JP2007263577A - 電位差法による測定システム及びこれに用いる接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】電位差法による測定システムにおいて、測定精度を低下させることなく、増幅器を取り外し可能に構成し、耐久性を向上させることを目的とする。
【解決手段】電位差法による測定システムにおいて、被測定物１の離間した複数点にそれぞれ接触する電位差測定端子３と、電位差測定端子３間の電位差を測定する電位差測定装置５と、電位差測定端子３と電位差測定装置５との間に配置された増幅器６と、増幅器６と電位差測定端子３を着脱自在に接続するコネクタ１０と、コネクタ１０の接続面を覆うカバー部材と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、配管や鉄骨等の導電性の構造物、機械設備等のき裂や減肉等を、非破壊で検査する電位差法による測定システムに関するものである。

配管や鉄骨等の導電性の構造物、機械設備等に発生するき裂や減肉等の評価には、き裂や減肉近傍の電位差を測定してき裂や減肉の存在の評価を行う、いわゆる電位差法による測定システムが用いられている。前記電位差法による測定システムは、被測定物の二点間に電流を印加するように接触された電流入出力端子と、前記電流入出力端子間の被測定物の複数点間に接触し、複数点間の電位差を測定可能な電位差測定端子と、を備え、前記電流入出力端子間に電流を流し、前記電位差測定端子間の電位差の変化によりき裂や減肉等の存在を評価するものである。

電位差法による測定システムは、き裂や減肉が生じていない被測定物の電位差と、き裂や減肉の発生や進行が推定される被測定物を実際に測定した電位差とを比較して、被測定物にき裂や減肉が生じているか否かを判定する。このき裂や減肉が生じた際の電位差の変化は微小であり、一般的に電位差測定端子間の電位差は、増幅器等によって増幅されて測定装置に入力される。

また、電位差法による測定システムは、前記電位差測定端子間の電位差によってき裂や減肉の存在を評価するシステムであり、前記電位差測定端子を被測定物に取り付けた状態で長期間に亘ってモニタリングすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２８５４７０号公報

このような長期間のモニタリングに際しては、図５に示すように、被測定物１０１に電流入出力端子１０２と電位差測定端子１０３を固定し、当該端子と接続されたケーブル１０４をコネクタ１０５を介して電位差計測装置１０６及び電源装置１０７と脱着可能に接続する。耐久性の観点から電位差計測装置１０６と電源装置１０７は、測定時以外は取り外すことが一般的である。

被測定物１０１は、屋内に限られず屋外の場合もあり、測定箇所によっては雨風等の影響を受けるが、電源装置１０７と電位差測定装置１０６を取り外し可能に構成することにより、屋外環境による影響を最小限にすることができる。

さらに、耐久性を考慮すると増幅器１０８も電源装置１０７等と同様に測定時以外は取り外すことが望ましく、例えばコネクタを介して前記ケーブルと脱着可能に構成することが考えられる。しかし、電位差法において測定される電位差は微少であり、増幅器１０８より上流の電位差測定端子１０３側においてコネクタ１０５を介して接続すると、コネクタ１０５の腐食や発錆・粉塵の混入や、接触抵抗の変化等によって測定値に影響を及ぼし、測定精度が低下するおそれがある。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、電位差法による測定システムにおいて、測定精度を低下させることなく、増幅器を取り外し可能に構成し、耐久性を向上させることを目的とする。

本発明は、被測定物の離間した二点にそれぞれ接触する電流入出力端子と、前記電流入出力端子に電流を流す電源装置と、前記電流入出力端子間における前記被測定物の離間した複数点にそれぞれ接触する電位差測定端子と、前記電位差測定端子間の電位差を測定する電位差測定装置と、前記電流入出力端子に接続された第一電流ケーブルと、前記電源装置に接続された第二電流ケーブルと、前記電位差測定端子に接続された第一電位差測定ケーブルと、前記電位差測定装置に接続された第二電位差測定ケーブルと、前記第一電流ケーブルと第二電流ケーブルとを着脱自在に接続する電流ケーブルコネクタと、前記第一電位差測定ケーブルと第二電位差測定ケーブルとを着脱自在に接続する電位差測定ケーブルコネクタと、前記電位差測定ケーブルコネクタにおけるケーブル同士を接続する接続面を覆うカバー部材と、前記第二電位差測定ケーブル上に配置された増幅器と、を備えることを特徴とする電位差法による測定システムである。

電位差法による測定システムは、被測定物の離間した二点に電流入出力端子を接触させるとともに、電流入出力端子間の複数点に電位差測定端子を接触させて、前記電源装置によって電流入出力端子に電流を流す。被測定物にき裂や減肉等が生じていると、これらは寸法等に応じた電気抵抗に帰結するため、これらが生じていない被測定物と比べて異なる電位差を生じる。この電位差の変化に基づいて、被測定物におけるき裂や減肉等の存在の評価を行う。

前記電位差法による測定システムは、前記電位差測定端子に接続された第一電位差測定ケーブルと、前記電位差測定装置と接続され、増幅器が配置された第二電位差測定ケーブルと、が電位差測定ケーブルコネクタを介して着脱自在に接続されている。よって、電位差測定端子を被測定物に接続した状態で、電位差測定装置と増幅器を取り外すことができる。

また、本発明は、前記電位差測定ケーブルコネクタの接続面を覆うカバー部材を備えているため、粉塵等により接触不良が発生しやすい接続面を保護することができる。よって、増幅器より上流の電位差測定端子側において電位差測定ケーブルコネクタを介して接続した際に、前記コネクタの接続面の腐食や発錆・粉塵の混入や、接触抵抗の変化等によって測定値に影響が及びにくく測定精度を維持することが可能となる。

また、本発明に係る電位差法による測定システムは、前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタとを内包する箱部材を更に備え、前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタによる各ケーブル同士の接続は、前記箱部材内で操作可能であることを特徴とすることが望ましい。

前記コネクタによるケーブルの接続操作は、前記接続面が剥き出しになるため、粉塵等の影響を受けやすい。前記箱部材を設けることにより、粉塵等の影響を受けやすい各コネクタの接続面を保護することができ、粉塵等の影響を少なくし、測定精度の低下を抑制することが可能となる。

さらに、本発明に係る電位差法による測定システムは、前記箱部材内に収納可能な乾燥剤を更に備えることを特徴とすることが望ましい。前記乾燥剤を箱部材に収納することにより、箱部材内の湿度を低減させて、コネクタの接続面の腐食や発錆による接触不良等を抑制することが可能となる。

また、本発明は、被測定物の離間した二点に接触する電流入出力端子に接続される第一電流ケーブルと、前記電流入出力端子に電流を流す電源装置に接続される第二電流ケーブルと、前記電流入出力端子間の被測定物の離間した複数点に接触する電位差測定端子に接
続される第一電位差測定ケーブルと、前記電位差測定端子間の電位差を測定する電位差測定装置に接続される第二電位差測定ケーブルと、前記第一電流ケーブルと第二電流ケーブルとを着脱自在に接続する電流ケーブルコネクタと、前記第一電位差測定ケーブルと第二電位差測定ケーブルとを着脱自在に接続する電位差測定ケーブルコネクタと、前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタにおける各ケーブル同士を接続する接続面を覆うカバー部材と、を備え、前記第二電位差測定ケーブル上には、増幅器が配置されることを特徴とする電位差法による測定システムに用いる接続部材である。

前記接続部材によっても、前記電位差測定端子に接続される第一電位差測定ケーブルと、前記電位差測定装置と接続され、増幅器が配置される第二電位差測定ケーブルと、を電位差測定ケーブルコネクタを介して着脱自在に接続することができる。よって、電位差測定端子を被測定物に接続した状態で、電位差測定装置と増幅器を取り外すことができる。

また、前記電位差測定ケーブルコネクタによってケーブル同士の接続を取り外した際は、前記電位差測定ケーブルコネクタの前記接続面を覆うカバー部材を備えているため、粉塵等により接触不良が発生しやすい接続面を保護することができる。よって、増幅器より上流の電位差測定端子側において電位差測定ケーブルコネクタを介して接続しても、前記コネクタの接続面の腐食や発錆・粉塵の混入や、接触抵抗の変化等によって測定値に影響が及びにくく測定精度を維持することが可能となる。

以上のように本発明に係る電位差法による測定システム及びそれに用いる接続部材によれば、電位差測定端子と接続される第一電位差測定ケーブルと、電位差測定装置と接続される第二電位差測定ケーブルと、を接続する電位差測定ケーブルコネクタの接続面をカバー部材によって保護することができるため、上記接続を解除した際に接続面が腐食等劣化したり、接続不良が発生したりすることを防ぐことができる。よって、増幅器を電位差測定端子に対して着脱自在に接続しても、測定精度の低下を抑制することが可能となる。

さらに、増幅器と電位差測定端子とを着脱自在に接続することにより、長期間のモニタリングに際して、電位差測定端子を被測定物に固定して、前記増幅器と電位差測定装置を測定時以外は取り外すことができる。よって、従来と比較して、増幅器の耐久性を向上させることができ、経済性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電位差法による測定システムが適用される被測定物１を示す図である。本実施例においては、被測定物１は配管であり、その配管内のき裂や減肉の存在を、電位差法に基づいて評価する。電位差法による当該評価を行うために、被測定物１には、電流を印加するための二本の電流入出力端子２と、マトリックス状に複数点間の電位差を測定可能な電位差測定端子３とが設けられている。この電流入出力端子２から測定用の電流を供給し、電位差測定端子３を用いて複数点間の電位差が測定され、その測定結果に基づいて、その複数点間における被測定物１でのき裂や減肉等の存在が評価される。

ここで、図２に、図１で示された被測定物１に使用される、電位差法による測定システムの概略構成を示す。図２は、この測定システムを説明の簡便化のため、簡略化して示した図である。本実施の形態に係る測定システムは、被測定物１の離間した二点に固定された一対の電流入出力端子２と、前記一対の電流入出力端子２より内側の被測定物１に固定された複数点の電位差測定端子３と、前記電流入出力端子２に電流を流す電源装置４と、前記電源装置４によって電流入出力端子２に電流を流した際に、複数点の電位差測定端子３のうち一対の電位差測定端子３間の電位差を測定する電位差測定装置５と、前記電位差
測定端子３間の電位差を増幅させて電位差測定装置５に入力させる増幅器６と、を備えている。

この測定システムは、電源装置４によって電流を流して、一対の電位差測定端子３によって当該端子間に発生する電位差を測定する。き裂や減肉は寸法に応じた電気抵抗をもつため、前記端子間にき裂や減肉が生じれば電位差が変化する。よって、測定した電位差と健全部位の電位差との差を比較することにより被測定物１のき裂や減肉の存在を評価する。

本実施の形態は、測定システムを用いて長期間に亘ってき裂や減肉の変化をモニタリングする。前記電流入出力端子２と前記電位差測定装置３は、被測定物１に固定されており、モニタリングする間は常時取り付けられている。

前記電流入出力端子２と電源装置４は、第一及び第二電流ケーブル７ａ，７ｂとそれぞれ接続されており、第一電流ケーブル７ａと第二電流ケーブル７ｂは、電流ケーブルコネクタ８によって、互いに着脱自在に接続されている。また、前記電位差測定端子３と電位差測定装置５は、第一及び第二電圧ケーブル９ａ，９ｂとそれぞれ接続されており、第一電位差測定ケーブル９ａと第二電位差測定ケーブル９ｂは、電位差測定ケーブルコネクタ１０によって、互いに着脱自在に接続されている。

前記電流ケーブルコネクタ８と電位差測定ケーブルコネクタ１０は、雄部材と雌部材とが嵌合することにより、各ケーブルを連結する。電位差の測定時には各ケーブル同士を連結し、測定時以外は嵌合を解除し、前記電源装置４、電位差測定装置５、および増幅器６を被測定物１から取り外し可能に構成されている。

本実施の形態は、増幅器６を取り外し可能に構成しているが、増幅器６に入力前の電位差の値は微少であり、電位差測定ケーブルコネクタ１０の接触状態が悪くなると、測定される電位差に誤差が生じ、測定精度が低下するおそれがある。よって、本実施の形態に係る測定システムは、以下の箱部材１１、カバー部材１２、及び乾燥剤１３を備えている。

前記箱部材１１は、電流ケーブルコネクタ８と電位差測定ケーブルコネクタ１０を内包しており、当該箱部材１１内でコネクタの嵌合及びその解除操作を行うことができる。図３は、箱部材１１の内部を示した正面図であり、各コネクタの雄部材の接続面８ａ，１０ａが配置されており、雌部材との嵌合を解除した状態である。箱部材１１に電流ケーブルコネクタ８と電位差測定ケーブルコネクタ１０の各ケーブル同士を接続する接続面を配置することにより、粉塵等による接続面の劣化を防止し、接触不良を抑制することができる。さらに、箱部材１１内で雄部材と雌部材との接続作業を行うことにより、接続時における粉塵等の混入を防ぎ、更に測定精度の低下を抑制することができる。尚、箱部材１１に内包された各コネクタは、雄部材でなく雌部材であってもよい。

前記カバー部材１２は、電流ケーブルコネクタ８と電位差測定ケーブルコネクタ１０の各ケーブル同士を接続する接続面を覆うものであり、図４は、カバー部材１２の斜視図である。前記雄部材と雌部材との嵌合を解除して接続面が露出した際に、このカバー部材１２によって、接続面８ａ，１０ａを保護することができ、接続面の劣化、錆等を防止することが可能となる。

前記乾燥剤１３は、シリカゲル等からなり、箱部材１１内に設置されている。この乾燥剤１３を備えることにより、箱部材１１内の湿気を除去して、湿気によるコネクタ接続面の腐食や発錆に起因した接触不良を抑制することが可能となる。

本実施の形態に係る電位差法による測定システムは、前記増幅器６を着脱自在に構成したが、前記箱部材１１、カバー部材１２、及び乾燥剤１３を備えることにより、電位差測定ケーブルコネクタ１０の接触不良及び接続面の劣化を防ぐことができるため、測定精度を保持することができる。また、前記増幅器６を取り外し可能に構成したことにより、測定時以外は増幅器６を保管することができるため耐久性を向上させることができ、経済性に優れる。さらに、複数個所でき裂や減肉の計測を行う際に、それぞれの計測箇所において増幅器６を設けなくてよいため、高価な増幅器６の設置個数を減少させて、更に経済性を向上させることができる。

実施の形態に係る電位差法による測定システムが適用される被測定物である配管を示す図である。 実施の形態に係る電位差法による測定システムの構成図である。 箱部材の正面図である。 カバー部材の斜視図である。 従来の電位差法によるき裂システムの構成図である

符号の説明

１ 被測定物
２ 電流入出力端子
３ 電位差測定端子
４ 電源装置
５ 電位差測定装置
６ 増幅器
７ａ 第一電流ケーブル
７ｂ 第二電流ケーブル
８ 電流ケーブルコネクタ
９ａ 第一電位差測定ケーブル
９ｂ 第二電位差測定ケーブル
１０ 電位差測定ケーブルコネクタ
１１ 箱部材
１２ カバー部材
１３ 乾燥剤

Claims (4)

1. 被測定物の離間した二点にそれぞれ接触する電流入出力端子と、
   前記電流入出力端子に電流を流す電源装置と、
   前記電流入出力端子間における前記被測定物の離間した複数点にそれぞれ接触する電位差測定端子と、
   前記電位差測定端子間の電位差を測定する電位差測定装置と、
   前記電流入出力端子に接続された第一電流ケーブルと、
   前記電源装置に接続された第二電流ケーブルと、
   前記電位差測定端子に接続された第一電位差測定ケーブルと、
   前記電位差測定装置に接続された第二電位差測定ケーブルと、
   前記第一電流ケーブルと第二電流ケーブルとを着脱自在に接続する電流ケーブルコネクタと、
   前記第一電位差測定ケーブルと第二電位差測定ケーブルとを着脱自在に接続する電位差測定ケーブルコネクタと、
   前記電位差測定ケーブルコネクタにおけるケーブル同士を接続する接続面を覆うカバー部材と、
   前記第二電位差測定ケーブル上に配置された増幅器と、を備えることを特徴とする電位差法による測定システム。
2. 前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタとを内包する箱部材を更に備え、
   前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタによる各ケーブル同士の接続は、前記箱部材内で操作可能であることを特徴とする請求項１に記載の電位差法による測定システム。
3. 前記箱部材内に収納可能な乾燥剤を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の電位差法による測定システム。
4. 被測定物の離間した二点に接触する電流入出力端子に接続される第一電流ケーブルと、
   前記電流入出力端子に電流を流す電源装置に接続される第二電流ケーブルと、
   前記電流入出力端子間の被測定物の離間した複数点に接触する電位差測定端子に接続される第一電位差測定ケーブルと、
   前記電位差測定端子間の電位差を測定する電位差測定装置に接続される第二電位差測定ケーブルと、
   前記第一電流ケーブルと第二電流ケーブルとを着脱自在に接続する電流ケーブルコネクタと、
   前記第一電位差測定ケーブルと第二電位差測定ケーブルとを着脱自在に接続する電位差測定ケーブルコネクタと、
   前記電流ケーブルコネクタと前記電位差測定ケーブルコネクタにおける各ケーブル同士を接続する接続面を覆うカバー部材と、を備え、
   前記第二電位差測定ケーブル上には、増幅器が配置されることを特徴とする電位差法による測定システムに用いる接続部材。

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