報知処理を行う報知処理部、
を備えたことを特徴とする接触型検査器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に係る接触型検査器において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて最大温度を更新する、
ことを特徴とする接触型検査器。
【請求項４】
温度の上昇及び下降を繰り返す対象物を検査対象とし、所定の適正接触状態をもって温度検出部を対象物に接触させる接触型検査方法において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて決定された最大温度を記憶し、
所定の算出規則に従って、最大温度よりも低い値の下降基準温度を算出し、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号を出力し、
不適正信号を受け、報知処理を行う、
ことを特徴とする接触型検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法は、配管系統に設けられたスチームトラップや弁等を検査対象とし、この検査対象に検出部を接触させることによって検査対象の検査を行う検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業プラントには、ボイラーで生成された蒸気等を供給先に向けて高温・高圧で移送する配管系統が設置されていることがある。この配管内で蒸気が液化するとドレン（蒸気の凝縮水）が滞留し、蒸気移送のための空間が縮小される結果、蒸気の移送効率が低下してしまう。
【０００３】
このような事態を回避するために、配管系統には随所に多数のスチームトラップが設けられている。例えばフロート式スチームトラップは、液化によって生じた内部のドレン水量が一定レベルに達した場合、内蔵されているフロートが浮上してスチームトラップの排出口を開放し、自動的にドレンを配管外に排出する構造を備えている。
【０００４】
ところで、スチームトラップに作動不良が生じると、適正な蒸気の移送が妨げられ、産業プラントの効率的な稼動が確保できない。このため、スチームトラップの作動状態を検査する技術が重視されている。
【０００５】
スチームトラップの作動不良としては排出不良と密閉不良の二つのケースがある。排出不良は、異物の混入等が原因で排出口からドレンを排出することができなくなることによって発生するものであり、排出不良が生じると配管内に過度のドレンが滞留してしまう。一方、密閉不良はフロートの摩耗や変形等が原因で、本来、密閉すべき排出口とフロートとの間に隙間が生じることによって発生するものであり、排出口を密閉できなければ、ここから蒸気の漏洩が生じ、蒸気の移送効率の低下等を招く。
【０００６】
スチームトラップに排出不良が生じている場合、ドレンの滞留によってスチームトラップ自体の表面温度が低下するため、スチームトラップの表面温度を測定すれば排出不良を検知することができる。一方、スチームトラップに密閉不良が生じている場合、蒸気の漏洩に伴って漏洩音が発生し、スチームトラップが振動するため、スチームトラップの表面の振動を測定すれば密閉不良を検知することができる。
【０００７】
ここで、スチームトラップの検査に際しては、検査効率の観点から排出不良と密閉不良の双方を同時に検知するのが望ましい。そこで、温度センサと振動センサとをプローブの先端部に備え、両者を同時に検査対象の測定ポイントに接触させる検査器が提案されている。
【０００８】
そして、正確な検査を行うためにはプローブを対象面に対して垂直に位置させて接触させる必要がある。この点、種々のスチームトラップの形状や様々な測定ポイントに対応できるようプローブのセンサ部分は尖端的に構成されているため、垂直ガイド部材等に頼らず検査者がプローブを手で垂直に保持して検査しなければならない。
【０００９】
このような検査器として、後記特許文献に開示されている技術がある。この検査器は、プローブの後端部に水準器を備えている。プローブが傾くと水準器の気泡管内の気泡の位置が動くため、気泡と基準線との位置関係のずれを視認することによって、検査者は傾きを認識することができる。傾きを認識した検査者は、プローブを垂直に修正して検査を続行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開2008-170389
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前述の特許文献に開示された技術においては、水準器を上から覗き込む姿勢でプローブの垂直を確認する必要があり、検査効率が悪いという問題がある。特に、複雑に入り組んで配置された配管のスチームトラップを検査するような場合、水準器を目視することができないことがある。
【００１２】
また、例えばスチームトラップの水平面ではなく、斜面部を測定ポイントとして検査する場合、水準器では対象面に対する垂直を確認することができないという問題もある。
【００１３】
そこで本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法は、これらの問題を解決することを課題とし、容易かつ確実に検査器の傾きを把握することができる接触型検査器及び接触型検査方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願に係る接触型検査器は、
温度の上昇及び下降を繰り返す対象物を検査対象とし、
所定の適正接触状態をもって対象物に接触させる温度検出部、
を備えた接触型検査器において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて決定された最大温度を記憶する温度記憶部、
【００１５】
所定の算出規則に従って、最大温度よりも低い値の下降基準温度を算出し、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号を出力する制御部、
制御部からの不適正信号を受け、報知処理を行う報知処理部、
を備えたことを特徴としている。
また、本願に係る接触型検査方法は、
温度の上昇及び下降を繰り返す対象物を検査対象とし、所定の適正接触状態をもって温度検出部を対象物に接触させる接触型検査方法において、
温度検出部が検出した対象物の測定温度に基づいて決定された最大温度を記憶し、
【００１６】
所定の算出規則に従って、最大温度よりも低い値の下降基準温度を算出し、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号を出力し、
不適正信号を受け、報知処理を行う、
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法においては、温度検出部が検出した対象物の測定温度が、下降基準温度を下回ったとき不適正信号が出力されて報知処理が行われる。ここで、検査の実施中、検査器に傾きが生じ、不適正な接触状態となった場合、温度検出部と対象物との接触が不十分になり、測定温度が大きく下降する。
【００１８】
したがって、下降基準温度を下回ったときに行われる報知処理によって、検査者は容易かつ確実に検査器の傾きを把握することができる。なお、適正接触状態の下で得られる対象物の温度の上昇及び下降の繰り返しについては、最大温度と下降基準温度との間の温度変化としてとらえることによって、不適正信号が出力されることはないため、検査器の傾きを正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法の第１の実施形態としての検査機器を示す図であり、（A）は検査機器を構成する本体及びプローブを示す図、（B）はプローブの先端部近傍の拡大側面図、（C）はプローブの先端部を矢印C方向から見た正面図である。
【図２】図１に示す検査機器の電器回路の機能ブロック図である。
【図３】図１に示すプローブの先端部を対象物の測定ポイントに接触させた状態を示す図であり、（A）はプローブが垂直状態で接触した状態を示す図、（B）はプローブに傾きが生じた状態で接触した状態を示す図である。
【図４】図１に示す検査機器の制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図５】図１に示す検査機器が測定した測定温度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態における用語説明］
実施形態において示す主な用語は、それぞれ本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法の下記の構成要素に対応している。
制御部6…制御部
メモリ8…温度記憶部
振動センサ20（検出針2）…振動検出部
温度センサ40（熱電対4）…温度検出部
エラー音発生部59…報知処理部
垂直状態…適正接触状態、垂直接触状態
スチームトラップ…対象物
MAX温度…最大温度
許容温度…下降基準温度
エラー信号…不適正信号
15秒間…検出経過時間
MAX温度の90％…算出規則
［第１の実施形態］
【００２１】
本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図1（A）に示すように、本実施形態に係る検査機器は、本体50及びプローブ10から構成されている。本体50の接続部51にはケーブル53のプラグ52が取り付けられ、本体50とプローブ10とはケーブル53を介して接続される。本体50には表示画面55が設けられており、各種の情報が表示される。
【００２２】
プローブ10のプローブ先端10aには保護管11が設けられており、この保護管11からは図1（B）に示すように、検出針2の検出針先端2aが突出している。検出針2はプローブ10内でばね部（図示せず）によって突出方向に付勢されており、検出針2の後端部にはプローブ10内において圧電素子（図示せず）が接続されている。本実施形態に係る検査機器を用いて検査を行う場合、検査対象であるスチームトラップの測定ポイントにプローブ先端10aを押し当て、検出針先端2aを保護管11内に十分に埋没させる。これによって測定ポイントの振動は検出針2に伝わり、検出針2の後端に接続されている圧電素子に電圧変動を生じさせ、振動を表す電気信号が出力される。これら検出針2、圧電素子等が検出センサを構成する。
【００２３】
また、プローブ先端10aの保護管11からは、温度センサの熱電対4が僅かに突出して固定的に設けられている。図1（C）に示すように、熱電対4の中央穴から上述の検出針先端2aが突出している。熱電対4は測定ポイントの温度に反応し、温度を表す電気信号を出力する。
【００２４】
次に、本実施形態における検査機器の電気回路の機能ブロック図（図2）を説明する。検出針2、圧電素子等から構成される振動センサ20からは測定ポイントの振動を表す電気信号が出力され、増幅器21によって増幅されて制御部6に与えられる。また、熱電対4を有する温度センサ40からは、測定ポイントの温度を表す電気信号が出力され、増幅器41によって増幅されて制御部6に与えられる。
【００２５】
制御部6は格納されているプログラムに従い、メモリ8へのデータの記録やデータの更新を行いながら所定の処理を実行する。そして、エラーが検出されたと判断した場合、制御部6はエラー音発生部59及び表示画面55に信号を与え、エラー音を発生させるとともに、表示画面55にエラー表示を行う。また、表示画面55には、制御部6から与えられる信号に応じた種々の検査情報が表示される。なお、本実施形態では、図2に示す制御部6、メモリ8、表示画面55及びエラー音発生部59の各機能は本体50（図1（A））に設けられている。
【００２６】
続いて、本実施形態における検査機器を用いて、検査者が配管に設けられたスチームトラップの検査を行う際の動作を説明する。スチームトラップは配管内でドレンが発生・滞留した場合、内蔵されているフロートが浮上して排出口を開放し、自動的にドレンを配管外に排出する。排出後はフロートが元の状態に復帰し排出口を閉塞して密閉する。この排出は数秒間に一度行われ、排出・密閉が繰り返されている。
【００２７】
このスチームトラップには作動不良が生じることがあり、この作動不良には排出不良と密閉不良の二つのケースがある。排出不良が生じている場合、ドレンの滞留によってスチームトラップ自体の表面温度が低下するため、スチームトラップ（例えば入口側）の表面温度を検出することによって排出不良を検知することができる。一方、スチームトラップに密閉不良が生じている場合、蒸気の漏洩に伴って漏洩音が発生し、スチームトラップの表面が振動するため、蒸気の漏洩音に固有の振動を検出することによって密閉不良を検知することができる。
【００２８】
スチームトラップの検査を行う場合、検査者はプローブ10を持ち図3に示すようにプローブ先端10aをスチームトラップの表面60の測定ポイント60aに押し付ける。上述のように、プローブ先端10aからは検出針先端2a及び熱電対4が突出しているため、測定ポイント60aにおける温度と振動を検出し、スチームトラップの排出不良と密閉不良とを同時に検査することができる。
【００２９】
適正な検出を行うためには、検査者は図3（A）に示すように、プローブ10を垂直に位置させて接触させる必要がある。ここで、密閉不良の検査は、スチームトラップ内のフロートが浮上している開放位置ではなく、排出口を閉塞する位置にあるときの漏洩音を検出しなければチェックすることはできない。そして、フロートの浮上による排出が数秒間に一度行われていることを考慮すれば、確実な検査結果を得るためには図3（A）に示すプローブ10の垂直状態を少なくとも15秒間程度維持する必要がある。
【００３０】
ところがプローブ10の垂直状態は、検査者が手で持って維持するものであるため、プローブ10に図3（B）に示すような傾きが生じてしまうことがある。この点、検査開始時においては、検査者は通常、プローブ10が垂直に位置するよう十分に注意をしながら測定ポイント60aに接触せるため、初めからフローブ10に傾きが生じていることはないが、15秒の間に徐々に傾きが生じてしまう。
【００３１】
特に、入り組んだ配管上に設けられたスチームトラップや、検査スペースが十分に確保できない位置に設けられたスチームトラップを検査対象とする場合、検査者は無理な姿勢でプローブ10を測定ポイント60aに押し付けることがあり、15秒間、垂直状態を維持するのが難しい場合がある。
【００３２】
プローブ10に傾きが生じると、検出針2の埋没が不十分になり適正に測定ポイント60aにおける振動を検出することができない。またプローブ10に傾きが生じると、熱電対4が測定ポイント60aの面に十分に接触せず、適正に温度を検出することができない。本実施形態では、測定温度の低下の状態を把握することで、プローブ10に傾きが生じていることを識別しエラー表示しようとするものである。
【００３３】
図4は、本実施形態に係る制御部6が行う処理のプログラムのフローチャートである。このフローチャートに基づいて処理の内容を具体的に説明する。プローブ10のプローブ先端10aが測定ポイント60aに押し当てられ振動検出針2が埋没すると、制御部6は検査の開始を認識し、タイマーを作動して15秒のカウントを開始する（ステップS2）。そして、振動センサ20による振動の測定を行う（ステップS4）。
【００３４】
次に、制御部6は温度センサ20による温度の測定を行い（ステップS6）、測定した測定温度がメモリ8に記憶されているMAX温度以下であるかを判別する（ステップS8）。初期のMAX温度としては「0」が記憶されているため、ステップS8からステップS16に進み、測定温度をMAX温度としてメモリ8に記憶し、ステップS14を介してステップS4に戻って処理を繰り返す。
【００３５】
図5は、測定温度の変化を曲線L1で表したグラフである。初期の測定温度v1からスチームトラップの測定ポイントの測定温度は上昇しており、この間、ステップS8からステップS16の処理を繰り返し実行してMAX温度を更新し続ける。図5のラインL2が記憶・更新されているMAX温度を示している。
【００３６】
そして、測定温度が上昇から下降に転じた場合、測定温度はMAX温度以下になるため、ステップS8からステップS10に進む。このステップS10では制御部6はMAX温度の90％の値を許容温度として算出し、測定温度がこの許容温度以下か否かを判別する。図5のラインL3が許容温度を示している。
【００３７】
プローブ10が図3（A）に示す垂直状態に維持され、かつ検査対象であるスチームトラップに排出不良及び密閉不良のいずれも生じていない正常な場合においては、測定温度はMAX温度と許容温度の範囲内で上昇・下降を繰り返す。すなわち、上述のように、スチームトラップは排出・密閉を繰り返しており、ドレンの排出によってスチームトラップには高温の蒸気が充満して表面温度が上昇し、排出口の密閉によりドレンが少しずつ滞留してスチームトラップの表面温度は下降するが、この表面温度の上昇・下降はMAX温度から許容温度の範囲内に収まることが実験や経験によって確認されている。
【００３８】
スチームトラップが行う排出・密閉に従って、スチームトラップの表面温度は上昇・下降を繰り返しながら、図5に示すように高くなっていくことがある。この場合、メモリ8に記憶されているMAX温度を測定温度が上回ることになるので、ステップS16でMAX温度は更新され、これに伴って許容温度も変化することになる。
【００３９】
ここで、検査者が保持しているプローブ10に図3（B）に示すような傾きが生じたとする。この場合、測定ポイント60aに対する熱電対4の接触面積が減少することによって、測定温度が大幅に下降する。そして、測定温度が許容温度以下になったとき、制御部6はステップS10からステップS12に進みエラー処理を行う。エラー処理では、例えば、エラー音発生部59及び表示画面55に信号を与え、エラー音を発生させるとともに、表示画面55にエラー表示を行う。このエラー音等によって検査者はプローブ10に傾きが生じていることを認識し、プローブ10を垂直に復帰させて検査を続行する。なお、このとき、ステップS2にて開始した15秒のカウントをリセットするようにしてもよい。
【００４０】
なお、検査対象であるスチームトラップに排出不良が生じている場合、過度のドレンが長時間滞留していることによってスチームトラップの表面温度は大幅に低くなり、図5の排出不良基準温度v0以下になる。したがって、図4のステップS6で排出不良基準温度v0以下の温度が測定された場合、制御部6は排出不良の検出音を発生させるとともに、表示画面55に排出不良検出表示を行う。スチームトラップに排出不良が生じている場合は、スチームトラップの交換等のメンテナンス作業が必要になるため、検査者はこのスチームトラップに対する検査を直ちに終了する。
【００４１】
また、検査対象であるスチームトラップに密閉不良が生じている場合、蒸気の漏洩音に固有の振動がステップS4において測定されるため、制御部6は密閉不良の検出音を発生させるとともに、表示画面55に密閉不良検出表示を行う。この場合も同様に、スチームトラップの交換等のメンテナンス作業が必要になるため、検査者はこのスチームトラップに対する検査を直ちに終了する。
［その他の実施形態等］
【００４２】
上述の実施形態においては、本体50とプロ―ブ10とがケーブル53を介して接続された検査機器を示したが、本体の機能とプローブの機能とが一体になった一体型の検査機器に本願の構成を適用してもよい。また、MAX温度の90％の割合を算出規則として許容温度を算出したが、異なる割合を採用することもでき、さらには適切な下降基準温度を算出できる限り、異なる算出方法を用いてもよい。
【００４３】
さらに、上述の実施形態では、測定温度が記憶されているMAX温度を上回った場合に、MAX温度を更新しているが、記憶されているMAX温度とは無関係に、測定温度と直前の直前測定温度とを比較し、測定温度が直前測定温度以下になったとき、すなわち温度が上昇から下降に転じたときの直前測定温度をMAX温度として更新するようにしてもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態においては、エラー音の発生時間に関係なく、検査開始から15秒間をカウントしているが、エラー音を発生している時間と同時間を加算してカウントし、検査時間を延長して適正な検査を確保することもできる。
【００４５】
上述の実施形態で示したスチームトラップは、ドレンの排出を繰り返すことによって温度の上昇及び下降を繰り返すが、本願に係る接触型検査器及び接触型検査方法の検査対象は、定期的に温度の上昇及び下降を繰り返す物に限定されず、何らかの温度変化を生じる可能性がある物も、温度の上昇及び下降を繰り返す物として含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
2：振検出針    2a：検出針先端    4：熱電対    6：制御部    8：メモリ
10：プローブ    10a：プローブ先端    20：振動センサ    40：温度センサ
59：エラー音発生部
【図１】
2017215267.tif 000003
【図２】
2017215267.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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