JP2003294532A - スラグ温度計測装置 - Google Patents
スラグ温度計測装置Info
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- JP2003294532A JP2003294532A JP2002181532A JP2002181532A JP2003294532A JP 2003294532 A JP2003294532 A JP 2003294532A JP 2002181532 A JP2002181532 A JP 2002181532A JP 2002181532 A JP2002181532 A JP 2002181532A JP 2003294532 A JP2003294532 A JP 2003294532A
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Abstract
供すること。 【解決手段】 スラグ表面から発した赤外光は入光窓
(110)から、開口径可変の絞り(120)、レンズ
(130)、チョッパ(140)、バンドパスフィルタ
(150)を通って焦電素子(160)に達する。チョ
ッパは開角90度の2つの扇形切欠きを90度離して形
成した円板をモータ(147)で回転させて成り光路方
向に直列に2つ配列されるが同期開閉され、焦電素子側
のチョッパの焦電素子側の面は黒色にされる。バンドパ
スフィルタで3.7〜4.2μmと8〜14μmの一方
または両方に2つの波長域を設定する。焦電素子の出力
電圧は絞りの開口径で粗調整し、チョッパの開閉周波数
(0.05Hz以上)で微調整される。アンプ(17
0)で増幅して2つの焦電素子の出力比を求めこれをプ
ランクの放射則からもとめた同じ波長域の理論上の出力
比と比較し温度を求める。
Description
を計測するスラグ温度計測装置に関する。本計測装置を
用いてスラグ以外の高温物体の表面温度を計測できるこ
とはいうまでもない。
却灰(粉体無機物)は、その資源化、減容化、および無
害化等のために、さらに、灰溶融炉で溶融されスラグと
して取り出されている。そこでその灰溶融炉内の温度管
理が必要である。ところが、灰溶融炉内の温度は非常に
高く、熱電対をスラグ内に浸漬する方法では耐久性が悪
い。そこで、特開2001−249049号公報に記載
されているような放射温度計測装置がある。
る赤外光をチョッパで光路を開閉しながら任意に選択し
たそれぞれ互いに異なる複数の波長域毎に別個の焦電素
子に導き各焦電素子の出力電圧からエネルギ比を出しス
ラグの温度を計測するものである。
検出電圧が不安定、速い温度変化に追従できない、光量
の調整が困難である、スラグ上方のガスの影響を受け
る、焦電素子に間欠的に入光せしめるチョッパの影響を
受ける、異なる場所で計測すると温度が異なる、等の問
題があり、安定して計測をおこなうことができなかっ
た。
み、スラグの表面から発する赤外光をチョッパで光路を
開閉しながら任意に選択したそれぞれ互いに異なる複数
の波長域毎に別個の焦電素子に導き各焦電素子の出力電
圧からエネルギ比を出しスラグの温度を計測するスラグ
温度計測装置において、安定してスラグの温度を計測で
きるようにすることを目的とする。
に、本発明では、スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、以下のように改善されている。
く開時間と光路を閉じる閉時間が同じになるように形成
されており、焦電素子の波形を安定させることができ
る。請求項2の発明では、複数の波長域毎に別個の焦電
素子に導くようにされているが、各焦電素子に同時に入
光せしめるようにされており、各焦電素子に異なる周波
数域の光が同時に導入されるので精度がよく、測定もや
りやすい。そのために、請求項3の発明では、チョッパ
が扇形の切り欠きを有する円板を回転させて成り、複数
の焦電素子が円板の回転中心から半径方向に延伸する直
線上に直列に配設されている。
変の絞りを配設し、絞りとチョッパの開閉周波数で焦電
素子の出力を調整するようにされており、出力調整がや
りやすい。そして、絞りの方が調整幅が大きいので、請
求項5の発明では、焦電素子の出力を絞りで粗調整し、
チョッパの開閉周波数で微調整をするようにされてい
る。
数が0.05Hz以上にされているが、その結果、焦電
素子の出力波形が+のピークと−のピークへ略直線的に
つながる正弦波状となり測定がしやすいためである。逆
に、回転周波数が0.05Hz以下では、+のピークと
−のピークが途中で折れ曲がってつながり、測定がしに
くい。
5μmと7〜15μmの一つまたは両方内に設定され
る。このような領域では、スラグの上方に存在する水蒸
気、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン等のガスによる光
の吸収が少なく、安定して測定ができる。請求項8の発
明では、複数の波長域が3.7〜4.2μmと8〜14
μmの一つまたは両方内に設定される。このような領域
では、スラグの上方に存在する水蒸気、一酸化炭素、二
酸化炭素、メタン等のガスによる光の吸収がさらに少な
く、さらに安定して測定ができる。請求項9の発明で
は、複数の波長域が3.8〜4.0μmと9〜11μm
の一つまたは両方内に設定される。このような領域で
は、スラグの上方に存在する水蒸気、一酸化炭素、二酸
化炭素、メタン等のガスによる光の吸収が、より一層少
なく、より一層安定して測定ができる。
安定化させるチョッパ温度安定手段を有し、焦電素子の
出力はチョッパの温度とスラグの温度の差により決定さ
れるのでチョッパの温度を安定化することにより測定が
安定し、精度が向上する。特に、焦電素子に最も近いチ
ョッパの温度が出力に影響するので、請求項11の発明
では、複数のチョッパを光路にそって直列配置してお
り、その結果、焦電素子に近い側のチョッパの温度を安
定化させている。請求項12の発明では、チョッパの少
なくとも焦電素子側が黒色にされているので、余分な反
射光が焦電素子に入光することが防止され、精度が向上
する。
定するためのバンドパスフィルタが配設されているの
で、交換がしやすく、準備が簡単であり、波長域の選択
もやりやすい。
温度での理論値に対する補正比を求めておき、各測定場
所での焦電素子の出力電圧の比にこの比に基づく補正比
を乗算したもので出力電圧の比をもとめるようにされて
おり、測定場所を変更しても精度よく測定できる。
警報を発する警報手段を有するので、異常値がでた場合
に作業者はこれを察知できる。
して警報を発する警報手段を有するので、異常値がでた
場合に作業者はこれを察知できる。
を導くためのレンズが、スラグ上方のガスから発光して
いる赤外光をも焦電素子上に集められるレンズ可変機構
を有し、焦電素子の位置を変更せずにスラグとガスの温
度を計測することができる。
なる焦点距離を有する複数のレンズを取り付けたレンズ
取り付け板を回転可能に配設して形成され、請求項19
の発明ではレンズ可変機構は1つのレンズの焦電素子と
の距離を可変にするレンズ距離変更装置とされる。請求
項20の発明では、レンズ距離変更装置は、固定配置さ
れる固定筒体に対する相対位置可変に配設可能な可動筒
体にレンズを取り付けて形成され、請求項21の発明で
は、さらに、可動筒体に、焦電素子と発光点の距離を示
す目盛りが設けられている。
明のスラグ温度計測装置の実施の形態について説明す
る。初めに、図1が本発明の第1の実施の形態のスラグ
温度計測装置10の構造を概略的に説明する図である
が、初めに、このスラグ温度計測装置10が取り付けら
れるプラズマ灰溶融炉1について図2を参照して簡単に
説明する。
よって有底円筒状に形成された炉本体3と上蓋部材4を
有し、炉本体3の図中左側の側壁には下水汚泥、都市ゴ
ミ、産業廃棄物等の焼却灰を投入する投入口5がまた図
中右側の側壁の下部には溶融したスラグおよびガスを抜
き出す排出口6が設けられている。上蓋部材4の中央に
は図示しない直流電源装置に接続された主電極7が配設
され、炉本体3の底部中央には炉底電極8が配設されて
いる。主電極7には図示しない窒素ガス供給装置から窒
素ガスが供給され、主電極7と炉底電極8の間でプラズ
マ放電がおこなわれ、炉本体3の内部に投入された灰が
溶融される。そして、図1に示されるスラグ温度計測装
置10は上蓋部材4に設けられた光取り出し通路9に取
り付けられている。
詳細について説明する。スラグ温度計測装置10は全体
が筐体100内に収納されている。筐体100は、入光
窓110に近い方から第1部分100a、第2部分10
0b、第3部分100cを有し、図中最上部には上蓋部
材100dが設けられていて内面は黒色にされている。
フランジ101aが形成され、光取り出し通路9の上端
に形成されているフランジ101bと協働して入光窓1
10を挟持している。入光窓110は耐熱性に優れ、赤
外光を透過するセレン化亜鉛(ZnSe)またはゲルマ
ニウム(Ge)で形成されている。入光窓110はスラ
グ上方のガスで汚れるので容易に取り換え、または清掃
ができる構造とすることが好ましい。
グ側に絞り120が取り付けられ、絞り120よりも反
スラグ側にはレンズ130が配設されている。絞り12
0は、中央の開口面積を変更することができる。図3は
絞り120の開口面積と出力電圧の関係を示す図であっ
て、出力電圧は開口面積にリニアに比例する。レンズ1
30は入光窓110と同じセレン化亜鉛またはゲルマニ
ウム(Ge)製であって、図示されるように凸または平
凸レンズであって、スラグの表面から発した赤外光を後
述の焦電素子160上に集める。
路とされており何も配設されていない。筐体100の第
3部分100cには、光の進行方向に沿って、スラグ側
から、チョッパ140、光学的なバンドパスフィルタ1
50、焦電素子160、が配設されている。さらに、そ
の後方には焦電素子160の出力電圧を増幅するアンプ
170、演算回路180が内蔵されている。
された第1チョッパ141と第2チョッパ142から成
り、スラグに近い側の第1チョッパ141と遠い側の第
2チョッパ142は共にモータ147の回転軸148に
取り付けられており、同時に回転するようにされてい
る。第1チョッパ141と第2チョパ142は全く同じ
構造であるので第1チョッパ141についてのみ説明す
る。
部分100b側から見た図であり、第1チョッパ141
が示されている。図示のように、第1チョッパ141は
円板に扇形の切り欠部143を2つ設けて形成されてい
る。各切り欠き部143の開角αは90度であり、2つ
の切り欠き143の間の閉じられた非切り欠き部145
の角度すなわち閉角βも90度である。すなわち、36
0度が、90度開、90度閉、90度開、90度閉に分
割されている。
パ142の温度とスラグの温度の差により決定されるの
で第2チョッパ142の温度を安定化させるために少な
くとも第2チョッパ142の焦電素子側の面は黒色にさ
れ、スラグ側の面は反射しやすい色にされている。第1
チョッパ141も全く同様な切り欠き、色を有し、その
切り欠きは軸方向から見て第2チョッパ142全く同じ
角度位置に配されている。
から入光状態への変化時に+(プラス)の出力をし、入
光状態から遮光状態への変化時に−(マイナス)の出力
をし、変化のない状態では出力をしないものである。し
たがって、上記のようなチョッパ140を回転させて間
欠的に焦電素子160に入光せしめるのである。
は第1、第2焦電素子161、162であって、点線の
丸印で示されているのが第1、第2焦電素子161,1
62に入光する波長域を決定する第1、第2バンドパス
フィルタ151、152である。そして、図示されるよ
うに、第1、第2焦電素子161、162はチョッパ1
40の半径方向に直列に配列されているので第1、第2
焦電素子161、162に入光する光は完全に同期して
いる。
つの波長域の出力の差によって、スラグ温度を測定する
ので、このように2つの波長域の光が互いに同期するよ
うに入光することによって2つの波長域の光が同じタイ
ミングで測定されるので、測定が容易であり、精度が良
い。
160の入光から遮光への移行時のプラスにおける凸の
出力と遮光から入光へのマイナスにおける凸の出力の始
点と終点が連続する正弦曲線的な出力にすることが好ま
しい。そこで、チョッパ140の回転周波数を変化させ
たときに出力電圧の変化を測定した。図5がその測定結
果を示す図であって、ある2つの波長の光に対してチョ
ッパ140の回転周波数を変化させた時の出力電圧の変
化を示している。その結果、上記のように、正弦波形の
出力を得るには回転周波数が0.05Hz以下では、正
弦曲線的な出力を得ることはできないことが判明した。
そこで、本発明では、チョッパ140を0.05Hz以
上の回転周波数で回転させて測定をおこなった。
周波数を選択した時の第1焦電素子161の出力EV1
と第2焦電素子162の出力EV2の例を示す図であ
る。この図は、図4に示すように第1、第2焦電素子1
61,162を半径方向に直列に配列することと、図5
に示すようにチョッパ140の回転周波数を選択するこ
とにより得られるものである。
明する。プラズマ灰溶融炉1のスラグ表面と入射窓の間
には色々なガスが存在する。これらのガスはスラッグ表
面から入射窓に達する赤外光のある波長域の光を吸収し
透過しない。したがって、これらのガスが吸収しない波
長域の光を使用することが望ましい。
メタン(CH4)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素
(CO2)等がある。そこで、これらのガスで吸収され
る波長域を除いた波長域の光を選択することが好まし
い。
の横向き棒グラフで示されているのが水蒸気が吸収する
波長域であり、上から2段目の横向き棒グラフで示され
ているのが二酸化炭素が吸収する波長域であり、上から
3段目の横向き棒グラフで示されているのが一酸化炭素
が吸収する波長域であり、最下段の横向き棒グラフで島
されているのがメタンが吸収する波長域である。
の4つの吸収域を避けて、左下がりのハッチングを付し
て示される3.7〜4.2μmの波長域、あるいは、右
下がりのハッチングを付して示される8〜14μmの波
長域の、一方または両方に、測定用の2つの波長域を設
定する。なお、現在ではバンドパスフィルタは0.1μ
mのレベルで設定可能である。
180について説明する。アンプ170は電気回路であ
り増幅率を変更することは容易であり、可変とされてい
るが、増幅率が大きいと誤差が大きいので頻繁に変更は
せず略固定した値にされる。演算回路180は、アンプ
170で増幅された第1焦電素子161と第2焦電素子
162の出力差からスラグ温度を演算し、筐体100の
外部に設けられた温度表示器200に信号を送り、温度
表示器200がスラグ温度を表示する。
じで、調節パラメータが同じで、同じ温度となるべき時
に、同じ温度とならない場合は、窓110の曇り等の異
常が発生したものと考えられるので、このような場合に
アラーム信号を発するアラーム回路が演算回路に含まれ
ており、アラーム信号は警報器210に送られ、警報器
210は警報を発する。
した測定方法について説明する。その基本的原理は、プ
ランクのエネルギ放射則において、2つの波長域のエネ
ルギ強度比は温度毎に一定であることを利用し、選択し
た2つの波長のエネルギ比から温度を推定するものであ
る。
フで吸収されない波長域から選択する。例えば、前述し
たようにスラグ上方のガスにより吸収されない3.7〜
4.2μmの間から3.8〜4.1μmの波長域を第1
波長域として選択し、8〜14μmの間から9〜10μ
mの波長域を第2波長域として選択する。このように選
択したら、第1バンドパスフィルタ161を3.8〜
4.1μmの波長域を通過させるものに設定し、第2バ
ンドパスフィルタ162を9〜10μmの波長域を通過
させるものに設定する。
2の波長域を選択することも、あるいは、逆に、8〜1
4μmの間に、第1、第2の波長域を選択することも可
能である。定性的には、2つの波長域を近接して設定す
れば、ガスによる吸収率の違いの影響が似たものとなり
ガス等の影響を受けにくいが、出力差が大きくなく演算
誤差が出やすい。逆に上述のように2つの波長域を離し
て設定すれば、ガスによる吸収率の違いの影響が出やす
いが、出力差が大きく演算誤差が出にくいという傾向が
ある。
域の光も第2波長域の光も同じ条件であり、第1、第2
焦電素子161、162は同じ受光面積を有するように
設定されている。したがって、第1焦電素子161と第
2焦電素子162の発生電圧の比は第1波長域のエネル
ギと第2波長域のエネルギに比例する。
子162の発生電圧を調整する必要がある。発生電圧を
調整するには入光量を調整する方法とアンプ170の増
幅率を変更する方法があるがアンプ170の増幅率を大
きくすると誤差が増大するのでできるだけアンプ170
の増幅率は低く抑え、かつ、頻繁には調整しない準固定
状態にし、入光量を調整する方法を選択することが望ま
しい。入光量は、絞り120とチョッパ140の回転周
波数で調整することができるが、絞り120の方が調整
幅が大きいので、絞り120で粗調整し、チョッパ14
0の回転周波数で微調整をおこなう。
積に対して、出力電圧は略リニアに比例し、例えば、開
口面積を4倍にすれば、出力電圧は4倍になる。そこ
で、このグラフを参照しながら、絞り120の開口面積
を大まかに選択する。開口面積の選択が終了したら、次
に、図5のグラフを参照しながら、チョッパ140の回
転周波数を0.05Hz以上の範囲で微調整し、アンプ
170の増幅率を含めた出力電圧が所望のレベルになる
ようにする。このように調整パラメータを設定してお
き、それぞれ、図6に示されるように出力(+のピーク
から−のピークまでの幅)する第1焦電素子161の出
力EV1と第2焦電素子162の出力EV2の比REV
=EV1/EV2をもとめる。
エネルギ放射強度を示すプランクのエネルギ放射則のグ
ラフの各温度の前記選択した第1、第2波長域における
エネルギの積分値Σe1、Σe2を求め、図9のような
マップを作成する。次に図10に示すような各温度にお
けるΣe1/Σe2の比のマップを作成する。
めた第1焦電素子161の出力EV1と第2焦電素子1
62の出力EV2の比REV=EV1/EV2となる温
度温度が求めるスラグ温度である。これらの演算は全て
演算回路170でおこない、その結果が表示装置200
に送られて表示される。
スラグの温度が計測されるが、窓110が曇ったりする
と、同じ条件で運転し当然同じ温度になるべきところ
が、異なる温度を示す可能性がある、そこで、警報装置
210は、最終的に求めた温度、あるいは、焦電素子1
40の出力が変動範囲を超えて異常な値になった場合
に、警報を発する。
況により焦電素子140の出力が変わる可能性がある。
そこで、ある温度における、各場所における出力比をも
とめて、理論値と比較し、理論値にあわせるための補正
係数をもとめておく。そして、各場所に応じた補正値を
乗じて、温度をもとめる。例えば、ある1300Kの理
論的な出力比が1.8であった場合に、その温度である
ことが確実でありながらある場所で計測した時に、その
温度に対して出力比が1.5しかしない場合には、その
場所の補正値として1.2を与える。そして、その場所
での測定した出力比には、すべて、1.2を乗じてか
ら、図9のマップにもとづき温度を計算するのである。
こなわれるので、計測が安定し、かつ、効率よくおこな
われ、精度も良い。なお、この温度計測装置はスラグの
温度計測のみならず、同様な高温物体の温度計測に使用
することができる。
装置はスラグの温度計測のみならず同様な高温物体の温
度計測に使用できる。例えば、スラグの上方にあるガス
が発光している場合にその温度を計測することができ
る。しかし、スラグとその上方にあるガスでは焦電素子
160に赤外光を集めるレンズと発光点の距離が異なる
のでスラグ用に設定されたレンズのままではガスから発
光している赤外光を焦電素子160に集めることはでき
ない。
スが発光している場合にガスの温度を容易に測れるよう
なレンズ可変機構を備えた第2の実施の形態について説
明する。図11がこの第2の実施の形態のレンズ可変機
構を示す図であって、例えば、4つの焦点距離の異なる
レンズ130a〜130dが上下一対の穴あき円板30
1と302から成るレンズ取り付け板300に取り付け
られている。但し、図11では、その内のレンズ130
aと130bのみ示されている。
100の第3部分100c内に収容され、軸303に固
定されている。軸303は筐体100の第3部分100
cに回転可能に支持されて外側まで延伸し、その先端部
分がギヤ列320を介してモータ310の軸311に係
合されている。モータ310を回転することによりによ
りレンズ取り付け板300を回転してガスの計測に最適
なレンズを選択することができる。あるいは、モータ3
10のかわりに手動ハンドルをつけて手動で回転しても
よい。
けられたレンズ130a〜130dを単体で示したもの
である。なお、レンズ130a〜130dの内の一つは
スラグ表面から発した赤外光を焦電素子160に集めら
れるような焦点距離とされるがその他はよりレンズに近
いガス内で発光した赤外光を焦電素子160に集められ
るように、より焦点距離の短いレンズとされる。第2の
実施の形態は上記のように構成され、レンズ取り付け板
300を回転するだけでスラグの上方のガス内で発光し
た赤外光の温度を容易に計測することができる。
第3の実施の形態もスラグの上方に存在するガスが発光
している場合にガスの温度を容易に測れるようにレンズ
可変機構を備えたものであるが、第2の実施の形態とは
異なり1個のレンズ130を動かすようにしたものであ
る。図13がこの第3の実施の形態の構成を示す図であ
る。
100aが第1の実施の形態に対して上方に延長されそ
の内部に固定筒体410が固定されている。固定筒体4
10の内側には可動筒体420が配設されていて可動筒
体420は所望の位置でネジ430により固定筒体に固
定される。ネジ430で可動筒体420を固定筒体41
0に固定できるように筐体100の第1部分100aに
は切り欠き100dが設けられている。
きる可動筒体420の表面部分421に焦電素子160
と発光点の距離を示す目盛り440が設けられている。
図14は目盛りが設けられた部分の拡大図である。発光
点とレンズ130の距離をa、レンズ130と焦電素子
160との距離をb、レンズ130の焦点距離をfとす
ればb=a×f/(a−f)である。各目盛りの位置におけ
るbの値は予め知ることができ、fの値も予め知ること
ができる。これを上記の式に代入すればaが求まる。a
が求められれば発光点と焦電素子160との距離はa+
bで求まる。したがって、目盛り440には上記のよう
に計算される距離をそのまま刻印してもよいし、あるい
は、スペース的に無理であれば、単なる番号を刻印して
おいて、別途設けた計算表で距離をもとめるようにして
もよい。
れ、レンズ130を取り付けた可動筐体420を移動す
るだけでスラグの上方のガス内で発光した赤外光の温度
を容易に計測することができる。
から発する赤外光の波長域毎のエネルギ積分値の比から
温度を計測するスラグ温度計測手法を用いて、スラグの
表面から発する赤外光をチョッパで光路を開閉しながら
任意に選択したそれぞれ互いに異なる複数の波長域毎に
焦電素子に導き焦電素子の出力電圧からエネルギ比を出
すスラグ温度計測装置であるが、請求項1の発明のよう
に、チョッパが光路を開く開時間と光路を閉じる閉時間
が同じになるように形成することにより、焦電素子の波
形を安定させることができる。請求項2、3の発明のよ
うに、複数の波長域毎に別個の焦電素子に導くものにお
いて、各焦電素子に同時に入光せしめるようにすること
により、各焦電素子に異なる周波数域の光が同時に導入
されるので精度がよく、測定もやりやすい。
径可変の絞りを配設し、絞りとチョッパの開閉周波数で
焦電素子の出力を調整するようにすることにより、出力
調整がやりやすくなる。そして、絞りの方が調整幅が大
きいので請求項5の発明のように焦電素子の出力を絞り
で粗調整し、チョッパの開閉周波数で微調整をすれば調
整がしやすい。
周波数が0.05Hz以上にすることにより、焦電素子
の出力波形が+のピークと−のピークへ略直線的につな
がる正弦波状となり測定がしやすい。請求項7の発明の
ように、複数の波長域を3〜5μmと7〜15μmの一
つまたは両方内に設定することにより、スラグの上方に
存在する水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン等の
ガスによる光の吸収が少なく安定して測定ができる。請
求項8の発明のように、複数の波長域を3.7〜4.2
μmと8〜14μmの一つまたは両方内に設定すれば、
スラグの上方に存在する水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭
素、メタン等のガスによる光の吸収がさらに少なく、さ
らに安定して測定ができる。請求項9の発明のように、
複数の波長域を3.8〜4.0μmと9〜11μmの一
つまたは両方内に設定すれば、スラグの上方に存在する
水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン等のガスによ
る光の吸収がより一層少なく、より一層安定して測定が
できる。
安定手段によってチョッパの温度を安定化させることに
より出力が安定し精度が向上する。請求項11の発明で
は、複数のチョッパを光路にそって直列配置され焦電素
子に近い側のチョッパの温度を安定化させれば、チョッ
パを冷却することなく出力を安定させることができる。
請求項12の発明のように、チョッパの少なくとも焦電
素子側が黒色にすることにより、余分な反射光が焦電素
子に入光せず精度が向上する。
を設定するためのバンドパスフィルタが配設することに
より波長域の選択もやりやすい。請求項14の発明のよ
うに、測定場所毎にある温度での理論値に対する補正比
を求めておき、各測定場所での焦電素子の出力電圧の比
にこの比に基づく補正比を乗算したもので出力電圧の比
をもとめるようにすることにより、測定場所を変更して
も精度よく測定できる。請求項15の発明のように、異
常値を検出して警報を発する警報手段を有するようにす
れば、異常値がでた場合に作業者はこれを察知できる。
請求項16の発明のように、窓曇り異常を検出して警報
を発する警報手段を有すれば、異常値がでた場合に作業
者はこれを察知できる。
外光を導くためのレンズが、スラグ上方のガスから発光
している赤外光をも焦電素子上に集められるレンズ可変
機構を有していれば、焦電素子の位置を変更せずにスラ
グとスラグ上方のガスの温度を計測することができる。
そして、請求項18の発明のようにレンズ可変機構を異
なる焦点距離を有する複数のレンズを取り付けたレンズ
取り付け板を回転可能に配設して形成すればレンズ取り
付け板を回転するだけでスラグとスラグ上方のガス温度
も計測できる。また、請求項19の発明のようにレンズ
可変機構を1つのレンズの焦電素子との距離を可変にす
るレンズ距離変更装置とすればレンズの焦電素子との距
離を変更するだけでスラグとスラグ上方のガスの温度を
計測することができる。
置の構成を概略的に説明する図である。
プラズマ灰溶融炉の全体の構造を示す図である。
図である。
る。
を示す図である。
る。
長域と第2波長域の例。
変化を示す図(理論値)。
の比(理論値)と、そこに測定された出力比をプロット
して温度を求める様子を示す図である。
成を概略的に説明する図である。
に取り付けられた複数のレンズを示す図である。
成を概略的に説明する図である。
れた目盛りを示す図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 チョッパが光路を開く開時間と光路を閉じる閉時間が同
じになるように形成されていることを特徴とするスラグ
温度計測装置。 - 【請求項2】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に別個の焦電素子に導き各焦
電素子の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測
装置において、 各焦電素子に同時に入光せしめることを特徴とするスラ
グ温度計測装置。 - 【請求項3】 チョッパが扇形の切り欠きを有する板を
回転させて成り、複数の焦電素子が板の回転中心から半
径方向に延伸する直線上に直列に配設して、複数の焦電
素子に同時に入光せしめることを特徴とする請求項2に
記載のスラグ温度計測装置。 - 【請求項4】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 光路上に、開口径可変の絞りを配設し、絞りとチョッパ
の開閉周波数で焦電素子の出力を調整することを特徴と
するスラグ温度計測措置。 - 【請求項5】 焦電素子の出力を絞りで粗調整し、チョ
ッパの開閉周波数で微調整をすることを特徴とする請求
項4に記載のスラグ温度計。 - 【請求項6】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 チョッパの回転周波数が0.05Hz以上にされている
ことを特徴とするスラグ温度計測装置。 - 【請求項7】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 複数の波長域を3〜5μmと7〜15μmの一つまたは
両方内に設定することを特徴とするスラグ温度計測装
置。 - 【請求項8】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 複数の波長域を3.7〜4.2μmと8〜14μmの一
つまたは両方内に設定することを特徴とするスラグ温度
計測装置。 - 【請求項9】 スラグの表面から発する赤外光の波長域
毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温度
計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光をチ
ョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ互
いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子の
出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置にお
いて、 複数の波長域を3.8〜4.0μmと9〜11μmの一
つまたは両方内に設定することを特徴とするスラグ温度
計測装置。 - 【請求項10】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 チョッパの温度を安定化させるチョッパ温度安定手段を
有することを特徴とするスラグ温度計測装置。 - 【請求項11】 チョッパ温度安定手段は、複数のチョ
ッパを光路にそって直列配置して成ることを特徴とする
請求項10に記載のスラグ温度計測装置。 - 【請求項12】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 チョッパの少なくとも焦電素子側が黒色にされているこ
とを特徴とするスラグ温度計測装置。 - 【請求項13】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 異なる波長域を設定するためのバンドパスフィルタを配
設したことを特徴とするスラグ温度計測装置。 - 【請求項14】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 測定条件毎にある温度での理論値に対する補正比を求め
ておき、各測定条件での焦電素子の電圧に基づくエネル
ギの比にこの比に基づく補正比を乗算したものでエネル
ギの比をもとめることを特徴とするスラグ温度計測装
置。 - 【請求項15】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 異常値を検出して警報を発する警報手段を有することを
特徴とするスラグ温度計測装置。 - 【請求項16】 焦電素子のエネルギを同じスラグ温度
で窓曇りのない状態において予め計測した焦電電子のエ
ネルギと比較し、それがある値以下であるなら窓曇り異
常を検出して警報を発する警報手段を有することを特徴
とする請求項15に記載のスラグ温度計測装置。 - 【請求項17】 スラグの表面から発する赤外光の波長
域毎のエネルギ積分値の比から温度を計測するスラグ温
度計測手法を用いて、スラグの表面から発する赤外光を
チョッパで光路を開閉しながら任意に選択したそれぞれ
互いに異なる複数の波長域毎に焦電素子に導き焦電素子
の出力電圧からエネルギ比を出すスラグ温度計測装置に
おいて、 焦電素子に赤外光を導くためのレンズが、スラグ上方の
ガスから発光している赤外光をも焦電素子上に集められ
るレンズ可変機構を有することを特徴とするスラグ温度
計測装置。 - 【請求項18】 レンズ可変機構は、異なる焦点距離を
有する複数のレンズを取り付けたレンズ取り付け板を回
転可能に配設して成ることを特徴とする請求項17に記
載のスラグ温度計測装置。 - 【請求項19】 レンズ可変機構は、1つのレンズの焦
電素子との距離を可変にするレンズ距離変更装置である
ことを特徴とする請求項17に記載のスラグ温度計測装
置。 - 【請求項20】 レンズ距離変更装置は、固定配置され
る固定筒体に対する相対位置可変に配設可能な可動筒体
にレンズを取り付けられて成ることを特徴とする請求項
19に記載のスラグ温度計測装置。 - 【請求項21】 可動筒体に、焦電素子と発光点の距離
を示す目盛りが設けられていることを特徴とする請求項
20に記載のスラグ温度計測装置。
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JP2002181532A JP3712697B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-06-21 | スラグ温度計測装置 |
Applications Claiming Priority (3)
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JP2002-25988 | 2002-02-01 | ||
JP2002025988 | 2002-02-01 | ||
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Publications (2)
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JP2003294532A true JP2003294532A (ja) | 2003-10-15 |
JP3712697B2 JP3712697B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=29253458
Family Applications (1)
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JP2002181532A Expired - Lifetime JP3712697B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-06-21 | スラグ温度計測装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2006343120A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Osaka Gas Co Ltd | 温度検出装置、赤外線検出装置及び温度検出方法 |
JP2007139593A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 廃棄物焼却炉の燃焼排ガスの温度測定方法 |
JP2007171112A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ溶融炉におけるスラグ温度計測方法及び装置 |
JP2008020384A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Osaka Gas Co Ltd | 放射温度測定装置 |
CN104897287A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-09 | 国网山东济南市历城区供电公司 | 室外变电站综合一体化测温装置 |
-
2002
- 2002-06-21 JP JP2002181532A patent/JP3712697B2/ja not_active Expired - Lifetime
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