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公開番号2025123821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019525
出願日2024-02-13
発明の名称プローブ取付装置
出願人株式会社IHI検査計測
代理人個人,個人
主分類G01F 1/667 20220101AFI20250818BHJP(測定;試験)
要約【課題】超音波流量計測において、配管における上流位置の超音波プローブと、位置決め機構配管における下流位置の超音波プローブとの距離の調節を容易に行えるようにする。
【解決手段】プローブ取付装置は、第1および第2の保持機構5A,5Bと、位置決め機構6を備える。第1および第2の保持機構5A,5Bは、上流位置と下流位置のそれぞれにおいて超音波プローブ3を配管1と共に挟み込んで保持する。第1の保持機構5Aと第2の保持機構5Bとを配管1の軸方向D2に互いに結合するとともに、この状態で、第1の保持機構5Aと第2の保持機構5Bとの軸方向D2の距離を調節可能に第1の保持機構5Aと第2の保持機構5Bを互いに位置決めする。
【選択図】図1C
特許請求の範囲【請求項１】
配管を流れる流体の流速または流量を計測するために、前記配管における上流位置と下流位置に超音波プローブを取り付けるプローブ取付装置であって、
前記上流位置と前記下流位置のそれぞれにおいて前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込んで保持する第１および第２の保持機構と、
前記第１および第２の保持機構を前記配管の軸方向に互いに結合するように当該軸方向に延びる雄ねじ部材を有し、当該雄ねじ部材により前記第１および第２の保持機構を互いに結合させた状態で、前記第１および第２の保持機構を、前記雄ねじ部材の回転により互いの前記軸方向の距離を調節可能に互いに位置決めする位置決め機構と、を備える、
プローブ取付装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記雄ねじ部材は、
前記第１の保持機構と前記第２の保持機構の一方に対して、前記軸方向と平行な軸回りに回転可能であるが、前記軸方向に移動不能に当該一方に結合される基端側部分と、
当該基端側部分よりも先端側に位置し前記第１の保持機構と前記第２の保持機構の他方に螺合する雄ねじ部分とを有する、
請求項１に記載のプローブ取付装置。
【請求項３】
前記配管の中心軸回りにおいて前記第１および第２の保持機構の互いに対する回転を防止するが、前記軸方向における前記第１および第２の保持機構の互いに対する移動を案内するガイド機構を備える、
請求項１又は２に記載のプローブ取付装置。
【請求項４】
前記第１および第２の保持機構において前記配管の軸方向に形成されたガイド孔のそれぞれに挿入されることで、前記第１および第２の保持機構を互いに前記軸方向に案内するガイドロッドを備え、
各前記保持機構が前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込む場合において、前記第１および第２の保持機構の少なくともいずれかの前記ガイド孔は、前記配管を挟むように２つ設けられ、前記配管の中心軸回りにおける前記第１および第２の保持機構の互いに対する相対的な回転位相が所定の第１位相である場合と、当該回転位相が当該第１位相から１８０度ずれた第２位相である場合のいずれにおいても、前記第１の保持機構の前記ガイド孔は、前記第２の保持機構の前記ガイド孔と前記軸方向に整合する、
請求項２に記載のプローブ取付装置。
【請求項５】
前記他方の保持機構には、前記雄ねじ部材が螺合可能なねじ孔が形成されており、
前記他方の保持機構において、前記ねじ孔は、当該保持機構が前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込むクランプ方向において各前記ガイド孔の両側にそれぞれ第１および第２のねじ孔として設けられており、
前記一方の前記保持機構に結合された前記雄ねじ部材は、前記相対的な回転位相が前記第１位相である場合には、前記第１のねじ孔に螺合可能であり、前記相対的な回転位相が前記第２位相である場合には、前記第２のねじ孔に螺合可能である、
請求項４に記載のプローブ取付装置。
【請求項６】
配管を流れる流体の流速または流量を計測するために、前記配管における上流位置と下流位置に超音波プローブを取り付けるプローブ取付装置であって、
前記上流位置と前記下流位置のそれぞれにおいて前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込んで保持する第１および第２の保持機構と、
前記第１および第２の保持機構において前記配管の軸方向に形成されたガイド孔のそれぞれに挿入されることで、前記第１および第２の保持機構を互いに前記軸方向に案内するガイドロッドと、を備え、
各前記保持機構が前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込む場合において、前記第１および第２の保持機構の少なくともいずれかの前記ガイド孔は、前記配管を挟むように２つ設けられ、前記配管の中心軸回りにおける前記第１および第２の保持機構の互いに対する相対的な回転位相が所定の第１位相である場合と、当該回転位相が当該第１位相から１８０度ずれた第２位相である場合のいずれにおいても、前記第１の保持機構の前記ガイド孔は、前記第２の保持機構の前記ガイド孔と軸方向に整合する、
プローブ取付装置。
【請求項７】
配管を流れる液化ガスの流速または流量を計測するために、前記配管における上流位置と下流位置に超音波プローブを取り付けるプローブ取付装置であって、
前記上流位置と前記下流位置のそれぞれにおいて前記超音波プローブを前記配管と共に挟み込んで保持する保持機構と、
前記配管と前記超音波プローブとの間に配置される金属製の接触媒体と、を備え、
前記接触媒体は、前記配管に前記液化ガスが流れる温度環境下で、前記保持機構により前記配管の外面に押し付けられることにより当該外面に沿って変形する、
プローブ取付装置。
【請求項８】
前記接触媒体は、板状に形成されている、
請求項７に記載のプローブ取付装置。
【請求項９】
前記接触媒体は、焼き鈍しされた無酸素銅により形成されている、
請求項７又は８に記載のプローブ取付装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を流れる流体の流速または流量を計測するために超音波プローブを配管に取り付けるプローブ取付装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
配管を流れる流体の流速または流量の計測は、例えば次のように行われる。配管の上流位置と下流位置にそれぞれ超音波プローブを取り付ける。上流位置の超音波プローブから送信され流体を経由した超音波を下流位置の超音波プローブで受信し、当該送信から受信までの伝播時間を計測する。同様に、下流位置の超音波プローブから送信され流体を経由した超音波を上流位置の超音波プローブで受信し、当該送信から受信までの伝播時間を計測する。これら２つの伝播時間の差に基づいて流速または流量を計測することができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１１０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（第１の課題）
配管における上流位置の超音波プローブと、配管における下流位置の超音波プローブとの距離（配管の軸方向における距離）を、超音波の送受信に適した位置にすることが必要である。この場合、当該距離の調節を容易に行えるようにすることが望まれる。
【０００５】
（第２の課題）
また、上述した超音波を用いた流速または流量の計測には、例えば、配管を１回横切った超音波を受信する透過法（Ｚ法）と、配管を２回横切った超音波を受信する反射法（Ｖ法）とがある。
【０００６】
Ｚ法では、配管における上流位置の超音波プローブと、配管における下流位置の超音波プローブとは、配管の中心軸回りの位相が互いに１８０度ずれた位置に配置される。すなわち、両超音波プローブは、配管の中心軸方向から見た場合に、当該中心軸に関して互いに反対側にそれぞれ配置される。一方、Ｖ法では、配管における上流位置の超音波プローブと、配管における下流位置の超音波プローブとは、配管の中心軸回りの位相が同じ位置に配置される。すなわち、両超音波プローブは、配管の中心軸方向から見た場合に、互いに重なるように配置される。
【０００７】
このようなＺ法とＶ法において、同じプローブ取付装置を用いて、各超音波プローブを配管に取り付けられるようにすることが望まれる。
【０００８】
（第３の課題）
超音波プローブを配管の外面に取り付ける際に、超音波プローブ（例えば超音波プローブのウェッジ）と配管の外面との間にグリセリンを設けることが考えられる。これにより、超音波プローブと配管の外面との間にすき間が生じることを防止でき、超音波プローブから配管への超音波の伝播効率を高めることができる。
【０００９】
しかし、配管内を流れる流体が、液化ガス（例えばＬＮＧ、液体水素、または液体窒素）である場合、極低温の配管外面上のグリセリンは、固まってしまうので、超音波の伝播効率を高める効果が得られなくなる。
【００１０】
そのため、極低温の環境下でも、超音波プローブと配管の外面との間においてすき間の発生を抑えることが望まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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