JPH0337683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導電性液体媒質中に沈められた２つ
の素子を決められた相対位置に配置するための方
法及び装置に関するものである。

海底で行なわれる操作中、例えば２つの別個の
素子（機素）を特に結ぶために（仏国特許第
2136291号参照）２つの素子を決められた相対位
置に配置することが望ましい。これらの素子は、
連結体（コネクタ）によつて端と端とが固定され
るべき２つのパイプであつてもよいし、１つのパ
イプと、例えば油井または油マニホルド形式の沈
められたコレクタの如き沈められた構造体とであ
つてもよい。

潜水夫の直接の管理下で行なわれるとき、すで
に行なうことが困難なこれらの操作は、少なくと
も１つのテレビカメラ及び照明材料を備えたロボ
ツトを用いるとき問題を生じさせた。この場合、
操作者は、表面上は、組立動作を可視的に制御
し、したがつてロボツトのマニピユレータアーム
の作動を制御する。

この解決案は、高いコストに加えて、操作者に
よつて可視的に制御される空間の比較的小さい寸
法から生じる欠点に苦しむことになる。実際、照
明は大きくとも数メートル直径の視界しか与え
ず、しばしば２メートルよりは大きくない。さら
に、この視界は、組立てられるべき部品の変位か
ら生じる水の運動によつて撹拌された海底の緩い
沈澱物によつてしばしば暗くされる。なお、組立
の正確さは、多くの場合、２次元像しか操作者に
よる可視制御に対して有効でないという事実によ
つて制限される。

これらの欠点を制限するために、組立てられる
べき素子の１つに固着した少なくとも１つの音響
送信器−受信器（送受信器）を利用し、他の素子
には音響トランスポンダー（質疑応答器）である
ような位置決め装置が提案された（英国特許第
1537378号及び第2034471号）。このように組立て
られるべき２つの素子を互いに接近させることは
可能であるが、ある連結器に対して要求される完
全に安全な機械的連結を得るためにこれらの素子
を充分に正確に位置決めすることが可能ではな
い。さらに、例えば海底を覆う緩らかい土の撹拌
から生じる水中に懸濁した粒子がこれらの装置の
良好な操作に対して障害となる。その理由は、粒
子が音響波（音波）の伝播上にスクリーンを形成
するからである。

容量効果の測定から２つの素子の相対位置を決
定することも考えられるが、この測定は導電性媒
質中では可能ではなく、且つ問題としている場合
には用いることができない。この先行技術の他の
実施例が米国特許第3497869号に記載されている。

本発明は、比較的低コストで、先行技術の欠点
なしに簡単な方法及び装置によつて２つの素子の
所望の相対的位置決めを行なうことを可能にす
る。

概略すると、本発明の方法は、液体媒質中に沈
んだ２つの素子を所定の相対位置に配置する方法
であつて、前記素子の少なくとも１つには電流が
供給される複数の電極及び音響波送信器−受信器
が設けられているような方法において、 (a) 電極の各々を流れる電流に関連する少なくと
も１つの電気量が測定され、 (b) 素子の１つが、少なくとも２つの電極に対す
る前記電気量が同一である位置まで他の素子に
対して動かされ、前記位置は１つの素子の外部
表面の中心点に他の素子の軸線を置くことにほ
ぼ対応し、 (c) 音響波が素子の１つに置かれた少なくとも２
つの送信器−受信器から送信され、音響波の送
信から受信までの時間間隔が２つの素子を分離
する距離及び１つの素子の他の素子に対する傾
斜を決定するように測定され、 (d) 素子の１つが他の素子に対して素子間の距離
及び傾斜を最小にするように動かされ、素子を
互いに充分接近させて補足的案内手段中に前記
素子の位置決め及び整合を可能にする、 前記各工程が１回またはそれ以上行なわれる、
ことを特徴とする方法である。

さらに具体的に言えば、本発明の方法は、 (a) 前記素子の各々と関連して電極の組立体が幾
何学的形状にしたがつて配列されて、素子の軸
線の少なくとも第１の点を除去することを可能
にし、 (b) 前記素子の各々に関連して、一群の音響部材
が素子の少なくとも第２の点が限定されるよう
な幾何学的形状にしたがつて配列され、 (c) 前記組立体の１つにある電極の電圧が第１の
値に持たらされ、組立体の他のものにある電極
の電圧が第１の値とは異なつた第２の値に持た
らされ、 (d) 前記電極組立体の少なくとも１つにある電極
を流れる電流に関連するパラメータの値が決定
され、 (e) 音響波が２つの群の音響部材間で伝播され、 (f) 前記音響波の伝播を表わす量が決定され、 (g) 一方において、工程(d)で決定した値が電極の
幾何学的形状に関連して予め決められた値に等
しくなるように、他方において音響波伝播を表
わす前記量が音響部材の群の幾何学的形状に関
連して予め決められた値に達するように、２つ
の素子の相対位置が変更される、 ことを特徴とする方法である。

本発明の方法は、２つの素子を接近させること
によつて２つの素子の組立てを与え、前記パラメ
ータの値及び２つの音響部材の群の間の音響波の
伝播を表わす量の値が、素子が互いに接近させら
れる工程中、２つの素子が同一軸線上で整合して
維持されるものである。正確な位置決め及び整合
は、補足的な案内手段によつて達成される。

導電性媒質中を変位可能な作用部材を利用して
導電性媒質中に沈んだ素子の位置を決定すること
も可能である。前記作用部材は決定した基準装置
に対してその位置を正確に決める手段を含み、前
記作用部材は前記部材を沈んだ素子に接触させる
ように前述の方法によつて変位され、基準装置に
おける沈んだ素子の位置が基準装置から誘導され
る。

本発明の装置は、導電性液体媒質中に沈んだ２
つの素子を決定した相対的位置に配置する装置で
あつて、前記素子の少なくとも１つが液体中を素
子を動かすようになつている手段と関連している
ような装置において、 第１素子に固着され且つ前記素子の軸線の少な
くとも１つの点が限定されるように幾何学的形状
にしたがつて配列した電極の第１の組立体と、 第２素子に固着され且つ前記素子の軸線の少な
くとも１つの点が限定されるように配列した電極
の第２の組立体と、 組立体の１つにある電極に接続された１つの出
力端子及び他の組立体の電極に接続した他の出力
端子を有する電源と、 組体体の１つにある電極を流れる電流に関連す
るパラメータの値を測定する手段と、 素子の１つに固着され且つ前記素子の軸線の少
なくとも１つの点が限定されるように幾何学的形
状にしたがつて配列した第１群の音響部材と、 他の素子に固着され且つ前記素子の少なくとも
１つの点が限定されるように幾何学的形状にした
がつて配列した第２群の音響部材と、ここで前記
群の少なくとも１つにある音響部材は音響波を送
信するように構成されており、 ２つの群の音響部材間の音響波の伝播を特徴付
ける量を測定する手段と、および 補足的案内手段と、 を有することを特徴とする装置である。

１実施例によると、電流に関連する前記パラメ
ータの値を測定する手段及び音響波の伝播を特徴
付ける量を測定する手段は、前記パラメータのそ
れぞれの値を表わす信号及び音響波の伝播を特徴
付ける量を表わす信号を伝達するように構成され
ている。さらに、装置に自動制御手段を含み、自
動制御手段は、前記信号を受信すると、異なつた
電極に対して測定した前記パラメータのそれぞれ
の値を均等化し且つ異なつた送信器−受信器にお
いて測定した音響波の伝播を特徴付ける量のそれ
ぞれの値を均等化するように駆動手段を自動的に
作動するものである。

次に本発明を添付図面を参照して説明する。

水底に置かれた素子２にダクト、すなわちパイ
プ１の端を、海底で、組立てるための本発明の位
置検出装置の使用の非制限的実施例を以後参照す
る。組立ては２つの補足的部材３及び４（その内
の１つは素子２に固着され、他の１つはパイプ１
の端に固着されている）から形成した周知の結合
素子、すなわち連結素子によつて行なわれる。

素子２は、例えば、油井、ヘツド、水中タン
ク、油マニホルド等の如き、海底または水底上に
置かれたパイプまたは静止した設備である。

結合は、潜水夫または水中で変位できる推進手
段を備えた遠隔制御式ロボツトすなわちマニピユ
レータ５のいずれかによつて行なわれる。このよ
うなマニピユレータは、例れば1979年12月３日に
出願された仏国特許第79 29 655号に記載されて
いる形式のものでもよい。

任意の周知の形式のものでもよい位置決め手段
が前記マニピユレータに関連され、連結器の部材
３及び４間の距離が所定値Ｄ（例えば1.5ないし２
メートルのオーダー）に接近するように、パイプ
１を配置する。なお、1.5ないし２メートルの値
は制限的ではない。部材３及び４間に形成される
角度は、大きくとも所定値a₀に等しく、所定値は
実際には45°に達することもある。

本発明の装置は第１図における検出組立体６を
含む。この装置は組立てられるべき素子の１つに
固着されている。第１図の場合、検出組立体６
は、任意の周知の手段、例えばねじ７によつてま
たは素子を組立てた後に組立体の回収を可能にす
る手段によつて連結体の部材３に固定される。

この検出装置の本体８はクラウン形状を有し、
クラウンの内側ボア９は連結体の素子３−４の外
径より大きな直径を有している。本体８は、その
軸線が連結体の部材３の軸線と一致するように配
列されている。

本体８には、本体８の軸線上に中心を有する円
周上に好ましくは規則的に分布した少なくとも３
つの検出器１０から成る第１ネツトワークが備え
られている。

本体８は、本体８の軸線上に中心を有する円周
上に好ましくは規則的に分布した少なくとも３つ
の検出器１１の第２ネツトワークを支持してい
る。

第１図の場合には、各ネツトワークは互いに
90°離れて置かれた４つの検出器から成る。

第１ネツトワークの検出器１０は、例えば、本
体８から電気的に絶縁した４つの電極１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ及び１０ｄから成る。

第１Ａ図は、単に例示的に、完全に充分である
ことが証明できた電極の特定の実施例を示す。

この電極はプラチナ層で被覆した中空金属球１
００から形成される。この球は、電源（図示せ
ず）に接続した導体１０２に接続した金属ロツド
１０１の端に、例えばねじ手段によつて固着され
ている。ロツド１０１は外皮１０３によつて絶縁
され、例えばハウジング１０５中に圧入されてク
ラウン８上に固着した絶縁チユーブ１０４中に配
置されている。チユーブの固さは例えばシラステ
ンのジヨイント１０６によつて得られる。

これらの電極１０ａないし１０ｄは制御スイツ
チ１２ａ（第２図）を介して交流または直流の電
源１２の端子の１つに接続されている。電源の他
の端子は接地されている。測定部材１３ａないし
１３ｄは個々の電極を流れる電流Ia，Ib，Ic及び
Idの値を決定する。これらの測定部材１３ａない
し１３ｄは電流IaないしIdの値を表わす信号を伝
達するようになつている。これらの信号は周知の
方法で信号の伝達を行なう回路１４に伝達され
る。これらの信号の用途は後述する。

第２ネツトワークの検出器は、例えば、４つの
音響波送信器−受信器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及
び１１ｄから形成される（第３図）。これらの送
信器は、例えばピエゾ電気形式のものである。

例えば遠隔で制御される制御回路１５によつて
発生された電気信号を受け取つたとき、各送信器
−受信器は音響波列を放出し、音響波を受け取つ
たとき、各受信器は制御回路１５と同期して処理
回路１６に伝達される電気信号を発生する。

その設計が当業者によつて行なわれうるこの処
理回路（例えばIBM技術公報vol18.No.18、1976年
１月発行を参照のこと）は、各送信器−受信器に
対して音響波の送信及び受信間の時間間隔を表わ
す信号を発生する。回路１７は周知の如くこの信
号の伝達を行なう。

もちろん、音響信号は、それらが形成される送
信器−受信器に特徴があり、前記特徴は音響波列
を形成するパルスの周波数、特定の符号化、等で
ある。

送信器−受信器の発信ダイヤグラムは、送信器
−受信器が後述の如く作動するように、選らばれ
る。

第４Ａ図ないし第４Ｃ図は、本発明の実施を概
略的に示している。

第１に、マニビユレータ５の遠隔制御によつ
て、パイプ１の端４が、最つとも大きくても所定
の距離Ｄに至るまで、部材３の端に持たらされる
（第４Ａ図）。この距離は、例えば1.5ないし２ｍ
である。パイプ１の軸線は、素子２の軸線と所定
値α0°に最つとも大きくとも等しい角度αをなす。

部材４が接地の電位に維持されている。電極１
０ａないし１０ｄはスイツチ１２ａに作用するこ
とによつて電源１２に接続される。このようにし
て電流が各電極１０ａないし１０ｄと部材４との
間に流れる。電流Ia，Ib，Ic及びIdが測定され
る。そして、マニピユレータは、異なつた電流
Ia，Ib，Ic，Idが実質的に等しくなるように操作
される。このとき部材４の端の中央は素子２の軸
線上にほぼ置かれる（第４Ｂ図）、すなわち、素
子１及び２の軸線は、部材４の端において点Ａで
交差する。

電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを流れる
電流を比較しながら、第４Ａ図に示す状態から第
４Ｂ図に示す状態に部材４を移動させる位置合わ
せ操作において、部材４は第４Ａ図及び第４Ｂ図
に示す点Ａに対応する単一の点と見做される。従
つて、部材４が第４Ａ図に示すように傾斜してい
ても、異なつた電流Ia，Ib，Ic，Idが実質的等し
くなるようにする位置合わせ操作では、部材４の
傾斜は問題にならずに、第４Ａ図に示す状態から
第４Ｂ図に示す状態に部材４を移動させることが
できる。

このとき、音響検出器ネツトワークが動作され
る。各音響波送信器−受信器が音響信号を送信
し、音響信号は部材４の軸線に垂直に、部材４の
端面で反射される。各音響波送信器−受信器によ
り、その反射波が検出されて、音響波の送信から
反射波の受信までの時間間隔が測定される。反射
波としては、最も速く送受信器に到達した音波が
検出されるので、音響波ビームに広がりがあつた
としても、かかる測定により、音響波送信器−受
信器と、部材４との間の最短距離が測定できる。

例えば、第４Ｂ図に示すように部材４が傾斜し
ている場合には、音響波送信器−受信器１１ａ及
び１１ｄに最も近い部材４の上の点は、部材４の
端面の上の縁であり、音響波送信器−受信器１１
ａ及び１１ｄが発した音響波は、部材４の端面の
上の縁で反射し、その部材４の端面の上の縁でし
た音響波が、最も速く音響波送信器−受信器１１
ａ及び１１ｄに検出される。一方、音響波送信器
−受信器１１ｂ及び１１ｃに最も近い部材４上の
点は、部材４の傾きにより異なるが、音響波送信
器−受信器１１ｂ及び１１ｃに最も近い部材４上
の点と音響波送信器−受信器１１ａ及び１１ｄと
の間の距離は、音響波送信器−受信器１１ａ及び
１１ｄと部材４の端面の上の縁との間の距離より
も長いことは、第４Ｂ図から明らかである。従つ
て、音響波送信器−受信器１１ａ及び１１ｄが検
出する反射波の到達までの時間間隔と、音響波送
信器−受信器１１ｂ及び１１ｃが検出する反射波
の到達までの時間間隔とは異なる。かくして、４
つの音響波送信器−受信器１１ａ〜１１ｄが検出
する反射波到達までの時間間隔の違いにより、部
材４が傾いていることがわかる。そして、マニピ
ユレータ５が、各音響波送信器−受信器で測定さ
れる時間間隔が実質的に等しくなるように操作さ
れて、傾きの調整すなわち角度調整がなされる。

以上のような条件が満たされたとき、素子１の
軸線が素子２の軸線と一致する（第４Ｃ図）。

但し、第４Ａ図に示す状態から第４Ｂ図に示す
状態に部材４を移動させる位置合わせ操作と、第
４Ｂ図に示す状態から第４Ｃ図に示す状態に部材
４を移動させる角度調整操作とは、それぞれ一回
の操作で完了するものではなく、満足のいく整合
の達成までには前述の操作の少なくとも１つを数
回くり返す必要がある。

マニピユレータは、矢印Ｆの方向にパイプ１を
変位するために作動され、その結果、前述の条件
が満足される。すなわち、電極１０ａないし１０
ｄによつてそれぞれ送信した電流がほぼ等しくな
ると同時に、それぞれの送信器及び部材４の端の
間の音響波の移動時間が互いにほぼ等しくなる。

前述の記載から明らかな如く、連結器部材３の
軸線にほぼ平行な方向に沿う音響送信器−受信器
の送信ダイヤグラムは、部材４の端部が送信器を
含む面内に入るまで、音響波の反射を可能にしな
ければならない。

連結器の部材３及び４の最後に行なわれる嵌合
は、連結器を、例えば円錐表面の如き、少なくと
も１つの回転表面からなる補足的形状に設計する
ことによつて容易になされる。

部材４の位置決めは音響波を反射するための平
らなプレート１８を利用することによつて一層良
く制御されうる。プレート１８は方向性送信ダイ
ヤグラムを有する送信器−受信器と関連して素子
２の軸線に垂直に（第５図）、例えばマニピユレ
ータに固着される。

伝達装置１４及び１７からの信号の伝達は、ケ
ーブルによつて、または材料の連結を避ける、符
号化音響波列の形状で好ましくは行ないうる。

この伝達は、信号の値が表示され、且つマニピ
ユレータ５を遠隔制御する操作者によつて情報と
して用いられるような面に向つて行なわれる。

しかしながら、特定の実施例によると、伝達手
段１４及び１７は、マニピユレータ５によつて支
持した受信器に向つて情報の音響伝達を与える。

受信器に接続され、当業者によつて設計されう
る制御回路は、素子１及び２を互いに接近させる
段階中素子１及び２の軸線を整合状態に維持する
ように、マニピユレータ５を動かす駆動手段を自
動的に作動する。

もちろん、装置６はマニピユレータ５に対し
て、または部材４に固着されることができる。

試験において、軸線の整合は次の制限内に維持
される。： −素子１及び２の軸線間に形成した角が3°以下で
あること −軸線間の距離が１cm以下である。

素子の連結の瞬間における素子１及び２の軸線
の正確な整合は、前述の検出ネツトワークと組合
せて例えば使用する補足的な案内手段の使用によ
つて、第６図に概略的に示す補足的中心決めネツ
トワークの使用によつて得られる。このネツトワ
ークは、本体８のボア９内に且つ連結器の部材３
の軸線にほぼ垂直な面内に配列した少なくとも３
つの音響送信器−受信器から成る。これらの送信
器−受信器は半径方向に送信する。

部材４の所定の位置に対して、音響波の送信及
び反射した音響波の受信の間の時間間隔が各送信
器−受信器に対して測定され、次に、部材４の軸
線方向の変位ΔLの後に、測定がくり返され、そ
して、マニピユレータ５の位置は、測定した移動
時間がすべての送信器−受信器に対して同一であ
るように、すなわち部材３及び４の軸線を一致さ
せるように、変更される。

第７図に示す他の実施例によると、補足的中心
決めネツトワークは、本体８のボア９中に配置さ
れて半径方向に送信する少なくとも２つの対の送
信器−受信器２０及び２１から成る。１つの対
は、部材３の軸線に垂直な第１面内に置かれ、第
２の対は、同一の軸線に垂直な第２面内に置かれ
る。２つの対は異なつた半径面内にある。これら
の条件の下で、部材３及び４の軸線の整合は、各
送信器−受信器に対して、音響波の送信及び反射
した音響波の受信の間の時間間隔を測定して、こ
れらの時間間隔が等しくなるように部材３の位置
を変更することによつて、行なわれる。このよう
にして、１ミリメートルの十分の１より小さい軸
線間の距離及び0.15°より小さい素子の軸線間に
角度が得られる。

本発明の範囲内で変形が可能である。実際、前
述の記載において、整合しなければならない軸線
を中心とした回転表面の形状を有する部材３及び
４の組立てが考えられる。

このような場合でないとき、部材４の軸線を中
心として良好に分布した電極を部材４と関連させ
ることは容易であり、これらの電極は電極１０ａ
ないし１０ｄに加えられる電位とは異なつている
が互いに同一の電位に維持される。

音響受信器を部材４に関連させて、部材３によ
つて支持した送信器及び部材４に固着した受信器
間の音響波の移動時間を測定することも可能であ
る。

一般に、素子の１つと関連した電極及び音響部
材は、前記素子の軸線の少なくとも１点を決定す
るように幾何学上の形状にしたがつて配列され
る。測定される量は、２つの素子の軸線が整合し
ているとき、幾何学形状に関連して所定の値をと
りうる電流及び音響波の伝播に関する。

さらに、素子の軸線を中心とする電極または音
響部材の分布は、２つの素子の軸線の整合を与え
るばかりでなく、整合軸線を中心として素子の所
定の相対位置決めを与えるように、適切に選ばれ
る。

前述の記載において、電極１０ａ…によつて送
信される電流が測定されると述べている。一般
に、電流と関連する量、例えば電極の電圧、電極
１０ａ…及び部材４等…間の電気抵抗が測定され
る。

例えば、本発明の装置は、クラウン８上に対と
して直径方向に向き合つて４つの電極１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１０ｄを設けている。

検出は、第８図に示すような対の電極を関連す
ることによつて行なわれた。２つの電極１０ａ及
び１０ｃは等しい抵抗値の２つの抵抗Ｒを介して
交流電流源１０７から平行に供給される。電極１
０ａ及び１０ｃによつて送信した電流は部材４に
戻される。部材４及び電極１０ａ，１０ｃ間の抵
抗P₁及びP₂は抵抗Ｒと共にホイストンブリツジ
を形成した。

電極間電圧Ｕは電極に対する部材４の位置を表
わし、部材４の中心が２つの電極によつて決めら
れる２等分線上に置かれたとき、零となつた。電
圧ｕを伝達する交流／直流変換器１０８で処理し
たこの電圧は、陰極線スクリーン上に部材４の位
置を可視化することができた。

図面に示す実施例において、検出組立体６は組
立てられるべき部材の１つ（静止した部材）によ
つて支持されている。

もちろん、装置６を可動部材４上に固着するこ
とも本発明の範囲内である。

前記の記載において、組立てられるべき素子の
１つの端は２つの素子の連結を行なうように可動
である。実際には、このことは、これらの素子の
重量及び寸法の結果として必ずしも可能ではな
い。例えば、海底に沈めた後、非常に長い２つの
パイプ部分の２端を互いに対して変位することは
困難である。しばしば、沈めた後、２つの部分３
及び４の端（第９図）は互いに接近しているが直
接には連結できない。このため、第９図に点線で
示す如き中間連結体１０９が用いられる。この連
結体はしばしば“スリーブコネクタ”と呼ばれ、
潜水夫がゲージの助けで素子３及び４の端の相対
位置を識別した後適当な寸法に特に設計される。

本発明によつて、潜水夫の介在が避けることが
でき、したがつて、この連結方法は、潜水夫の介
在が不可能であるような深い所でも使用できる。

この目的のために、本発明の装置６は任意の周
知の形式の可動部材１１０に関連され、その位置
は基準装置に対して正確に毎回決定される。

このように、第１０図に示すように、部材１１
０が前述の如く、動かされ、本発明の装置６が第
１０図の点線で示すように素子３の端に位置決め
される。そして、部材１１０の位置が基準装置に
対して配置され、この位置が基準装置中の部材３
の端を表わすことになる。

次に、部材１１０は、装置６が部材４の端に置
かれるように（位置は第１０図の点線で概略的に
示される）動かされる。部材１１０の新しい位置
が基準装置中に置かれる。この新しい位置が前記
基準装置中の素子４の端を表わすことになる。

このように、２つの素子３及び４を連結するよ
うに構成した新しいスリーブコネクタ１０９を製
造することは容易である。このスリーブコネクタ
はマニピユレータロボツト（図示せず）によつて
位置決めされることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パイプに連結されねばならない素子
の軸線をパイプの軸線と整合するのに用いる、本
発明の位置検出装置を概略的に示す図である。第
１Ａ図は、電極の１実施例を示す図である。第２
図は、電気的位置決めネツトワークの配列を示す
図である。第３図は、電気的位置決めネツトワー
クと組合せて用いられる音響位置決めネツトワー
クの配列を示す図である。第４Ａ図ないし第４Ｃ
図は、本発明の作動を概略的に示す図である。第
５図は、本発明のマニピユレータの実施例を示す
図である。第６図は、パイプを位置決めする補足
的な装置を示す。第７図は、位置決め補足装置の
他の実施例を示す。第８図は、実施例を示す図で
ある。第９図及び第１０図は、本発明の装置の他
の用途を示すための図である。 １……パイプ、２……素子、３，４……補足部
材、５……マニピユレータ、６……検出組立体、
１０……検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体媒質中に沈んだ２つの素子を所定の相対
   位置に配置する方法であつて、前記素子の少なく
   とも１つには電流が供給される複数の電極及び音
   響波送受信器が設けられているような方法におい
   て、 (a) 電極の各々を流れる電流に関連する少なくと
   も１つの電気量を測定し、 (b) 一方の素子の外部表面の中心点に他方の素子
   の軸線を置くことにほぼ対応する、少なくとも
   ２つの電極に対する前記電気量が同一である位
   置まで一方の素子を他方の素子に対して動か
   し、 (c) 素子の少なくとも１つに置かれた少なくとも
   ２つの送受信器から音響波を送信し、音響波の
   送信から受信までの時間間隔を測定して２つの
   素子を分離する距離及び一方の素子の他方の素
   子に対する傾斜を決定し、 (d) 一方の素子を他法の素子に対して素子間の距
   離及び傾斜を最小にするように動かし、素子を
   互いに充分接近させて相補的な案内手段による
   前記素子の位置決め及び整合を可能にする、 前記各工程を１回またはそれ以上行うことを特
   徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、 (a) 前記素子の各々と関連して電極の組立体が、
   素子の軸線の少なくとも第１の点を限定するこ
   とを可能にする幾何学的位置に配列され、 (b) 前記素子の各々に関連して一群の音響部材
   が、素子の少なくとも第２の点を限定するよう
   な幾何学的位置に配列され、 (c) 前記電極組立体の１つにある電極の電圧を第
   １の値にし、電極組立体の他のものにある電極
   の電圧を第１の値とは異なつた第２の値にし、 (d) 前記電極組立体の少なくとも１つにある電極
   を流れる電流に関連するパラメータの値を測定
   し、 (e) 音響波を２つの群の音響部材間で伝播させ、 (f) 前記音響波の伝播を表わす量を測定し、 (g) 工程(d)で測定した値が電極の幾何学的形状に
   関連して予め決められた値に等しくなるよう
   に、且つ、音響波伝播を表わす前記量が音響部
   材の群の幾何学的形状に関連して予め決められ
   た値に達するように、２つの素子の相対位置を
   変更する、 ことを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の方法におい
   て、前記素子を互いに接近させて、前記パラメー
   タの値及び２つの音響部材の群の間の音響波の伝
   播を表わす量の値が、素子が互いに接近させられ
   るとき、２つの素子が同一軸線上で整合して維持
   されるような値にすることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、所定の基準位置に対してその位置を正確に決
   める手段を含む可動の部材を前記導電性媒質中で
   利用して、前記部材を沈んだ素子に接触させるよ
   うに該部材を変位させて、前記基準位置に対する
   沈んだ素子の位置を前記基準位置から誘導して、
   導電性媒質中に沈んだ素子の位置を決定すること
   を特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の方法におい
   て、同一基準位置に対して素子の各々の位置を決
   め、そのように位置決めした２つの位置から、２
   つの素子の連結を与えるのに適した部材の形状を
   決定して、互いに対して静止した２つの素子の連
   結を行なうことを特徴とする方法。 ６ 導電性液体媒質中に沈んだ２つの素子の軸線
   を整合する方法であつて、前記素子の内の第１素
   子が導電性であり、且つその一端に、素子の軸線
   を中心とした回転表面形状を有するような方法に
   おいて、 (a) 少なくとも３つの電極を、これらの電極が前
   記第２素子の軸線を中心として該軸線にほぼ垂
   直な面内に分布するように該第２の素子に設
   け、 (b) 音響的な反射表面を前記素子内の一方の素子
   の軸線にほぼ垂直に該一方の素子に設け、少な
   くとも３つの音響波送受信器を、前記素子の内
   の他方の素子の軸線を中心として該軸線にほぼ
   垂直な面内において該他方の素子に配置し、こ
   れらの送受信器を前記他方の素子の軸線にほぼ
   平行な方向に音響波を直接送信するようにし、 (c) 前記少なくとも３つの電極の電圧を第１値に
   し、前記第１素子の端の電圧を第１値とは異な
   つた第２値にし、 (d) 前記少なくとも３つの電極を流れる電流に関
   連する量の値を測定し、 (e) 前記少なくとも３つの音響波送受信器を作動
   し、 (f) ２つの素子の相対位置が、前記パラメータの
   測定した値がほぼ等しくなるように、変更し、 (g) 各送受信器ごとに音響波の送信と反射表面で
   反射した音響波の受信との間の時間間隔を測定
   し、 (h) ２つの素子の相対位置を、電流の値をほぼ等
   しく維持していながら、異なつた送受信器に対
   して測定した時間間隔が互いにほぼ等しくなる
   ように、変更し、 (i) 相補的な案内を行う ことを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の方法におい
   て、前記補的案内を音響波によつて行うことを特
   徴とする方法。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の方法であつ
   て、一方の素子の軸線に垂直な面内に配列された
   前記少なくとも３つの音響波送受信器によつて、
   該軸線に対して半径方向に音響波を送信し、他の
   素子の少なくとも２つ連続部分に対して及び各送
   受信器に対して、送信時及び他の素子で反射した
   音響波の受信時の時間間隔を測定し、且つ２つの
   素子の軸線を正確に一致させるように２つの素子
   の相対位置を前記時間間隔の測定値にしたがつて
   変更することによつて前記相補的な案内を行い、
   素子の軸線を一層正確に整合して、２つの素子
   を、それらを予め整合した後互いに接近させるこ
   とによつて、組立てることを特徴とする方法。 ９ 特許請求の範囲第７項に記載の方法であつ
   て、一方の素子の軸線に垂直な２つの別個な面内
   に配列されているが該一方の素子の軸線を含む同
   一面内には配置されていない少なくとも２つの対
   の音響波送受信器によつて、前記軸線に対して半
   径方向に音響波を送信し、各送受信器に対して、
   送信時及び他の素子で反射した音響波の受信時の
   時間間隔を測定し、２つの素子の軸線を正確に一
   致させるように２つの素子の相対位置を前記測定
   した時間間隔にしたがつて変更して前記相補的な
   案内を行い、２つの素子を、それらの予めの整合
   した後互いに接近させて、組立てることを特徴と
   する方法。 １０ 導電性液体媒質中に沈んだ２つの素子を決
   定した相対的位置に配置する装置であつて、前記
   素子の少なくとも一方には前記液体中を該素子を
   動かす移動手段が設けられている装置において、 前記素子の内の第１素子に固着され且つ前記第
   １素子の軸線の少なくとも１つの点が限定される
   ように幾何学的位置に配列した電極の第１の組立
   体と、 前記素子の内の第２素子に固着され且つ前記第
   ２素子の軸線の少なくとも１つの点が限定される
   ように幾何学的位置に配列した電極の第２の組立
   体と、 前記第１及び第２の電極の組立体の一方の組立
   体の電極に接続された１つの出力端子及び他方の
   組立体の電極に接続した他の出力端子を有する電
   源と、 前記第１及び第２の電極の組立体の一方の組立
   体の電極を流れる電流に関連するパラメータの値
   を測定する手段と、 前記素子の内の一方の素子に固着され、且つ一
   方の素子の軸線の少なくとも１つの点が限定され
   るように幾何学的位置に配列した第１群の音響部
   材と、 前記素子の内の他方の素子に固着され、且つ他
   方の素子の少なくとも１つの点が限定されるよう
   に幾何学的位置に配列した第２群の音響部材と、 前記第１群及び第２群の少なくとも一方の群の
   音響部材は音響波を送信するように構成されてお
   り、 ２つの群の音響部材間の音響波の伝播を特徴付
   ける量を測定する手段と、 相補的案内手段と、 を有することを特徴とする装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の装置にお
   いて、電流に関連する前記パラメータの値を測定
   する手段及び音響波の伝播を特徴付ける量を測定
   する手段は、前記パラメータのそれぞれの値を表
   わす信号及び音響波の伝播を特徴付ける量を表わ
   す信号を伝達するように構成されており、装置は
   自動制御手段を含み、該自動制御手段は、前記信
   号を受信すると、異なつた電極ごとの測定した前
   記パラメータのそれぞれの値を均等化し且つ異な
   つた送受信器ごとに測定した音響波の伝播を特徴
   付ける量のそれぞれの値を均等化するように、前
   記移動手段を自動的に作動する、ことを特徴とす
   る装置。 １２ 特許請求の範囲第１０項に記載の装置にお
   いて、各電極組立体が素子の軸線を中心にした円
   周上に規則的に分布した少なくとも３つの電極か
   ら成り、素子に対して、前記電極は垂直に固着さ
   れている、ことを特徴とする装置。 １３ 特許請求の範囲第１０項に記載の装置にお
   いて、第２素子の端の一方がその軸線を中心とす
   る回転表面の形状を有し且つ導電性であり、該一
   方の端が前記第２電極組立体を構成し、第１電極
   組立体は、第１素子の軸線に垂直で前記軸線を中
   心とした円周上に規則的に分布した少なくとも３
   つの電極から成る、ことを特徴とする装置。 １４ 特許請求の範囲第１０項に記載の装置にお
   いて、前記第１群及び第２群の内の一方の群の音
   響部材が少なくとも３つの音響波送受信器によつ
   て構成され、それら送受信器は音響部材が固着さ
   れている素子の軸線を中心として前記軸線に垂直
   な円周上に規則的に分布され、前記送受信器は前
   記素子の軸線にほぼ平行な音響波を送信する、こ
   とを特徴とする装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載の装置にお
   いて、他の素子の音響部材の群は音響的な反射表
   面によつて構成され、反射表面は反射表面が固着
   された素子の軸線に対して垂直に配置され、音響
   波の伝播を特徴付ける量は、音響波の送信と、反
   射表面で反射した後に、前記送受信器による受信
   との間の時間間隔であることを特徴とする装置。 １６ 特許請求の範囲第１４項に記載の装置にお
   いて、前記反射表面が対応する素子の前面である
   ことを特徴とする装置。 １７ 特許請求の範囲第１３項又は第１５項に記
   載の装置において、装置は第１素子に固着した管
   状形状の本体から成り、前記電極及び前記送受信
   器が前記本体によつて支持され、同一の円周上に
   分布されていることを特徴とする装置。 １８ 特許請求の範囲第１７項に記載した装置に
   おいて、装置は、前記本体のポア内に、前記本体
   の軸線に垂直な少なくとも１つの面内に配置され
   且つ半径方向に送信する複数の音響波送受信器
   と、各送受信器に関連して、送信時及び反射した
   音響波の受信時間の時間間隔を測定する手段とを
   有する装置。 １９ 特許請求の範囲第１０項ないし第１８項の
   いずれか１つに記載の装置において、相補的案内
   手段が音響部材から成ることを特徴とする装置。 ２０ 特許請求の範囲第１９項に記載の装置にお
   いて、相補的案内手段が一方の素子の軸線にほぼ
   垂直なな面内に配列され且つ前記軸線に対して半
   径方向に送信する少なくとも３つの音響波送受信
   器から成ることを特徴とする装置。 ２１ 特許請求の範囲第１９項に記載した装置に
   おいて、相補的案内手段の音響部材は、一方の素
   子の軸線にほぼ垂直な２つの別個な面内に配列し
   た少なくとも２対の音響波送受信器から成り、２
   対の送受信器は前記軸線に関して半径方向に送信
   し且つ素子の軸線を含む同一面内には配置されて
   いないことを特徴とする装置。