JP2000146646A - Powder flow rate measuring apparatus - Google Patents

Powder flow rate measuring apparatus

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JP2000146646A
JP2000146646A JP10318525A JP31852598A JP2000146646A JP 2000146646 A JP2000146646 A JP 2000146646A JP 10318525 A JP10318525 A JP 10318525A JP 31852598 A JP31852598 A JP 31852598A JP 2000146646 A JP2000146646 A JP 2000146646A
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waveguide
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聖三 佐々木
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憲一 片山
Kinya Fujita
謹也 藤田
Hiroyuki Iwabuchi
宏之 岩渕
Keiichi Morishita
慶一 森下
Kenji Iizuka
健二 飯塚
Masaru Ishibashi
勝 石橋
Shinya Ishii
伸也 石井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the powder flow rate measuring precision by measuring the bulk density of the powder and the phase change of a microwave to set relevant coefficients between both. SOLUTION: A measuring data processor system 15 fetches output signals from waveguides 11a-11c when no ash falls in a measuring unit 81 and a lower part 82 and measures with the phases of these signals set as reference phases. After this measurement, ash in an ash reservoir 6 is charged in the measuring unit 81, the processor system 15 fetches the output signal from the waveguide 11a, measures its phase, calculates the difference between this phase and the reference phase as a phase change due to the ash charging, calculates a proportional const. k of a specified equation to obtain the bulk density of the ash, based on the phase change, the inner vol. of the measuring unit 81 and the weight of the ash, then fetches output signals from the waveguides 11b, 11c with ash being carried on a discharge vehicle 9, and calculates the phase changes in the waveguides 11b, 11c, based on the phases of these signals. The processor system 15 processes these phase changes by the arithmetic technique using cross correlation functions, etc., and calculates the falling rate, the instantaneous flow rate and the cumulative flow rate of the ash, based on specified equations.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭灰等の粉体の
流量をマイクロ波を用いて計測する粉体流量計測装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a powder flow rate measuring device for measuring the flow rate of powder such as coal ash using microwaves.

【0002】[0002]

【従来の技術】石炭燃料を燃焼させるプラントにおいて
は、その燃焼に伴って生じる石炭灰が図20に示すよう
な灰排出設備を介して外部に排出される。この図20に
おいて、石炭焚きボイラー1等で発生した石炭灰は、排
ガスと共に煙道2を流れる。そして、排ガスは煙道2の
終端に設けられた煙突等のガス排出設備3から大気中に
放出され、また石炭灰は、煙道2の途中に設けられたE
P(electro−statics precipi
tation)等の灰回収設備4によって回収された
後、灰搬送路5を通過して灰貯蓄槽6に貯蔵される。灰
貯蓄槽6に貯蔵された石炭灰は、開閉弁7および灰流路
8を介して搬出車両9に排出されるが、その際、図21
に示した粉体流量計測装置10によってその排出量が計
測される。
2. Description of the Related Art In a plant for burning coal fuel, coal ash produced by the combustion is discharged to the outside through an ash discharge facility as shown in FIG. In FIG. 20, coal ash generated in the coal-fired boiler 1 and the like flows through the flue 2 together with the exhaust gas. The flue gas is released into the atmosphere from a gas discharge facility 3 such as a chimney provided at the end of the flue 2, and the coal ash is discharged into the middle of the flue 2
P (electro-statistics precipi
After being collected by an ash collection facility 4 such as an ash storage device, the ash is passed through an ash transport path 5 and stored in an ash storage tank 6. The coal ash stored in the ash storage tank 6 is discharged to the unloading vehicle 9 through the on-off valve 7 and the ash flow path 8.
The discharge amount is measured by the powder flow rate measuring device 10 shown in FIG.

【0003】この粉体流量計測装置10は、上記灰流路
8が中央部を貫通する態様で配設した上下一対の導波管
11b,11cと、同軸ケーブル12を介してこれらの
導波管11b,11cの一端にマイクロ波を供給するマ
イクロ波発信器13と、同軸ケーブル14を介して該導
波管11b,11cの他端に接続した計測データ処理系
15とを備えている。
[0003] The powder flow rate measuring device 10 comprises a pair of upper and lower waveguides 11 b and 11 c which are disposed in such a manner that the ash flow path 8 penetrates the central portion, and these waveguides via a coaxial cable 12. A microwave transmitter 13 for supplying a microwave to one end of each of the waveguides 11b and 11c, and a measurement data processing system 15 connected to the other ends of the waveguides 11b and 11c via a coaxial cable 14 are provided.

【0004】以下、この従来の粉体計測装置10の動作
を説明する。灰流路8は、導波管11,12の配置部位
における壁部がテフロン等のマイクロ波透過材16で形
成されているので、マイクロ波発信器13から同軸ケー
ブル12を介して導波管11b,11cに供給されたマ
イクロ波は、上記マイクロ波透過材16を透過して灰流
路8内の灰と相互作用する。そこで、計測データ処理系
15は、まず、開閉弁7が閉じられている状態、つま
り、灰が灰流路8を流下していない状態での導波管11
b,11cの出力信号の位相φb0,φc0を基準位相(0
位相)として計測し、ついで、開閉弁7を開いた状態、
つまり、灰が灰流路8内を流下している状態での導波管
11b,11cの出力信号の位相φb1(t) ,φc1(t)
計測する。そして、計測したこれらの位相に基づいて、
位相変化量Δφb(t)=φb1(t) −φb0,Δφc(t)=φ
c1(t) −φc0を演算するとともに、時間の関数であるこ
れらの位相変化量Δφb(t),Δφc(t)の相互相関関数と
導波管11b,11cの配置間隔とに基ずいて、上記灰
流路8における灰の落下速度vを演算する。
The operation of the conventional powder measuring device 10 will be described below. Since the wall of the ash flow path 8 at the position where the waveguides 11 and 12 are disposed is formed of a microwave transmitting material 16 such as Teflon, the waveguide 11 b is transmitted from the microwave transmitter 13 through the coaxial cable 12. , 11c pass through the microwave transmitting material 16 and interact with the ash in the ash flow path 8. Therefore, the measurement data processing system 15 first sets the waveguide 11 in a state where the on-off valve 7 is closed, that is, in a state where ash does not flow down the ash flow path 8.
b, and 11c output signal of the phase φ b0, φ c0 reference phase (0
Phase), and then with the on-off valve 7 open,
That is, the phases φ b1 (t) and φ c1 (t) of the output signals of the waveguides 11b and 11c while the ash flows down in the ash flow path 8 are measured. And, based on these measured phases,
Phase change Δφ b (t) = φ b1 (t) −φ b0 , Δφ c (t) = φ
c1 (t) as well as calculating the -.phi c0, it is a function of time these phase variation Δφ b (t), the cross-correlation function and the waveguide 11b, based on the arrangement interval of 11c of Δφ c (t) Then, the falling speed v of the ash in the ash flow path 8 is calculated.

【0005】導波管11cを用いて実験的に求めた位相
変化量をΔφc ′、信号計測域での灰の重量嵩密度(灰
一般の平均値)をω、両者の関係係数をk0 とすると、
これらには以下のような関係がある。 ω=k0 ・Δφc ′・・・・・(A) そこで、この(A)式に基づいて得られる上記係数k0
と、上記灰落下速度vおよび灰流路8の断面積Sとに基
づいて、下記(B)式に示す瞬時流量q(t)を演算す
るとともに、この瞬時流量q(t)に基づいて、下記
(C)式に示す積算流量Q(T) を演算する。 q(t)=S・v・k0 ・φc1(t) ・・・・・(B)
The amount of phase change experimentally obtained by using the waveguide 11c is Δφ c ′, the weight bulk density of ash (average value of ash) in the signal measurement area is ω, and the relation coefficient between them is k 0. Then
These have the following relationships. ω = k 0 · Δφ c ' ····· (A) Accordingly, the coefficient k 0 obtained based on the formula (A)
And the instantaneous flow rate q (t) shown in the following equation (B) based on the ash falling velocity v and the sectional area S of the ash flow path 8, and based on the instantaneous flow rate q (t), An integrated flow rate Q (T) shown in the following equation (C) is calculated. q (t) = S · v · k 0 · φ c1 (t) (B)

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の粉体流量計
測装置は、以下のような問題点を有する。 a. 計測する粉体が石炭灰の場合に、燃焼しきらずに
残留している未燃炭素分の電気的特性値が、他の灰成分
のそれに比べて著しく大きくなるので、石炭灰全体の電
気的特性が上記未燃炭素分の含有量に大きく依存する。
しかし、上記従来の粉体流量計測装置においては、
(A)式で示したように、ある量の残留未燃炭素分を含
有した灰を対象として実験的に計測された位相変化量Δ
φc ′と石炭灰の一般的な重量嵩密度とに基づいて上記
係数k0 を算出しているので、計測対象灰の実際の残留
未燃炭素分がこの係数k0 に反映されず、このため、上
記瞬時流量q(t)ならびに積算流量Qm の精度が極め
て低くなるという問題を生じる。 b. 上記従来の粉体流量計測装置では、マイクロ波発
信器13から導波管11b,11cに至る距離および該
導波管11b,11cから計測データ処理系15が至る
距離が長いので、前者相互を同軸ケーブル12によって
接続するとともに後者相互を同軸ケーブル14によって
接続している。しかし、この同軸ケーブル12,14
は、周辺環境の温度変化に伴って内部の誘電体の誘電率
が変化する。そして、この誘電率の変化は、これらの同
軸ケーブル12、14内におけるマイクロ波の群速度を
変化させる。したがって、上記従来の粉体流量計測装置
10では、同軸ケーブル12の周辺環境の温度変化のた
めに位相測定値に誤差が生じるという問題を生じる。本
発明の課題は、このような従来装置の問題点に鑑み、上
記した計測精度の低下要因を除去して計測精度の向上を
図ることができる粉体流量計測装置を提供することにあ
る。
The above-mentioned conventional powder flow rate measuring apparatus has the following problems. a. When the powder to be measured is coal ash, the electrical characteristics of the unburned carbon remaining without burning are significantly larger than those of the other ash components. Depends greatly on the unburned carbon content.
However, in the above conventional powder flow rate measuring device,
As shown in the equation (A), the phase change amount Δ experimentally measured for ash containing a certain amount of residual unburned carbon content.
Since the coefficient k 0 is calculated based on φ c ′ and the general bulk density of coal ash, the actual residual unburned carbon content of the measurement target ash is not reflected in this coefficient k 0 , Therefore, there arises a problem that the instantaneous flow q (t) as well as the accuracy of the integrated flow rate Q m is very low. b. In the above-mentioned conventional powder flow rate measuring device, the distance from the microwave transmitter 13 to the waveguides 11b and 11c and the distance from the waveguides 11b and 11c to the measurement data processing system 15 are long. They are connected by a cable 12 and the latter are connected by a coaxial cable 14. However, the coaxial cables 12, 14
The dielectric constant of the internal dielectric changes with the temperature change of the surrounding environment. This change in the dielectric constant changes the group velocity of microwaves in the coaxial cables 12 and 14. Therefore, the conventional powder flow rate measuring device 10 has a problem that an error occurs in the phase measurement value due to a temperature change in the surrounding environment of the coaxial cable 12. An object of the present invention is to provide a powder flow measuring device capable of improving the measurement accuracy by removing the above-described factors of the decrease in the measurement accuracy in view of the problems of the conventional device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、粉体にマ
イクロ波を作用させた際の該マイクロ波の位相変化量と
粉体重量嵩密度との関係係数を予め設定し、この関係係
数、前記粉体の流通速度、前記粉体の流路の断面積およ
び前記マイクロ波の位相変化量に基づいて前記粉体の流
量を計測する粉体流量計測装置において、計測対象であ
る粉体の重量嵩密度と、この粉体に作用させたマイクロ
波の位相変化量とを実測して前記関係係数を設定する関
係係数設定手段を設けている。第2の発明は、第1の発
明において、前記関係係数設定手段が、前記粉体の流路
を第1の開閉弁と該第1の開閉弁の下流側に設けた第2
の開閉弁とで区画して形成した検量部と、この検量部に
充填された粉体にマイクロ波を作用させる第1の導波手
段と、前記検量部に充填された粉体の重量を計測する重
量計測手段とを備え、前記第1の導波手段におけるマイ
クロ波の位相変化量、粉体の重量および前記検量部の体
積に基づいて前記関係係数を設定するように構成されて
いる。第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記粉体に対して所定の分率の水分を添加する水分添加
手段を設けたことを特徴としている。第4の発明は、第
1ないし第3の発明のいずれかにおいて、前記粉体の流
路における前記検量部よりも下流側の部位に、該部位を
流通する粉体にマイクロ波を作用させる第2、第3の導
波手段を所定の間隔を置いて配設し、この第2、第3の
導波手段におけるマイクロ波の位相変化量の相関に基づ
いて前記粉体の流通速度を計測するようにしている。第
5の発明は、第2または第3の発明において、前記第2
の開閉弁に内部流路に突起物が介在しない構造のものを
用いるとともに、前記検量部よりも下流側の部位に、該
部位を流通する粉体にマイクロ波を作用させる第2の導
波手段を配設し、前記第1、第2の導波手段におけるマ
イクロ波の位相変化量の相関に基づいて前記粉体の流通
速度を計測するようにしている。第6の発明は、第2ま
たは第3の発明において、前記粉体の流通速度が一定と
いう条件下において、前記第1の導波手段におけるマイ
クロ波の位相変化量のみ用いて前記粉体の流量を計測す
るようにしている。第7の発明は、第1ないし第6の発
明のいずれかにおいて、前記導波手段に接続されるマイ
クロ波の伝送系が、入力したマイクロ波の周波数を上昇
させる周波数変換手段と、前記周波数が上昇されたマイ
クロ波を伝送する同軸ケーブルと、この同軸ケーブルで
伝送されてきたマイクロ波の周波数を前記入力したマイ
クロ波の周波数まで低下させる周波数変換手段とを備え
ることを特徴としている。第8の発明は、第1ないし第
6の発明のいずれかにおいて、前記導波手段に接続され
るマイクロ波の伝送系が、入力したマイクロ波の周波数
を光信号に変換可能な周波数まで低下させる周波数変換
手段と、この周波数変換手段の出力を光信号に変換する
電気−光変換手段と、前記光信号を伝送する光ファイバ
と、光ファイバで伝送されてきた光信号を電気信号に変
換する光−電気変換手段と、この変換された電気信号の
周波数を前記入力したマイクロ波の周波数まで上昇させ
る周波数変換手段とを備えることを特徴としている。第
9の発明は、第1ないし第6の発明のいずれかにおい
て、前記導波手段に接続されるマイクロ波の伝送系に導
波管を用いている。第10の発明は、第1ないし第6の
発明のいずれかにおいて、前記導波手段に接続されるマ
イクロ波の伝送系が、入力したマイクロ波を2分配する
分配手段と、該分配手段によって分配された一方のマイ
クロ波を伝送して前記導波手段に供給し、かつ、該導波
手段から出力されるマイクロ波を伝送する第1の同軸ケ
ーブルと、該第1の同軸ケーブルと同一の特性および長
さを有し、前記分配手段によって分配された他方のマイ
クロ波を伝送する第2の同軸ケーブルと、前記第1およ
び第2の同軸ケーブルにからそれぞれ出力される第1お
よび第2のマイクロ波信号の位相を検出する位相検出手
段と、前記第2のマイクロ波信号の位相を基準とした前
記第1のマイクロ波信号の位相を得る位相比較手段とを
備えることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, a relational coefficient between a phase change amount of a microwave and a powder bulk density when a microwave is applied to the powder is set in advance, and the relation coefficient is determined. In a powder flow rate measuring device that measures a flow rate of the powder based on a coefficient, a flow rate of the powder, a cross-sectional area of a flow path of the powder, and a phase change amount of the microwave, the powder to be measured is And a relation coefficient setting means for setting the relation coefficient by actually measuring the weight and bulk density of the powder and the phase change amount of the microwave applied to the powder. In a second aspect based on the first aspect, the relation coefficient setting means is arranged so that the powder flow path is provided on a first on-off valve and a downstream side of the first on-off valve.
And a first waveguide means for applying microwaves to the powder filled in the calibration section, and measuring the weight of the powder filled in the calibration section. And a weight measuring unit configured to set the relation coefficient based on the amount of phase change of the microwave in the first waveguide unit, the weight of the powder, and the volume of the calibration unit. A third invention is a method according to the first or second invention, wherein
A water addition means for adding a predetermined percentage of water to the powder is provided. In a fourth aspect based on any one of the first to third aspects, a microwave is applied to a portion of the flow path of the powder downstream of the calibration section, the microwave being applied to the powder flowing through the portion. 2. The third and third waveguides are arranged at a predetermined interval, and the flow speed of the powder is measured based on the correlation between the phase change amounts of the microwaves in the second and third waveguides. Like that. In a fifth aspect based on the second or third aspect, the second aspect is provided.
The on-off valve has a structure in which no protrusion is interposed in the internal flow path, and a second waveguide means for applying a microwave to the powder flowing through the portion at a portion downstream of the calibration portion. Is arranged, and the flow speed of the powder is measured based on the correlation between the phase change amounts of the microwaves in the first and second waveguide means. In a sixth aspect based on the second or third aspect, the flow rate of the powder is determined using only the phase change amount of the microwave in the first waveguide means under the condition that the flow speed of the powder is constant. Is measured. In a seventh aspect based on any one of the first to sixth aspects, the microwave transmission system connected to the waveguide means comprises: frequency conversion means for increasing the frequency of the input microwave; It is characterized by comprising a coaxial cable for transmitting the raised microwave, and frequency conversion means for lowering the frequency of the microwave transmitted by the coaxial cable to the frequency of the input microwave. In an eighth aspect based on any one of the first to sixth aspects, the microwave transmission system connected to the waveguide means reduces the frequency of the input microwave to a frequency that can be converted into an optical signal. Frequency converting means, electro-optical converting means for converting an output of the frequency converting means into an optical signal, an optical fiber for transmitting the optical signal, and a light for converting the optical signal transmitted by the optical fiber into an electric signal. -It is characterized by comprising electric conversion means and frequency conversion means for increasing the frequency of the converted electric signal to the frequency of the inputted microwave. According to a ninth invention, in any one of the first to sixth inventions, a waveguide is used for a microwave transmission system connected to the waveguide means. According to a tenth aspect, in any one of the first to sixth aspects, the microwave transmission system connected to the waveguide means distributes the input microwave into two parts, and the distribution means distributes the inputted microwave into two parts. A first coaxial cable for transmitting one of the selected microwaves and supplying the microwave to the waveguide means, and transmitting a microwave output from the waveguide means, and having the same characteristics as the first coaxial cable. And a second coaxial cable having a length and transmitting the other microwave distributed by the distribution means, and a first and second microwave output from the first and second coaxial cables, respectively. A phase detection unit that detects a phase of the wave signal; and a phase comparison unit that obtains a phase of the first microwave signal with reference to a phase of the second microwave signal.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る粉体流量計測装置の実施形態について説明する。な
お、以下の説明で用いる図においては、図21に示した
従来装置の構成要素と同一もしくは共通する要素に同一
の符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a powder flow measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the same reference numerals are given to the same or common components as those of the conventional device shown in FIG.

【0010】(第1の実施形態)図1に示すように、第
1の実施形態に係る粉体流量計測装置100−1では、
灰貯蓄槽6の下端に連結された灰流路80の途中に下側
の開閉弁7bを介在させて、該開閉弁7bと上側の開閉
弁7aとの間に検量部81を構成している。検量部81
は、導波管11aの中央部を貫通し、また、灰流路80
の下方部82は導波管11b,11cの中央部を貫通し
ている。なお、灰流路80は、導波管11a,11bお
よび11cの配置個所に対応する壁部分をそれぞれマイ
クロ波透過材16で形成してある。灰流路80の検量部
81および下方部82は、それぞれ上端部に伸縮可能な
エキスパンダ81aおよび82aを設けてあり、したが
って、検量部81は所定範囲内での上下動が可能であ
る。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1, in a powder flow measuring device 100-1 according to a first embodiment,
A lower opening / closing valve 7b is interposed in the middle of an ash flow path 80 connected to the lower end of the ash storage tank 6, and a calibration section 81 is configured between the opening / closing valve 7b and the upper opening / closing valve 7a. . Calibration unit 81
Penetrates through the central portion of the waveguide 11a.
Lower part 82 penetrates through the central part of the waveguides 11b and 11c. In the ash flow path 80, the wall portions corresponding to the locations where the waveguides 11a, 11b, and 11c are arranged are each formed of the microwave transmitting material 16. The calibration section 81 and the lower section 82 of the ash flow path 80 are provided with expandable expanders 81a and 82a at the upper ends, respectively. Therefore, the calibration section 81 can move up and down within a predetermined range.

【0011】導波管11aの下方には、上記検量部81
内に充填された灰18の重量を計測する重量計測器19
を配設してある。なお、重量計測器19としては、例え
ば、ロードセルが使用される。マイクロ波発信器13と
各導波管11a,11bおよび11cの一端間および導
波管11a,11bおよび11cの他端と計測データ処
理系15間は、それぞれ後述する伝送系20によって接
続されている。
Below the waveguide 11a, the calibration section 81 is provided.
Weight measuring device 19 for measuring the weight of ash 18 filled in the inside
Is arranged. Note that, for example, a load cell is used as the weight measuring device 19. The microwave transmitter 13 and one end of each of the waveguides 11a, 11b and 11c, and the other end of each of the waveguides 11a, 11b and 11c and the measurement data processing system 15 are connected by a transmission system 20, which will be described later. .

【0012】以下、この実施形態に係る粉体流量計測装
置100−1の動作を説明する。マイクロ波発信器13
から伝送系20を介して導波管11a,11bおよび1
1cにマイクロ波を供給すると、このマイクロ波は、上
記マイクロ波透過材16を透過して灰流路8内に伝送さ
れる。計測データ処理系15は、灰流路80の検量部8
1および下方部82内で灰が流下していない時の各導波
管11a〜11cの出力信号を取り込み、これらの信号
の位相φa0〜φc0を基準位相(0位相)としてそれぞれ
計測する。上記基準位相φa0〜φc0計測後、開閉弁7
a,7bの開閉操作によって灰貯蓄槽6内の灰が上記検
量部81に充填される。そこで、計測データ処理系15
は、導波管11aの出力信号を取り込んでその位相φa1
を計測し、この位相φa1と上記基準位相φa0との差Δφ
a=φa1−φa0を灰充填に伴う位相変化量として算出す
る。そして、上記位相変化量Δφa と、重量計測器19
によって計測される検量部81内の灰の重量wと、予め
計測された該検量部81の内容積Vとに基づいて、下記
(1)式に示す比例定数kを算出する。 k=(w/V)/Δφa ・・・・(1) なお、上記(1)式におけるw/Vは、灰の重量嵩密度
を示している。
The operation of the powder flow measuring device 100-1 according to this embodiment will be described below. Microwave transmitter 13
From the waveguides 11a, 11b and 1
When a microwave is supplied to 1c, the microwave is transmitted through the microwave transmitting material 16 and transmitted into the ash flow path 8. The measurement data processing system 15 includes the calibration unit 8 of the ash flow path 80.
The output signals of the respective waveguides 11a to 11c when the ash is not flowing down in 1 and the lower portion 82 are taken in, and the phases φ a0 to φ c0 of these signals are measured as reference phases (zero phase). After measuring the reference phase φ a0 to φ c0 , open / close valve 7
The ash in the ash storage tank 6 is filled in the calibration section 81 by opening and closing operations of the a and the b. Therefore, the measurement data processing system 15
Captures the output signal of the waveguide 11a and outputs its phase φ a1
And the difference Δφ between this phase φ a1 and the reference phase φ a0
The a = φ a1 a0 is calculated as a phase change amount due to ash filling. Then, the phase change amount Δφ a and the weight
Based on the weight w of the ash in the calibration unit 81 measured by the above and the internal volume V of the calibration unit 81 measured in advance, a proportional constant k shown in the following equation (1) is calculated. k = (w / V) / Δφ a (1) Note that w / V in the above equation (1) indicates the weight bulk density of the ash.

【0013】次に、開閉弁7a,7bが共に開かれ、こ
れによって、灰貯蓄槽6内の灰が灰流路80の検量部8
1および下方部82を流下してトラック等の搬出車両9
に積載される。そこで、計測データ処理系15は、導波
管11b,11cの出力信号を取り込んで、それらの信
号の位相φb1,φc1をそれぞれ計測する。そして、位相
φb1と前記基準位相φb0との差Δφb =φb1−φb0を導
波管11bにおける位相変化量として算出し、かつ、位
相φc1と前記基準位相φc0との差Δφc =φc1−φc0
導波管11cにおける位相変化量として算出する。
Next, both the on-off valves 7a and 7b are opened, whereby the ash in the ash storage tank 6 is removed from the weighing section 8 of the ash flow path 80.
1 and a carry-out vehicle 9 such as a truck flowing down the lower portion 82
To be loaded. Therefore, the measurement data processing system 15 takes in the output signals of the waveguides 11b and 11c and measures the phases φ b1 and φ c1 of those signals, respectively. Then, calculates a difference Δφ b = φ b1b0 and said the phase phi b1 reference phase phi b0 as phase variation in the waveguide 11b, and the difference between the a phase phi c1 reference phase phi c0 [Delta] [phi c = φ c1 −φ c0 is calculated as the amount of phase change in the waveguide 11c.

【0014】図2は、時間経過に伴う上記位相変化量Δ
φb ,Δφc の変化態様を例示した波形図である。この
図2に示す遅れ時間τは、計測の対象である流下灰が導
波管11b,11c間を移動するのに要した時間に相当
しているので、前記計測データ処理系15においては、
上記位相変化量Δφb ,Δφc を相互相関関数等を用い
た演算手法で処理して上記遅れ時間τを算定する。い
ま、中、下段の導波管11b,11cの配置間隔をLと
すると、灰の流下速度vは、 v=L/τ・・・・・(2) として与えられる。そして、主灰流路8の断面積をS、
下段の導波管11cの時刻tにおける位相信号をΔφ
c(t)とすると、この時刻tに灰流路8の下端より排出さ
れる瞬時灰流量qは、 q=k・v・S・Δφc(t)・・・・・(3) として与えられるので、灰流下開始時点t=0から時刻
t=Tに到るまでの間における灰の積算流量Qは、下記
式(4)で示される。
FIG. 2 shows the phase change Δ with time.
It is a waveform diagram which illustrated the change aspect of (phi) b and (DELTA ) (phi) c . Since the delay time τ shown in FIG. 2 corresponds to the time required for the falling ash to be measured to move between the waveguides 11b and 11c, in the measurement data processing system 15,
The phase change amounts Δφ b and Δφ c are processed by an arithmetic method using a cross-correlation function or the like to calculate the delay time τ. Now, assuming that the arrangement interval between the middle and lower waveguides 11b and 11c is L, the falling speed v of the ash is given by: v = L / τ (2) Then, the sectional area of the main ash flow path 8 is represented by S,
The phase signal of the lower waveguide 11c at time t is Δφ
Assuming that c (t) , the instantaneous ash flow rate q discharged from the lower end of the ash flow path 8 at this time t is given by: q = kvSΔφc (t) (3) Therefore, the integrated flow rate Q of the ash from the time t = 0 when the ash flow starts to the time t = T is expressed by the following equation (4).

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】そこで、計測データ処理系15は、上記
(2),(3)および(4)式に基づいて灰の流下速度
v、瞬時灰流量qおよび積算流量Qを算出する。ところ
で、上記第1の実施形態に係る粉体流量計測装置100
−1によれば、極めて高い流量計測精度が得られる。す
なわち、この粉体流量計測装置100−1では、前記
(1)式における灰の重量嵩密度w/Vおよび位相変化
量Δφa を灰流路8の検量部81を利用して実測してい
るので、それらについての関係係数kが計測対象灰中に
実際に残留している未燃炭素の量に対応して設定され、
その結果、上記瞬時灰流量qおよび積算流量Qが高精度
で計測される。図3は、上記実施形態の計測装置100
−1によって計測した積算流量Q(流下灰の重量)と、
積載後にトラックスケールにて実測した積載灰重量との
関係を示したグラフである。この図3に示すように、上
記計測装置100−1の計測結果と実測された積載重量
との差は極めて小さく、これは、この計測装置100−
1の計測精度が高いことを示唆している。なお、搬出車
両9への灰の積載作業は、上記積算流量Qが目標重量
(8トン)に達した時点で終了した。
Therefore, the measurement data processing system 15 calculates the ash falling velocity v, the instantaneous ash flow rate q, and the integrated flow rate Q based on the above equations (2), (3) and (4). By the way, the powder flow measuring device 100 according to the first embodiment is described.
According to -1, extremely high flow rate measurement accuracy can be obtained. That is, the the powder flow rate measuring apparatus 100-1, are measured by using the calibration unit 81 of the (1) Hairyuro 8 weight bulk density w / V and the phase change amount [Delta] [phi a of ash in formula Therefore, the relation coefficient k for them is set according to the amount of unburned carbon actually remaining in the ash to be measured,
As a result, the instantaneous ash flow rate q and the integrated flow rate Q are measured with high accuracy. FIG. 3 shows the measuring device 100 of the embodiment.
Integrated flow rate Q (weight of falling ash) measured by -1;
It is the graph which showed the relationship with the loading ash weight actually measured by the truck scale after loading. As shown in FIG. 3, the difference between the measurement result of the measuring device 100-1 and the actually measured load weight is extremely small.
This suggests that the measurement accuracy of No. 1 is high. The work of loading ash onto the unloading vehicle 9 was completed when the integrated flow rate Q reached the target weight (8 tons).

【0017】図4は、搬出車両9(この例では、許容積
載量が8トンのトラック)の複数回の積載作業における
灰の積載重量を上記粉体流量計測装置100−1を用い
て管理した場合の結果を示している。この図4に示すよ
うに、上記流量計測装置100−1を用いれば、搬出車
両9における灰の積載量を目標積載量の8トンを上回ら
ない適正量(8トンに近い重量)に管理することができ
る。
FIG. 4 shows the ash loading weight in the loading vehicle 9 (in this example, a truck having an allowable loading capacity of 8 tons) in a plurality of loading operations using the powder flow rate measuring device 100-1. The result of the case is shown. As shown in FIG. 4, by using the flow rate measuring device 100-1, the loading amount of ash in the unloading vehicle 9 is controlled to an appropriate amount (weight close to 8 tons) not exceeding the target loading amount of 8 tons. Can be.

【0018】(第2の実施形態)図5に示すように、第
2の実施形態に係る粉体流量計測装置100−2は、図
1に示した粉体流量計測装置100−1に水添加部30
および添加水量制御部40を付加した構成を有する。水
添加部30は、前記灰流路80の下端部に連結した水配
管31と、この水配管31の途中に介在させた電磁式の
流量調整弁32および流量計33とを備えている。添加
水量制御部40は、前記(3)式に基づいて算出される
瞬時灰流量qを信号線51を介して前記計測データ処理
系15から取り込み、この瞬時灰流量qに所定の分率を
乗じて目標添加水量を設定する。そして、この目標添加
水量の水が灰に添加されるように信号線52を介して上
記流量調整弁32の開度を制御する。具体的には、上記
目標添加水量と、信号線53を介して流量計33から入
力される実際の添加水量との偏差が0になるように上記
電磁流量調整弁32の開度を制御する。
(Second Embodiment) As shown in FIG. 5, a powder flow measuring device 100-2 according to a second embodiment is different from the powder flow measuring device 100-1 shown in FIG. Part 30
And a configuration in which an added water amount control unit 40 is added. The water addition section 30 includes a water pipe 31 connected to a lower end of the ash flow path 80, and an electromagnetic flow control valve 32 and a flow meter 33 interposed in the middle of the water pipe 31. The added water amount control unit 40 takes in the instantaneous ash flow rate q calculated based on the equation (3) from the measurement data processing system 15 via the signal line 51, and multiplies the instantaneous ash flow rate q by a predetermined fraction. To set the target amount of added water. Then, the opening of the flow control valve 32 is controlled via the signal line 52 so that the target amount of water is added to the ash. Specifically, the opening of the electromagnetic flow regulating valve 32 is controlled such that the deviation between the target added water amount and the actual added water amount input from the flow meter 33 via the signal line 53 becomes zero.

【0019】上記瞬時灰流量qに乗じる分率は、搬出車
両9への積込み時における灰の舞い上がりを防止し得る
水分量、換言すれば、灰にセメント化しない程度の湿り
気を与える水分量を規定するためのものであり、水:灰
=15:85〜25:75となるようにその値が設定さ
れる。なお、この実施形態においては、上記分率を20
/80に設定してあるので、上記添加水の制御によって
湿灰の水分と灰分の比率が20:80に調整されること
になる。この実施形態に係る粉体流量計測装置100−
2は、図1の粉体流量計測装置100−1の流量計測機
能と上記水添加機能とを合わせ持つ。したがって、灰流
量を精度良く計測しながら搬出車両9に湿灰を排出する
ことができる。
The fraction by which the instantaneous ash flow rate q is multiplied defines the amount of moisture that can prevent the ash from rising when the ash is loaded into the carry-out vehicle 9, in other words, the amount of moisture that gives the ash wetness that does not cement. The value is set so that water: ash = 15: 85 to 25:75. In this embodiment, the above fraction is set to 20.
Since / 80 is set, the ratio of the moisture and ash of the wet ash is adjusted to 20:80 by the control of the added water. Powder flow measuring device 100- according to this embodiment
Reference numeral 2 has both the flow rate measuring function of the powder flow rate measuring device 100-1 in FIG. 1 and the water addition function. Therefore, the wet ash can be discharged to the carry-out vehicle 9 while accurately measuring the ash flow rate.

【0020】図6は、上記粉体流量計測装置100−2
によって計測した湿灰流下重量と、積載後にトラックス
ケールにて実測した積載湿灰重量との関係を示したグラ
フである。このグラフに示すように、この計測装置10
0−2によって計測される灰重量と実測された積載重量
との差は極めて小さく、これは、この計測装置100−
1の流量計測精度が極めて高いことを示唆している。
FIG. 6 shows the powder flow rate measuring device 100-2.
4 is a graph showing the relationship between the wet ash falling weight measured by the method and the loaded wet ash weight actually measured on a truck scale after loading. As shown in this graph, this measuring device 10
The difference between the ash weight measured by 0-2 and the actually measured load weight is extremely small,
This suggests that the flow measurement accuracy of No. 1 is extremely high.

【0021】下記表1は、各積載作業によって搬出車両
9に積載された湿灰における灰分と水分の分率分析結果
をそれぞれ示したものであり、この表1から湿灰の灰分
と水分が目標とする重量分率(80:20)にほぼ近い
比率で混合されていることが確認される。
Table 1 below shows the results of analysis of the fractions of ash and moisture in the wet ash loaded on the unloading vehicle 9 by each loading operation. It is confirmed that they are mixed at a ratio almost close to the weight fraction (80:20) to be used.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】一方、図7は、搬出車両9(この例では、
許容積載量が8トンのトラック)に対する湿灰の積載重
量を上記粉体流量計測装置100−2の流量計測結果に
基づいて管理しながら複数回(#a〜#e)実施した場
合の結果を示している。この図7に示すように、上記流
量計測装置100−2を用いれば、いずれの積載作業に
おいても目標積載量の8トンを上回らない適正量(8ト
ンに近い重量)の湿灰を搬出車両9に積載することがで
きる。下記表2は、図7に示す#aないし#eの積載作
業によってそれぞれ積載された約8トンの各湿灰にける
灰分と水分の分率分析結果を示している。この表2から
明らかなように、各湿灰は、その灰分と水分が目標とす
る重量分率(80:20)にほぼ近い比率で混合されて
いる。
On the other hand, FIG. 7 shows an unloading vehicle 9 (in this example,
The results obtained when a plurality of times (#a to #e) are performed while managing the loading weight of the wet ash with respect to the truck having an allowable loading capacity of 8 tons) based on the flow rate measurement result of the powder flow rate measuring device 100-2. Is shown. As shown in FIG. 7, if the flow rate measuring device 100-2 is used, an appropriate amount (a weight close to 8 tons) of wet ash that does not exceed the target loading amount of 8 tons in any loading operation is carried out by the vehicle 9. Can be loaded on Table 2 below shows the results of analysis of the fractions of ash and moisture in about 8 tons of each wet ash loaded by the loading operations #a to #e shown in FIG. As is clear from Table 2, each wet ash has its ash content and moisture mixed at a ratio almost close to the target weight fraction (80:20).

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】(第3の実施形態)図8は、本発明の第3
の実施形態を示している。この実施形態に係る粉体流量
計測装置100−3は、図1に示す下段の導波管11c
を除いた点と、下側の開閉弁7b′として内部流路に突
起物が介在しない構造のものを用いた点において図1に
示した装置100−1と構成が異なる。この実施形態の
粉体流量計測装置100−3の流量計測機能は、図1に
示した粉体流量計測装置100−1のそれと基本的に同
じである。ただし、この粉体流量計測装置100−3
は、上記したように図1に示した導波管11cが省略さ
れているので、前記(2)式で示した灰の流下速度vを
導波管11a,11bによって計測される位相変化量Δ
φa ,Δφb に基づいて算出する。そして、前記(3)
式に準じた下記(3)’式を用いて灰の瞬時流量qを算
出するとともに、前記(4)式に準じた下記(4)’式
を用いて積算流量Qを算出する。 q=k・v・S・Δφb(t)・・・・・(3)’
(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
Is shown. The powder flow measuring device 100-3 according to this embodiment includes a lower waveguide 11c shown in FIG.
The configuration is different from that of the device 100-1 shown in FIG. 1 in that the configuration is different from that in FIG. 1 in that a lower opening / closing valve 7b 'has a structure in which no protrusion is interposed in the internal flow path. The flow rate measuring function of the powder flow rate measuring device 100-3 of this embodiment is basically the same as that of the powder flow rate measuring device 100-1 shown in FIG. However, the powder flow rate measuring device 100-3
As described above, since the waveguide 11c shown in FIG. 1 is omitted as described above, the falling velocity v of the ash shown in the above equation (2) is calculated by the phase change amount Δ measured by the waveguides 11a and 11b.
phi a, is calculated based on [Delta] [phi b. And the above (3)
The instantaneous flow rate q of ash is calculated using the following equation (3) ′ according to the equation, and the integrated flow rate Q is calculated using the following equation (4) ′ according to the above equation (4). q = k · v · S · Δφ b (t) (3) ′

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】ところで、図1に示した粉体流量計測装置
100−1では、前述したように、導波管11b,11
cによってそれぞれ検出される位相変化量Δφb ,Δφ
c の信号波形(図2参照)の時間ずれ量を遅れ時間τと
して求め、この遅れ時間τに基づいて灰の流下速度vを
算定するようにしている。上記遅れ時間τは、上記位相
変化量Δφb ,Δφc の信号波形が互いに近似している
という前提下でのみ認識可能である。なぜなら、両者の
波形が異なる形状を有する場合には、両波形の相関関係
が不確かになって上記遅れ時間τを認識することが困難
になるからである。
By the way, in the powder flow measuring device 100-1 shown in FIG. 1, as described above, the waveguides 11b, 11b
phase change amounts Δφ b , Δφ detected by c
The time lag amount of the signal waveform c (see FIG. 2) is obtained as the delay time τ, and the ash flow velocity v is calculated based on the delay time τ. The delay time τ can be recognized only on the assumption that the signal waveforms of the phase change amounts Δφ b and Δφ c are similar to each other. This is because if the two waveforms have different shapes, the correlation between the two waveforms becomes uncertain and it becomes difficult to recognize the delay time τ.

【0028】上記位相変化量Δφb ,Δφc の信号波形
が近似しているということは、導波管11b,11c間
における灰の流れに乱れがないこと、換言すれば、流下
灰の流れ方向疎密パターンが導波管11bと導波管11
cとの間で維持されていることを意味している。そし
て、図1に示した実施形態においては、導波管11b,
11c間に灰の流れを乱す物体が存在していないので、
上記両波形の相関関係に基ずいて上記遅れ時間τを認識
することが可能である。
The approximation of the signal waveforms of the phase change amounts Δφ b and Δφ c means that there is no turbulence in the ash flow between the waveguides 11b and 11c, in other words, the flow direction of the falling ash flow. The sparse / dense pattern is the waveguide 11b and the waveguide 11
and c is maintained. In the embodiment shown in FIG. 1, the waveguide 11b,
Since there is no object disturbing the ash flow between 11c,
The delay time τ can be recognized based on the correlation between the two waveforms.

【0029】これに対して、導波管11cが省略された
本実施形態の装置100−3では、導波管11a,11
bよってそれぞれ検出される位相変化量Δφa ,Δφb
の時間変化波形に基づいて上記遅れ時間τを算定するこ
とになるが、これらの導波管11a,11b間には下側
の開閉弁7b′が介在している。したがって、もし、上
記開閉弁7b′によって流下灰の流れが乱された場合に
は、この流下灰の流れ方向疎密パターンが導波管11b
と導波管11cとの間で維持されず、そのため、位相変
化量Δφa ,Δφb の時間変化波形の相関性を利用して
上記遅れ時間τを算出することが困難になる。そこで、
本実施形態においては、前記したように、下側の開閉弁
7b′として内部流路に突起物が介在しない構造のも
の、つまり、流下灰の流れを乱さない構造のもを採用
し、それによって、上記遅れ時間τの算出を可能にして
いる。
On the other hand, in the device 100-3 of the present embodiment in which the waveguide 11c is omitted, the waveguides 11a and 11
b, the phase change amounts Δφ a and Δφ b respectively detected by
The above delay time τ is calculated based on the time-varying waveform of the above, but a lower open / close valve 7b ′ is interposed between these waveguides 11a and 11b. Therefore, if the flow of the falling ash is disturbed by the opening / closing valve 7b ', the pattern of the falling ash in the flowing direction is changed to the waveguide 11b.
Therefore, it is difficult to calculate the delay time τ by utilizing the correlation of the time change waveforms of the phase change amounts Δφ a and Δφ b . Therefore,
In the present embodiment, as described above, the lower opening / closing valve 7b 'has a structure in which no protrusion is interposed in the internal flow path, that is, a structure which does not disturb the flow of the falling ash. , The delay time τ can be calculated.

【0030】以下、図1の実施形態において用いた従来
の開閉弁7bの構造と、本実施例において用いた開閉弁
7bの構造について説明する。図9に示すように、従来
の開閉弁7bは、入口71の軸線上に出口72が位置し
ていない構造、つまり、内部の流路が直線でない構造の
ハウジング73と、内部流路中に突出する弁座74と、
この弁座73に離接して内部流路を開閉する揺動可能な
弁部材75とを備えている。この開閉弁7bは、その開
弁状態を示した図9(b)から明らかなように、灰の流
れ方向が内部流路によって強制的に変更され、しかも、
弁座74が灰の一部と干渉するので、その内部における
灰の流れの乱れは避け難い。
Hereinafter, the structure of the conventional on-off valve 7b used in the embodiment of FIG. 1 and the structure of the on-off valve 7b used in this embodiment will be described. As shown in FIG. 9, the conventional on-off valve 7 b has a structure in which the outlet 72 is not positioned on the axis of the inlet 71, that is, a housing 73 in which the internal flow path is not straight, Valve seat 74,
A swingable valve member 75 is provided for separating and coming into contact with the valve seat 73 to open and close the internal flow path. As shown in FIG. 9B, which shows the open state of the on-off valve 7b, the flow direction of the ash is forcibly changed by the internal flow path.
Since the valve seat 74 interferes with a part of the ash, the turbulence of the ash flow in the inside is inevitable.

【0031】一方、図10に示す開閉弁7b′は、ハウ
ジング76の上下部に入口77と出口78を同軸状に形
成するとともに、このハウジング76の中央部に上記入
口77と出口78間に介在する態様で球状の弁部材79
を設けた構成を有する。上記弁部材79は、ハウジング
76に設けられた球面状弁座76aに摺接するととも
に、入口77および出口78の軸線に直交する軸79a
によって回動自在に支持されている。また、この弁部材
79は、上記入口77および出口78と同径の弁孔79
bを上記軸79aに直行する態様で貫通形成してある。
この開閉弁7b′によれば、弁孔79bが横に向けられ
た図10(a)に示す状態で入口77と出口78間が遮
断され(閉状態)、また、この状態から弁部材79を9
0°回動して弁孔79aを縦に向けた図10(b)に示
す状態において入口77と出口78間が連通される(開
状態)。そして、開状態においては、入口77から出口
78に至る一様な直線状の内部流路が形成されるので、
入口77から流入した灰がその流れを乱されることなく
出口78から排出される。
On the other hand, an on-off valve 7b 'shown in FIG. 10 has an inlet 77 and an outlet 78 coaxially formed at the upper and lower portions of a housing 76, and a central portion of the housing 76 interposed between the inlet 77 and the outlet 78. Valve member 79
Is provided. The valve member 79 slides on a spherical valve seat 76 a provided on the housing 76, and also has a shaft 79 a orthogonal to the axis of the inlet 77 and the outlet 78.
It is rotatably supported by. The valve member 79 has a valve hole 79 having the same diameter as the inlet 77 and the outlet 78.
b is formed so as to penetrate the shaft 79a at right angles.
According to the on-off valve 7b ', the inlet 77 and the outlet 78 are shut off (closed state) in the state shown in FIG. 10A in which the valve hole 79b is directed sideways, and the valve member 79 is opened from this state. 9
In the state shown in FIG. 10B in which the valve hole 79a is turned vertically by turning by 0 °, communication is established between the inlet 77 and the outlet 78 (open state). In the open state, a uniform linear internal flow path from the inlet 77 to the outlet 78 is formed,
The ash flowing from the inlet 77 is discharged from the outlet 78 without disturbing the flow.

【0032】したがって、この開閉弁7b′を用いた図
8の実施形態によれば、該開閉弁7c′が導波管11
a,11b間に介在されているいるにもかかわらず、灰
の流れ方向疎密パターンが導波管11aから導波管11
bまで維持され、その結果、上記位相変化量Δφa ,Δ
φb の波形の相関性に基づいて上記遅れ時間τを精度良
く算出することができる。なお、図11に示すように、
上記弁部材79の弁孔79aを断面正方形状に形成して
も良く、この場合、弁孔79aの辺長は上記入口77お
よび出口78の径長もしくはそれに近似する長さに設定
することが望ましい。上記実施形態の粉体流量計測装置
100−3は、図1に示した粉体流量計測装置100−
1と比較して導波管の配置数が1基少ないにもかかわら
ず、この図1の粉体流量計測装置100−1と同様の機
能を有する。したがって、小型化および低コスト化を図
る上で有利である。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 8 using the on-off valve 7b ', the on-off valve 7c'
Despite being interposed between the waveguides 11a and 11b, the sparse and dense pattern in the ash flow direction changes from the waveguide 11a to the waveguide 11a.
b, and as a result, the phase change amounts Δφ a , Δ
it is possible to accurately calculate the delay time τ on the basis of the correlation of phi b of the waveform. In addition, as shown in FIG.
The valve hole 79a of the valve member 79 may be formed in a square cross section. In this case, the side length of the valve hole 79a is desirably set to the diameter of the inlet 77 and the outlet 78 or a length close thereto. . The powder flow measuring device 100-3 of the above embodiment is the same as the powder flow measuring device 100-
1 has the same function as the powder flow rate measuring apparatus 100-1 in FIG. Therefore, it is advantageous in reducing the size and cost.

【0033】(第4の実施形形態)図12に示すよう
に、第4の実施形態に係る粉体流量計測装置100−4
は、図8に示した粉体流量計測装置100−3に図5に
示した水添加部30および添加水量制御部40を付加し
た構成を有する。したがって、この粉体流量計測装置1
00−4は、湿灰を排出することができるという図5に
示した粉体流量計測装置100−2の効果と、小型化お
よび低コスト化を図ることができるという図8に示した
粉体流量計測装置100−3の効果とを併せ持つ。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 12, a powder flow measuring device 100-4 according to a fourth embodiment is shown.
Has a configuration in which the water addition unit 30 and the added water amount control unit 40 shown in FIG. 5 are added to the powder flow rate measurement device 100-3 shown in FIG. Therefore, this powder flow measuring device 1
No. 00-4 is an effect of the powder flow rate measuring device 100-2 shown in FIG. 5 capable of discharging wet ash, and a powder size shown in FIG. 8 which can reduce the size and cost. It also has the effect of the flow measurement device 100-3.

【0034】(第5の実施形態)図13に示すように、
第5の実施形態に係る粉体流量計測装置100−5は、
図8に示した導波管11bを省略した構成を有する。い
ま、図13に示す開閉弁7aから落下する灰の流下速度
が一定であるとすると、この流下速度を求める前記
(2)式の演算は不要になる。そして、このことは、図
8に示した一対の導波管11a,11bを用いて前記遅
れ時間τを算出することが不要になること、つまり、導
波管11bを配設する必要がないことを意味している。
本実施形態は、かかる考察に基づき、開閉弁7aから落
下する灰の流下速度が一定であるという条件下での使用
を念頭において導波管11bを省略したものである。単
一の導波管11aを有した本実施形態においては、予め
実験的に求めた灰の流下速度vと、該導波管11aの出
力信号に基づいて得られる前記位相変化量Δφa と、前
記(3)式に準じた下記(3)”式とに基づいて灰の瞬
時流量qを算出する。 q=k・v・S・Δφa(t) ・・・・・(3)” そして、前記(4)式に準じた下記(4)”式に基づい
て灰の瞬時流量qを算出する。
(Fifth Embodiment) As shown in FIG.
The powder flow measuring device 100-5 according to the fifth embodiment includes:
It has a configuration in which the waveguide 11b shown in FIG. 8 is omitted. Now, assuming that the falling speed of the ash falling from the on-off valve 7a shown in FIG. 13 is constant, there is no need to calculate the above formula (2) for calculating the falling speed. This means that it is not necessary to calculate the delay time τ using the pair of waveguides 11a and 11b shown in FIG. 8, that is, it is not necessary to provide the waveguide 11b. Means
In this embodiment, based on such consideration, the waveguide 11b is omitted in consideration of use under the condition that the falling speed of the ash falling from the on-off valve 7a is constant. In the present embodiment having a single waveguide 11a, a falling speed v of the ash obtained experimentally in advance, and the phase change amount [Delta] [phi a obtained based on the output signal of the waveguide 11a, The instantaneous ash flow rate q is calculated based on the following equation (3) ″ according to the above equation (3). Q = k · v · S · Δφ a (t) (3) ” The instantaneous ash flow rate q is calculated based on the following equation (4) ″ according to the above equation (4).

【0035】[0035]

【数4】 (Equation 4)

【0036】この第5の実施形態に係る粉体流量計測装
置100−5によれば、単一の導波管11aのみを用い
るという簡易な構成ながら、図8に示した粉体流量計測
装置100−3と同等の機能が得られるので、大幅な低
コスト化と小型化を図ることができる。
According to the powder flow rate measuring device 100-5 according to the fifth embodiment, the powder flow rate measuring device 100 shown in FIG. 8 has a simple configuration using only a single waveguide 11a. Since a function equivalent to -3 is obtained, significant cost reduction and size reduction can be achieved.

【0037】(第6の実施形形態)図14に示すよう
に、第6の実施形態に係る粉体流量計測装置100−6
は、図13に示した粉体流量計測装置100−5に図
5、図12に示した水添加部30および添加水量制御部
40を付加した構成を有する。したがって、この粉体流
量計測装置100−6よれば、大幅な低コスト化と小型
化を図ることができるという効果と、湿灰を排出するこ
とができるという効果の双方が得られる。
(Sixth Embodiment) As shown in FIG. 14, a powder flow measuring device 100-6 according to a sixth embodiment is shown.
Has a configuration in which the water adding unit 30 and the added water amount control unit 40 shown in FIGS. 5 and 12 are added to the powder flow rate measuring device 100-5 shown in FIG. Therefore, according to the powder flow rate measuring device 100-6, both the effect that the cost can be significantly reduced and the size can be reduced, and the effect that the wet ash can be discharged can be obtained.

【0038】次に、上記実施形態の装置100−1〜1
00−6において使用したマイクロ波の伝送系20につ
いて説明する。図15に示した伝送系20は、前記マイ
クロ波発振器13の出力に接続されたアップコンバート
用ミキサ201、このアップコンバート用ミキサ201
の出力信号を濾波するハイパスフィルタ202、該ハイ
パスフィルタ202に同軸ケーブル203を介して接続
されたダウンコンバート用ミキサ204、ダウンタコン
バート用ミキサ204の出力信号を濾波するローパスフ
ィルタ205、アップコンバート用ミキサ201に正弦
波信号を加える高周波発信器206およびダウンタコン
バート用ミキサ204に正弦波信号を加える高周波発信
器207を備えている。なお、ダウンタコンバート用ミ
キサ204は、前記導波管11(11a,11b,11
c)の近傍に配設されている。また、高周波発信器20
6,207の出力周波数は互いに等しい。
Next, the devices 100-1 to 100-1 of the above embodiment are described.
The microwave transmission system 20 used in 00-6 will be described. The transmission system 20 shown in FIG. 15 includes an up-conversion mixer 201 connected to the output of the microwave oscillator 13 and an up-conversion mixer 201.
High-pass filter 202 for filtering the output signal of the above, a down-conversion mixer 204 connected to the high-pass filter 202 via a coaxial cable 203, a low-pass filter 205 for filtering the output signal of the down-conversion mixer 204, and an up-conversion mixer 201 And a high-frequency oscillator 207 for applying a sine-wave signal to the down-converter mixer 204. The down-converter mixer 204 is connected to the waveguide 11 (11a, 11b, 11b).
c). In addition, the high-frequency transmitter 20
6,207 output frequencies are equal to each other.

【0039】この給電系20において、上記アップコン
バート用ミキサ201は、前記マイクロ波発信器13か
ら出力された周波数f1のマイクロ波信号と高周波発信
器206から出力された周波数f2の正弦波信号とを掛
け合わせて、両信号の周波数の和の絶対値の周波数を有
した信号成分と、差の絶対値の周波数を有した信号成分
とを出力する。
In the power supply system 20, the up-converting mixer 201 converts the microwave signal of frequency f 1 output from the microwave transmitter 13 and the sine wave signal of frequency f 2 output from the high-frequency transmitter 206. The signal components having the frequency of the absolute value of the sum of the frequencies of the two signals and the signal component having the frequency of the absolute value of the difference are output.

【0040】上記差の絶対値の周波数を有した信号成分
はハイパスフィルタ202によって除去され、したがっ
て、同軸ケーブル203には上記和の絶対値の周波数を
有したマイクロ波信号のみが入力される。この高周波数
のマイクロ波信号は、同軸ケーブル203を通って導波
管11の近傍まで伝送された後、ダウンタコンバート用
ミキサ204に入力される。ダウンコンバート用ミキサ
204は、入力されたマイクロ波信号と周波発振器20
7から出力された周波数f2の正弦波信号とを掛け合わ
せて、両信号の周波数の和の絶対値の周波数を有した信
号成分と、差の絶対値の周波数(マイクロ波発信器13
の出力周波数f1に等しい)を有した信号成分とを出力
する。ダウンコンバート用ミキサ204から出力される
上記各信号成分の内、上記和の絶対値の周波数を有した
信号成分は、ローパスフィルタ205によって除去され
るので、このローパスフィルタ205からは周波数f1
のマイクロ波信号が出力される。そして、この周波数f
1のマイクロ波信号は、位相測定のために前記各実施形
態に係る粉体流量測定装置100−1〜100−6の位
相測定用導波管11に入力される。
The signal component having the frequency of the absolute value of the difference is removed by the high-pass filter 202. Therefore, only the microwave signal having the frequency of the absolute value of the sum is input to the coaxial cable 203. The high-frequency microwave signal is transmitted to the vicinity of the waveguide 11 through the coaxial cable 203 and then input to the down-converter mixer 204. The down-conversion mixer 204 receives the input microwave signal and the frequency
7, the signal component having the frequency of the absolute value of the sum of the frequencies of the two signals and the frequency of the absolute value of the difference (the microwave oscillator 13)
(Equivalent to the output frequency f1). Of the signal components output from the down-conversion mixer 204, the signal component having the frequency of the absolute value of the sum is removed by the low-pass filter 205.
Is output. And this frequency f
The one microwave signal is input to the phase measurement waveguide 11 of the powder flow rate measuring devices 100-1 to 100-6 according to the above embodiments for phase measurement.

【0041】この伝送系20によれば、マイクロ波発振
器13の出力がアップコンバート用ミキサ201によっ
て高周波数化された後、同軸ケーブル203で導波管1
1の近傍まで伝送されることになる。同軸ケーブル20
3は、内部誘電体の誘電率が周辺環境の温度に依存する
が、通電する信号の周波数が高くなるに伴ってその温度
依存性は低くなる。すなわち、例えば、その誘電体の材
質にポリクロロトリフロロエチレンを用いた場合の比誘
電率の温度依存性は、図16に例示したような傾向を示
す。したがって、上記伝送系20を採用すれば、環境温
度による上記同軸ケーブル203の誘電率の変化を小さ
くして、該ケーブル203内におけるマイクロ波の位相
変化を抑制することができ、その結果、導波管11にお
けるマイクロ波の位相測定精度が向上する。
According to the transmission system 20, after the output of the microwave oscillator 13 is raised in frequency by the up-conversion mixer 201, the waveguide 1
1 will be transmitted. Coaxial cable 20
In No. 3, although the dielectric constant of the internal dielectric depends on the temperature of the surrounding environment, the temperature dependency decreases as the frequency of the energized signal increases. That is, for example, the temperature dependence of the relative dielectric constant when polychlorotrifluoroethylene is used as the material of the dielectric shows a tendency as illustrated in FIG. Therefore, if the transmission system 20 is employed, the change in the permittivity of the coaxial cable 203 due to the environmental temperature can be reduced, and the phase change of the microwave in the cable 203 can be suppressed. The accuracy of microwave phase measurement in the tube 11 is improved.

【0042】なお、上記伝送系20では、2つの高周波
発信器206および207を設けているが、いずれか一
方の高周波発信器の出力を上記アップコンバート用ミキ
サ201とダウンコンバート用ミキサ204で共用する
ように構成することも可能である。上記伝送系20は、
前記導波管11と計測データ処理系15間においても使
用され、この場合、前記導波管11の出力信号がアップ
コンバート用ミキサ201に入力されるとともに、ロー
パスフィルタ205の出力信号が計測データ処理系15
に入力される。
In the transmission system 20, two high-frequency oscillators 206 and 207 are provided. The output of one of the high-frequency oscillators is shared by the up-conversion mixer 201 and the down-conversion mixer 204. Such a configuration is also possible. The transmission system 20 includes:
It is also used between the waveguide 11 and the measurement data processing system 15. In this case, the output signal of the waveguide 11 is input to the up-conversion mixer 201, and the output signal of the low-pass filter 205 is used for measurement data processing. System 15
Is input to

【0043】図17は、伝送系20の他の構成例を示し
ている。この給電系20は、マイクロ波発信器13の出
力に接続されたダウンタコンバート用ミキサ208、該
ダウンコンバート用ミキサ208の出力信号を濾波する
ローパスフィルタ209、該ローパスフィルタ209の
出力に接続された電気−光変化器210、この電気−光
変化器210から出力される光信号を光ファイバ211
を介して入力する光−電気変換器212、この光−電気
変換器212の出力に接続されたアップコンバート用ミ
キサ213、このアップコンバート用ミキサ213の出
力に接続されたハイパスフィルタ214、ダウンコンバ
ート用ミキサ208に正弦波信号を加える高周波発信器
215およびアップコンバート用ミキサ213に正弦波
信号を加える高周波発信器216を備えている。なお、
上記光−電気変換器212は、前記導波管11の近傍に
配置されている。また、高周波発振器215および21
6は、同一周波数の正弦波信号を生成する。
FIG. 17 shows another example of the configuration of the transmission system 20. The power supply system 20 includes a down-converter mixer 208 connected to the output of the microwave oscillator 13, a low-pass filter 209 for filtering an output signal of the down-converter 208, and an electric power connected to an output of the low-pass filter 209. An optical changer 210, which converts an optical signal output from the electro-optical changer 210 into an optical fiber 211;
, An up-converting mixer 213 connected to the output of the optical-electrical converter 212, a high-pass filter 214 connected to the output of the up-converting mixer 213, and a down-converter A high-frequency oscillator 215 for applying a sine wave signal to the mixer 208 and a high-frequency oscillator 216 for applying a sine wave signal to the up-conversion mixer 213 are provided. In addition,
The optical-electrical converter 212 is arranged near the waveguide 11. In addition, high-frequency oscillators 215 and 21
6 generates a sine wave signal of the same frequency.

【0044】この伝送系20において、上記ダウンコン
バート用ミキサ208は、前記マイクロ波発振器13か
ら出力された周波数f1のマイクロ波信号と周波発振器
206から出力された周波数f3の正弦波信号とを掛け
合わせて、両信号の周波数の和の絶対値の周波数を有し
た信号と、差の絶対値の周波数を有した信号とを出力す
る。
In the transmission system 20, the down-converting mixer 208 multiplies the microwave signal of the frequency f1 output from the microwave oscillator 13 by the sine wave signal of the frequency f3 output from the frequency oscillator 206. Thus, a signal having the frequency of the absolute value of the sum of the frequencies of both signals and a signal having the frequency of the absolute value of the difference are output.

【0045】ダウンコンバート用ミキサ201から出力
される各信号成分の内、和の絶対値の周波数を有した信
号成分は、ローパスフィルタ209によって除去され
る。したがって、電気−光変換器210は、上記差の絶
対値の周波数を有した信号、つまり、光信号に変換可能
な低周波数の信号を入力し、この信号を光信号に変換す
る。上記光信号は、光ファイバ211によって導波管1
1の近傍まで伝送される。そして、光−電気変換器21
2で再度電気信号に変換された後、アップコンバート用
ミキサ213に入力される。
Of the signal components output from the down-conversion mixer 201, the signal component having the frequency of the absolute value of the sum is removed by the low-pass filter 209. Therefore, the electro-optical converter 210 inputs a signal having a frequency of the absolute value of the difference, that is, a low-frequency signal that can be converted into an optical signal, and converts this signal into an optical signal. The optical signal is transmitted to the waveguide 1 by the optical fiber 211.
1 is transmitted to the vicinity. And the optical-electrical converter 21
After being converted into an electric signal again in step 2, the signal is input to the up-conversion mixer 213.

【0046】アップコンバート用ミキサ213は、光−
電気変換器212の出力信号と、高周波発信器216か
ら出力される周波数f3の正弦波信号とを掛け合わし
て、両信号の周波数の和の絶対値の周波数(マイクロ波
発信器13の出力周波数f1に等しい)を有した信号成
分と、差の絶対値の周波数を有した信号成分とを出力す
る。アップコンバート用ミキサ213から出力される上
記各信号成分の内、上記差の絶対値の周波数を有した信
号成分は、ハイパスフィルタ214によって除去される
ので、該ハイパスフィルタ214からは元の周波数f1
のマイクロ波信号が出力される。 そして、この周波数
f1のマイクロ波信号は、位相測定のために前記位相測
定用導波管11に入力される。
The up-conversion mixer 213 has a light-
The output signal of the electric converter 212 is multiplied by the sine wave signal of the frequency f3 output from the high-frequency transmitter 216, and the frequency of the absolute value of the sum of the frequencies of both signals (the output frequency f1 of the microwave transmitter 13) And a signal component having a frequency of the absolute value of the difference. Among the signal components output from the up-conversion mixer 213, the signal component having the frequency of the absolute value of the difference is removed by the high-pass filter 214, so that the original frequency f1 is output from the high-pass filter 214.
Is output. The microwave signal of the frequency f1 is input to the phase measurement waveguide 11 for phase measurement.

【0047】光ファイバ211によって伝送される光信
号は、環境温度の影響を受け難いので、上記伝送系20
を用いれば、環境温度による位相変化を伴うことなくマ
イクロ波を伝送することができる。すなわち、上記のよ
うにマイクロ波発信器13と導波管11との間にこの伝
送系20を介在させれば、位相変化のないマイクロ波が
導波管11に供給される。また、導波管11と前記計測
データ処理系15との間にこの伝送系20を介在させれ
ば、導波管11の出力信号が位相変化することなく計測
データ処理系15に導かれる。それゆえ、上記伝送系2
0によってマイクロ波を伝送すれば、導波管11におけ
るマイクロ波の位相変化を極めて精度良く計測すること
ができる。なお、上記伝送系20では、2つの高周波発
信器215および216を設けているが、いずれか一方
の高周波発信器の出力を上記ダウンコンバート用ミキサ
208とアップコンバート用ミキサ213で共用するよ
うに構成することも可能である。
Since the optical signal transmitted by the optical fiber 211 is hardly affected by the environmental temperature, the transmission system 20
Is used, microwaves can be transmitted without a phase change due to environmental temperature. That is, if the transmission system 20 is interposed between the microwave transmitter 13 and the waveguide 11 as described above, the microwave having no phase change is supplied to the waveguide 11. If the transmission system 20 is interposed between the waveguide 11 and the measurement data processing system 15, the output signal of the waveguide 11 is guided to the measurement data processing system 15 without a phase change. Therefore, the transmission system 2
If the microwave is transmitted with 0, the phase change of the microwave in the waveguide 11 can be measured with extremely high accuracy. In the transmission system 20, two high-frequency oscillators 215 and 216 are provided. The output of one of the high-frequency oscillators is shared by the down-converting mixer 208 and the up-converting mixer 213. It is also possible.

【0048】図18は、伝送系20を所定長さの導波管
217で構成した例を示している。導波管217におけ
るマイクロ波の伝送位相はその管形状によるので温度変
化の影響を受けない。したがって、図示するように、マ
イクロ波発振器13と位相測定用導波管11間にこの伝
送系20を介在すれば、位相変化のないマイクロ波を導
波管11に供給することができる。また、この伝送系2
0を導波管11と前記計測データ処理系15との間に介
在させれば、導波管11の出力信号を位相変化を伴うこ
となく計測データ処理系15に導くことができる。それ
ゆえ、上記伝送系20を用いれば、導波管11における
マイクロ波の位相変化を精度良く計測することが可能に
なる。
FIG. 18 shows an example in which the transmission system 20 is constituted by a waveguide 217 having a predetermined length. Since the transmission phase of the microwave in the waveguide 217 depends on the tube shape, it is not affected by the temperature change. Therefore, as shown in the figure, if this transmission system 20 is interposed between the microwave oscillator 13 and the phase measuring waveguide 11, microwaves having no phase change can be supplied to the waveguide 11. In addition, this transmission system 2
If 0 is interposed between the waveguide 11 and the measurement data processing system 15, the output signal of the waveguide 11 can be guided to the measurement data processing system 15 without a phase change. Therefore, if the transmission system 20 is used, it is possible to accurately measure the phase change of the microwave in the waveguide 11.

【0049】図19は、マイクロ波発信器13から導波
管11を経由して計測データ処理系15に至る伝走系、
つまり、図1等におけるマイクロ波発信器13と導波管
11間の伝送系20および導波管11と計測データ処理
系15間の伝送系20を兼用する伝送系20´を示して
いる。この伝送系20′は、マイクロ波発信器13の近
傍に配設されたパワーデバイダ221と、計測データ処
理系15の近傍に配設された位相検出器222,223
と、パワーデバイダ221の一方の分配出力と導波管1
1の入力端間および導波管11の出力端と位相検出器2
22間に介在させた同軸ケーブル224と、パワーデバ
イダ221の他方の分配出力と位相検出223間に介在
させた同軸ケーブル225と、位相検出器222,22
3の各出力に接続された位相比較器226とを備えてい
る。上記同軸ケーブル225は、同軸ケーブル224と
同一の特性および長さを有する。また、上記位相比較器
226は、計測データ処理系15の近傍に設けられてい
る。
FIG. 19 shows a transmission system from the microwave transmitter 13 to the measurement data processing system 15 via the waveguide 11.
That is, a transmission system 20 'which also serves as a transmission system 20 between the microwave transmitter 13 and the waveguide 11 and a transmission system 20 between the waveguide 11 and the measurement data processing system 15 in FIG. The transmission system 20 ′ includes a power divider 221 disposed near the microwave transmitter 13 and phase detectors 222 and 223 disposed near the measurement data processing system 15.
And one of the divided outputs of the power divider 221 and the waveguide 1
1 and the output end of the waveguide 11 and the phase detector 2
22, a coaxial cable 225 interposed between the other divided output of the power divider 221 and the phase detection 223, and phase detectors 222 and 22.
3 and a phase comparator 226 connected to each output. The coaxial cable 225 has the same characteristics and length as the coaxial cable 224. Further, the phase comparator 226 is provided near the measurement data processing system 15.

【0050】この伝送系20′において、パワーデバイ
ダ221は、マイクロ波発信器13の出力を2分配す
る。そして、一方の分配出力は同軸ケーブル224の一
部分224aを介して導波管11の一端に加えられ、他
方の分配出力は同軸ケーブル225を介して位相検出器
223に加えられる。また、導波管11の出力信号は、
同軸ケーブル224の他部分224bを介して位相検出
器222に加えられる。したがって、一方の位相検出2
22には、導波管11および同軸ケーブル224中にお
いて位相が変化したマイクロ波が入力され、他方の位相
検出器223には、同軸ケーブル225中において位相
が変化したマイクロ波が入力されることになる。位相検
出器222,223は、それぞれ入力された信号の位相
を検出する。また、位相比較器226は、位相検出器2
22の検出位相と位相検出器223の検出位相とを比較
して、前者の位相を基準とした後者の位相を抽出する。
In the transmission system 20 ′, the power divider 221 splits the output of the microwave transmitter 13 into two. One distributed output is applied to one end of the waveguide 11 via a portion 224 a of the coaxial cable 224, and the other distributed output is applied to the phase detector 223 via the coaxial cable 225. The output signal of the waveguide 11 is
The coaxial cable 224 is applied to the phase detector 222 via another portion 224b. Therefore, one phase detection 2
The microwave whose phase has changed in the waveguide 11 and the coaxial cable 224 is input to the waveguide 22, and the microwave whose phase has changed in the coaxial cable 225 is input to the other phase detector 223. Become. The phase detectors 222 and 223 detect the phases of the input signals, respectively. Further, the phase detector 226 is a phase detector 2
The detected phase of the phase detector 22 is compared with the detected phase of the phase detector 223 to extract the latter phase based on the former phase.

【0051】同軸ケーブル224,225中を通るマイ
クロ波は、環境温度の変化によって位相が変化するが、
上記したように、該ケーブル224,225が等長でか
つ同一の電気的特性を有することから、これらのケーブ
ル224,225中におけるマイクロ波の位相変化量は
相等しい。したがって、位相比較器226においては、
同軸ケーブル224,225中における各位相変化分が
キャンセルされた位相、つまり、導波管11のみにおい
て位相変化されたマイクロ波の位相が抽出される。
The phase of the microwave passing through the coaxial cables 224 and 225 changes due to the change in the environmental temperature.
As described above, since the cables 224 and 225 are the same length and have the same electrical characteristics, the amounts of phase change of microwaves in these cables 224 and 225 are equal. Therefore, in the phase comparator 226,
The phase in which each phase change in the coaxial cables 224 and 225 is canceled, that is, the phase of the microwave whose phase has been changed only in the waveguide 11 is extracted.

【0052】前記計測データ処理系15は、上記位相比
較器226によって抽出された位相に基づいて導波管1
1における位相変化量を計測するので、その計測結果に
同軸ケーブル224中でのマイクロ波の位相変化が誤差
として含まれる虞はない。したがって、この伝送系2
0′を用いれば、導波管11における位相変化量を精度
良く計測して、信頼性の高い流量計測結果を得ることが
できる。なお、上記位相検出器222,223および位
相比較器226は、上記計測データ処理系15中に組み
込むことも可能である。前述した実施形態に係る粉体流
量計測装置100−1〜100−6は、石炭灰の流量計
測に適用されているが、石炭灰の以外の粉体の流量計
測、例えば、サイロにおける小麦粉の流量計測や、紛状
薬剤、粉状合成樹脂等の流量計測にも有効に適用するこ
とができる。
The measurement data processing system 15 controls the waveguide 1 based on the phase extracted by the phase comparator 226.
Since the amount of phase change at 1 is measured, there is no possibility that the measurement result includes a phase change of the microwave in the coaxial cable 224 as an error. Therefore, this transmission system 2
If 0 'is used, the amount of phase change in the waveguide 11 can be accurately measured, and a highly reliable flow measurement result can be obtained. The phase detectors 222 and 223 and the phase comparator 226 can be incorporated in the measurement data processing system 15. Although the powder flow rate measuring devices 100-1 to 100-6 according to the above-described embodiment are applied to the measurement of the flow rate of coal ash, the flow rate measurement of powder other than coal ash, for example, the flow rate of flour in a silo The present invention can be effectively applied to measurement, flow rate measurement of powdery chemicals, powdery synthetic resin, and the like.

【0053】[0053]

【発明の効果】マイクロ波を用いて粉体の流量を計測す
るには、粉体にマイクロ波を作用させた際の該マイクロ
波の位相変化量と該粉体の重量嵩密度との関係係数を予
め設定しておく必要があるが、本発明では、計測対象と
なる粉体についての上記位相変化量および重量嵩密度を
実測して上記関係係数を設定する。したがって、本発明
によれば、上記関係係数が上記計測対象の粉体の電気的
特性(例えば、石炭灰においては、未燃炭素分の残留量
や含有水分に等に大きく影響される)に応じた値に設定
されることになり、その結果、流量の計測精度が飛躍的
に向上する。また、導波手段に接続されるマイクロ波の
伝送系が、該マイクロ波の位相変化を抑制する構成を有
しており、これも計測精度の向上に寄与する。
To measure the flow rate of the powder using the microwave, the relation coefficient between the phase change amount of the microwave when the microwave is applied to the powder and the weight bulk density of the powder is measured. In the present invention, the relationship coefficient is set by actually measuring the phase change amount and the weight bulk density of the powder to be measured. Therefore, according to the present invention, the relation coefficient depends on the electrical characteristics of the powder to be measured (for example, in coal ash, it is greatly affected by the residual amount of unburned carbon, the moisture content, and the like). As a result, the measurement accuracy of the flow rate is dramatically improved. Further, the microwave transmission system connected to the waveguide means has a configuration for suppressing a phase change of the microwave, which also contributes to improvement of measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る粉体流量計測装置の一実施形態を
示した概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a powder flow rate measuring device according to the present invention.

【図2】灰の流下速度を計測するための導波管における
位相変化量の時間変化の態様を例示した波形図。
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating a mode of a time change of a phase change amount in a waveguide for measuring a flow speed of ash.

【図3】図1の装置によって計測した灰の流下重量とト
ラックに積載された灰の実測重量との関係を示したグラ
フ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the falling weight of ash measured by the apparatus of FIG. 1 and the actually measured weight of ash loaded on a truck.

【図4】複数の積載作業における灰の実測重量を示した
グラフ。
FIG. 4 is a graph showing measured ash weights in a plurality of loading operations.

【図5】図1の装置に水添加部を付加して湿灰を排出さ
せるように構成した本発明の他の実施形態を示す概略
図。
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the present invention in which a water adding section is added to the apparatus of FIG. 1 to discharge wet ash.

【図6】図5の装置によって計測した灰の流下重量とト
ラックに積載された灰の実測重量との関係を示したグラ
フ。
6 is a graph showing the relationship between the falling weight of ash measured by the apparatus of FIG. 5 and the actually measured weight of ash loaded on a truck.

【図7】複数の積載作業における灰の実測重量を示した
グラフ。
FIG. 7 is a graph showing measured ash weights in a plurality of loading operations.

【図8】導波管の数を1基減らした構成を有する本発明
の他の実施形態を示す概略図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention having a configuration in which the number of waveguides is reduced by one.

【図9】図1に示す下側の開閉弁の構成を示した概略断
面図。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a configuration of a lower on-off valve shown in FIG. 1;

【図10】図8に示す下側の開閉弁の構成を示した概略
断面図。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a configuration of a lower on-off valve shown in FIG. 8;

【図11】図10に示す開閉弁における弁孔を断面四角
状に変更した開閉弁を示す概略断面図。
11 is a schematic cross-sectional view showing the on-off valve of the on-off valve shown in FIG. 10 in which a valve hole is changed to a square cross section.

【図12】図8の装置に水添加部を付加して湿灰を排出
させるように構成した本発明の他の実施形態を示す概略
図。
FIG. 12 is a schematic view showing another embodiment of the present invention in which a water adding section is added to the apparatus of FIG. 8 to discharge wet ash.

【図13】導波管の数を2基減らした構成を有する本発
明の他の実施形態を示す概略図。
FIG. 13 is a schematic view showing another embodiment of the present invention having a configuration in which the number of waveguides is reduced by two.

【図14】図13の装置に水添加部を付加して湿灰を排
出させるように構成した本発明の他の実施形態を示す概
略図。
14 is a schematic view showing another embodiment of the present invention in which a water adding section is added to the apparatus of FIG. 13 to discharge wet ash.

【図15】マイクロ波を高周波化して伝送する伝送系の
構成を示すブロック線図。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a transmission system for transmitting microwaves at a high frequency.

【図16】同軸ケーブルの比誘電率の温度依存性を例示
したグラフ。
FIG. 16 is a graph illustrating the temperature dependence of the dielectric constant of a coaxial cable.

【図17】マイクロ波を光に変換して伝送する伝送系の
構成を示すブロック線図。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a transmission system that converts microwaves into light and transmits the light.

【図18】マイクロ波を導波管によって伝送する伝送系
の構成を示すブロック線図。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a transmission system for transmitting microwaves through a waveguide.

【図19】同軸ケーブルにおいて発生する位相変化をキ
ャンセルするように構成した伝送系の構成を示すブロッ
ク線図。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a transmission system configured to cancel a phase change occurring in a coaxial cable.

【図20】石炭燃料の燃焼プラントにおける灰排出設備
の構成を例示した概略図。
FIG. 20 is a schematic view illustrating the configuration of an ash discharge facility in a coal fuel combustion plant.

【図21】従来の粉体流量計測装置の構成を示した概略
図。
FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional powder flow measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 灰貯蓄槽 7a,7b,7b´ 9 搬送車両 11a〜11c 導波管 13 マイクロ波発信器 15 計測データ処理系 16 マイクロ波透過材 19 重量計測器 20 伝送系 30 水添加部 31 水配管 32 流量調整弁 33 流量系 40 添加水量制御部 76 ハウジング 76a 弁座 77 入口 78 出口 79 弁部材 79a 軸 79b 弁孔 80 灰流路 81 検量部 82 灰流路下方部 201,213 アップコンバート用ミキサ 202,214 ハイパスフィルタ 204,208 ダウンコバート用ミキサ 205,209 ローパスフィルタ 206,207,215,216 高周波発信器 210 電気−光変換器 211 同軸ケーブル 212 光−電気変換器 217 導波管 221 パワーデバイダ 222,223 位相検出器 224,225 同軸ケーブル 226 位相比較器 6 Ash storage tanks 7a, 7b, 7b '9 Transport vehicles 11a to 11c Waveguide 13 Microwave transmitter 15 Measurement data processing system 16 Microwave transmission material 19 Weight measuring device 20 Transmission system 30 Water addition unit 31 Water pipe 32 Flow rate Control valve 33 Flow rate system 40 Added water amount control section 76 Housing 76a Valve seat 77 Inlet 78 Exit 79 Valve member 79a Shaft 79b Valve hole 80 Ash flow path 81 Calibration section 82 Lower part of ash flow path 201, 213 Up-conversion mixers 202, 214 High-pass filters 204, 208 Down-converter mixers 205, 209 Low-pass filters 206, 207, 215, 216 High-frequency oscillator 210 Electric-optical converter 211 Coaxial cable 212 Optical-electric converter 217 Waveguide 221 Power divider 222, 223 Phase Detector 224, 225 Coaxial cable Bull 226 phase comparator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 謹也 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 岩渕 宏之 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 森下 慶一 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 飯塚 健二 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 石橋 勝 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 石井 伸也 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Fターム(参考) 2F035 AA04 DA01 DA03 DA04 DA08 DA15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenya Fujita 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Kobe Shipyard (72) Inventor Hiroyuki Iwabuchi 2 Araimachi Shinhama, Takasago-shi, Hyogo 1-1-1, Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Keiichi Morishita 2-1-1, Araimachi, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo Prefecture Inside Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Kenji Iizuka Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo 2-1-1 Niihama, Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Masaru Ishibashi 2-1-1, Niihama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture, Japan Inside Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Shinya Ishii Takasago, Hyogo Prefecture 2-1-1, Niihama, Arai-cho, Yokohama-shi F term in Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (reference) 2F035 A A04 DA01 DA03 DA04 DA08 DA15

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粉体にマイクロ波を作用させた際の該マ
イクロ波の位相変化量と粉体重量嵩密度との関係係数を
予め設定し、この関係係数、前記粉体の流通速度、前記
粉体の流路の断面積および前記マイクロ波の位相変化量
に基づいて前記粉体の流量を計測する粉体流量計測装置
において、 計測対象である粉体の重量嵩密度と、この粉体に作用さ
せたマイクロ波の位相変化量とを実測して前記関係係数
を設定する関係係数設定手段を設けたことを特徴とする
粉体流量計測装置。
1. A relational coefficient between a phase change amount of a microwave and a powder bulk density when a microwave is applied to a powder is set in advance, and the relational coefficient, a flow speed of the powder, In a powder flow rate measuring device that measures the flow rate of the powder based on the cross-sectional area of the flow path of the powder and the phase change amount of the microwave, the weight and bulk density of the powder to be measured, A powder flow measuring device, characterized by further comprising a relation coefficient setting means for setting the relation coefficient by actually measuring the phase change amount of the applied microwave.
【請求項2】 前記関係係数設定手段は、前記粉体の流
路を第1の開閉弁と該第1の開閉弁の下流側に設けた第
2の開閉弁とで区画して形成した検量部と、この検量部
に充填された粉体にマイクロ波を作用させる第1の導波
手段と、前記検量部に充填された粉体の重量を計測する
重量計測手段とを備え、前記第1の導波手段におけるマ
イクロ波の位相変化量、粉体の重量および前記検量部の
体積に基づいて前記関係係数を設定することを特徴とす
る請求項1に記載の粉体流量計測装置。
2. The calibration method according to claim 1, wherein said relation coefficient setting means is configured to divide said powder passage by a first on-off valve and a second on-off valve provided downstream of said first on-off valve. A first waveguide unit for applying microwaves to the powder filled in the calibration unit, and a weight measuring unit for measuring the weight of the powder filled in the calibration unit, The powder flow rate measuring device according to claim 1, wherein the relation coefficient is set based on the amount of phase change of the microwave in the waveguide means, the weight of the powder, and the volume of the calibration unit.
【請求項3】 前記粉体に対して所定の分率の水分を添
加する水分添加手段を設けたことを特徴とする請求項1
または2に記載の粉体流量計測装置。
3. A water adding means for adding a predetermined fraction of water to said powder.
Or the powder flow measuring device according to 2.
【請求項4】 前記粉体の流路における前記検量部より
も下流側の部位に、該部位を流通する粉体にマイクロ波
を作用させる第2、第3の導波手段を所定の間隔を置い
て配設し、この第2、第3の導波手段におけるマイクロ
波の位相変化量の相関に基づいて前記粉体の流通速度を
計測するようにした請求項1ないし3のいずれかに記載
の粉体流量計測装置。
4. A second and third waveguide means for applying microwaves to a powder flowing through a portion of the flow path of the powder downstream of the calibration portion at a predetermined interval. 4. The method according to claim 1, wherein the flow rate of the powder is measured based on the correlation between the phase change amounts of the microwaves in the second and third waveguide means. Powder flow measuring device.
【請求項5】 前記第2の開閉弁に内部流路に突起物が
介在しない構造のものを用いるとともに、前記検量部よ
りも下流側の部位に、該部位を流通する粉体にマイクロ
波を作用させる第2の導波手段を配設し、前記第1、第
2の導波手段におけるマイクロ波の位相変化量の相関に
基づいて前記粉体の流通速度を計測するようにした請求
項2または3に記載の粉体流量計測装置。
5. A second on-off valve having a structure in which no protrusion is interposed in an internal flow path, and a microwave downstream of the calibration section is applied to powder flowing through the section. 3. The apparatus according to claim 2, further comprising a second wave guide means for acting, wherein the flow speed of the powder is measured based on a correlation between the phase change amounts of the microwaves in the first and second wave guide means. Or the powder flow rate measuring device according to 3.
【請求項6】 前記粉体の流通速度が一定という条件下
において、前記第1の導波手段におけるマイクロ波の位
相変化量のみ用いて前記粉体の流量を計測するようにし
た請求項2または3に記載の粉体流量計測装置。
6. The method according to claim 2, wherein the flow rate of the powder is measured using only the phase change amount of the microwave in the first waveguide under the condition that the flow speed of the powder is constant. 4. The powder flow rate measuring device according to 3.
【請求項7】 前記導波手段に接続されるマイクロ波の
伝送系が、入力したマイクロ波の周波数を上昇させる周
波数変換手段と、前記周波数が上昇されたマイクロ波を
伝送する同軸ケーブルと、この同軸ケーブルで伝送され
てきたマイクロ波の周波数を前記入力したマイクロ波の
周波数まで低下させる周波数変換手段とを備えることを
特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の粉体流
量計測装置。
7. A microwave transmission system connected to said waveguide means comprises: frequency conversion means for increasing the frequency of the input microwave; and a coaxial cable for transmitting the microwave having the increased frequency. 7. The powder flow rate measuring device according to claim 1, further comprising frequency conversion means for lowering the frequency of the microwave transmitted by the coaxial cable to the frequency of the input microwave.
【請求項8】 前記導波手段に接続されるマイクロ波の
伝送系が、入力したマイクロ波の周波数を光信号に変換
可能な周波数まで低下させる周波数変換手段と、この周
波数変換手段の出力を光信号に変換する電気−光変換手
段と、前記光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバ
で伝送されてきた光信号を電気信号に変換する光−電気
変換手段と、この変換された電気信号の周波数を前記入
力したマイクロ波の周波数まで上昇させる周波数変換手
段とを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
に記載の粉体流量計測装置。
8. A microwave transmission system connected to said waveguide means, a frequency conversion means for lowering the frequency of the inputted microwave to a frequency which can be converted into an optical signal, and an output of said frequency conversion means to an optical signal. Electro-optical conversion means for converting the optical signal, an optical fiber for transmitting the optical signal, an optical-electric conversion means for converting the optical signal transmitted by the optical fiber into an electric signal, The powder flow measuring device according to any one of claims 1 to 6, further comprising frequency conversion means for increasing a frequency to a frequency of the input microwave.
【請求項9】 前記導波手段に接続されるマイクロ波の
伝送系が導波管であることを特徴とする請求項1ないし
6のいずれかに記載の粉体流量計測装置。
9. The powder flow rate measuring device according to claim 1, wherein the microwave transmission system connected to said waveguide means is a waveguide.
【請求項10】 前記導波手段に接続されるマイクロ波
の伝送系が、入力したマイクロ波を2分配する分配手段
と、該分配手段によって分配された一方のマイクロ波を
伝送して前記導波手段に供給し、かつ、該導波手段から
出力されるマイクロ波を伝送する第1の同軸ケーブル
と、該第1の同軸ケーブルと同一の特性および長さを有
し、前記分配手段によって分配された他方のマイクロ波
を伝送する第2の同軸ケーブルと、前記第1および第2
の同軸ケーブルにからそれぞれ出力される第1および第
2のマイクロ波信号の位相を検出する位相検出手段と、
前記第2のマイクロ波信号の位相を基準とした前記第1
のマイクロ波信号の位相を抽出する位相比較手段とを備
えることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記
載の粉体流量計測装置。
10. A microwave transmission system connected to the waveguide means, a distribution means for dividing the input microwave into two, and one of the microwaves distributed by the distribution means for transmitting the microwave to the waveguide. A first coaxial cable for supplying to the means and transmitting microwaves output from the waveguide means, and having the same characteristics and length as the first coaxial cable and distributed by the distribution means. A second coaxial cable for transmitting the other microwave and the first and second coaxial cables.
Phase detection means for detecting the phases of the first and second microwave signals respectively output from the coaxial cable of
The first microwave signal based on the phase of the second microwave signal;
7. The powder flow rate measuring device according to claim 1, further comprising: a phase comparing unit that extracts a phase of the microwave signal.
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