JP2006118890A - Particle metering system, particle metering method, plant deterioration detecting system and plant deterioration detecting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the arrangement position of a sensor capable of ensuring a time sufficient to perform the accurate calibration of a particle sensor without lessening the concentration increasing effect of particles captured by a particle capturing means and to obtain an output value not relying on a flow velocity. <P>SOLUTION: A first particle capturing means 11 is provided in the vicinity of or in piping 15 through which a fluid flows, and the particle sensor 12 and a second particle capturing means 28 are arranged in the vicinity of or in the piping 15 on the downstream side of a flow direction 16. The particles 17 present in the fluid is captured for a predetermined time by the first particle capturing means 11 and released to start the capturing of the particles 17 due to the second particle capturing means 28. Thereafter, the calibration of the particle sensor 12 is performed and the number of the particles 17 reaching an observation region 18 is metered by the particle sensor 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、流体(気体または液体)内に存在する粒子の数量を計量する技術に関する。特に、流体内の粒子濃度が極めて低い超低濃度状態の粒子計量に適用して好適なものである。また、これら粒子計量技術を応用してプラント等における配管や反応槽の劣化状態をモニタするモニタリング技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring the number of particles present in a fluid (gas or liquid). In particular, it is suitable for application to particle measurement in an ultra-low concentration state where the particle concentration in the fluid is extremely low. The present invention also relates to a monitoring technique for monitoring the deterioration state of piping and reaction tanks in a plant or the like by applying these particle measuring techniques.

液体内の粒子量を計量したい要請は多岐に渡る。たとえば、内燃機関におけるエンジンオイル内にはピストンとピストンリングとの摩擦によって発生する金属粉が混入する。この金属粉の量はエンジンの劣化状態を示す指標として利用できるし、また、エンジンオイルの交換時期を示す指標にもなる。このようなエンジンオイル内の金属粉量を計測できれば、エンジンの過度な劣化を防止し、適正なオイル交換時期を知ることができる。   There are various demands for measuring the amount of particles in a liquid. For example, metal powder generated by friction between a piston and a piston ring is mixed in engine oil in an internal combustion engine. The amount of the metal powder can be used as an index indicating the deterioration state of the engine, and can also serve as an index indicating the replacement time of the engine oil. If the amount of the metal powder in the engine oil can be measured, it is possible to prevent the engine from being excessively deteriorated and know the proper oil replacement time.

また、たとえば原子炉等のプラントにおいて、その劣化状態を知ることは極めて重要である。プラントにおける劣化モードは多数存在し、一概にその劣化度合いを論ずることはできないが、たとえば長期間の使用により配管の肉厚が減少するような劣化の場合には、削れた配管材料が冷却水等配管内を流れる流体内に混在しているはずであり、この流体内の研削物の量をモニタできればプラントの劣化状態を知ることができる。   For example, in a plant such as a nuclear reactor, it is extremely important to know the deterioration state. There are many degradation modes in the plant, and it is not possible to discuss the degree of degradation in general. For example, in the case of degradation in which the wall thickness of the piping decreases due to long-term use, the shaved piping material is cooled water, etc. It should be mixed in the fluid flowing in the pipe, and if the amount of ground material in the fluid can be monitored, the deterioration state of the plant can be known.

しかし、これら流体内の粒子量をモニタすることは容易ではない。これら流体内の粒子は、正常稼動状態においては理想的には存在しない異物であり、存在したとしても極めて微量なものだからである。また、内燃機関、プラント等に異常を来たした後に粒子(異物)を検知したとしてもその目的を達することはできないので、正常稼動状態における異物量がごく僅か増加したことを検知する必要がある。本来微量である異物のごく僅かな増加を検知する必要があることからその困難性は極めて高いことは容易に推察できるであろう。   However, it is not easy to monitor the amount of particles in these fluids. This is because the particles in these fluids are foreign substances that ideally do not exist in a normal operating state, and even if they exist, they are extremely minute. Further, even if particles (foreign matter) are detected after an abnormality has occurred in an internal combustion engine, plant, etc., the purpose cannot be achieved, so it is necessary to detect that the amount of foreign matter in a normal operating state has increased only slightly. . Since it is necessary to detect a very small increase in foreign matter, which is inherently a trace amount, it can be easily assumed that the difficulty is extremely high.

微量な異物検出の可否は、検出装置(センサ)の感度に依存する。微量検出の要請からセンサには高い感度が要求される。ところが、センサ感度を向上すると、一般的にセンサのドリフトが問題になり、また、ノイズ耐性が低下する問題がある。たとえば、特許文献1に記載のような、励磁電流によって電磁石化される検出用コイルヘッドと検出用コイルヘッドに励磁電流を供給する発振同調回路とを備え、検出用コイルヘッドをエンジンオイル中の金属粉を吸着するよう構成し、発振同調回路によって吸着金属粉の量に応じた検出用コイルヘッドのインダクタンス値を計測する方式のオイルチェックセンサにおいては、やはりセンサベースラインの変動(ドリフト)が問題となり、高精度な異物(粒子)濃度の検出は困難である。
特開2000−321248
Whether or not a small amount of foreign matter can be detected depends on the sensitivity of the detection device (sensor). Sensors are required to have high sensitivity due to the demand for trace detection. However, when the sensor sensitivity is improved, sensor drift generally becomes a problem, and noise immunity decreases. For example, as disclosed in Patent Document 1, a detection coil head that is electromagnetized by an excitation current and an oscillation tuning circuit that supplies the detection coil head with an excitation current are provided, and the detection coil head is made of metal in engine oil. In an oil check sensor that is configured to adsorb powder and measures the inductance value of the detection coil head according to the amount of adsorbed metal powder using an oscillation tuning circuit, fluctuation (drift) of the sensor baseline is also a problem. It is difficult to detect the foreign substance (particle) concentration with high accuracy.
JP 2000-32248 A

上記のような問題に鑑み、本発明者らのグループは、低濃度異物(金属粉)の検出が可能な異物検出システムの発明(以下「先行発明」という)を為し、本願と同一の出願人によって特願2004−41766号として特定される特許出願(以下「先行出願」という)をした。上記先行発明は、異物を一定時間捕捉してその領域における異物濃度を高め、その捕捉を解放した時点での異物濃度を計測することによって低濃度異物の検知を行おうとするものである。ここで先行発明では、異物捕捉手段とセンサとを位置的に分離し、異物捕捉手段によって異物を捕捉している段階ではセンサの観測領域には異物は存在しないようにする。よって、センサはその観測直前にキャリブレーションを行うことが可能になり、ベースラインの変動(ドリフト)の影響を取り除くことができる。このような先行発明により、本来低濃度な異物であっても異物捕捉手段によって濃度を高めることができ、かつ、測定直前のキャリブレーションによってベースライン変動の影響を取り除くことが可能となり、極めて低濃度な異物を高精度に測定することができるようになる。   In view of the above problems, the present inventors made an invention of a foreign matter detection system capable of detecting low-concentration foreign matter (metal powder) (hereinafter referred to as “prior invention”), and the same application as the present application. A patent application identified as Japanese Patent Application No. 2004-41766 (hereinafter referred to as “prior application”) has been filed. The above-described prior invention is intended to detect low-concentration foreign matter by capturing foreign matter for a certain period of time, increasing the concentration of foreign matter in that region, and measuring the foreign matter concentration at the time when the catching is released. Here, in the prior invention, the foreign matter capturing means and the sensor are separated in position so that no foreign matter is present in the observation region of the sensor when the foreign matter is captured by the foreign matter capturing means. Therefore, the sensor can be calibrated immediately before the observation, and the influence of the fluctuation (drift) of the baseline can be removed. Such a prior invention makes it possible to increase the concentration by the foreign matter capturing means even if the foreign matter is originally a low concentration, and it is possible to eliminate the influence of the baseline fluctuation by the calibration immediately before the measurement. It becomes possible to measure a foreign object with high accuracy.

ところが、先行発明には、さらなる改善の余地があることを本発明者らは認識した。すなわち、先行発明においては、センサで異物検出を行う前に異物捕捉手段によって異物濃度を高め、かつ、センサのキャリブレーションを行うが故に高精度な異物検出が可能になる。ここで注意を要するのは、センサのキャリブレーションは、異物捕捉手段による異物の解放が行われた後に実行する必要があることである。つまり、キャリブレーションと測定との間に異物の解放操作が介在すると、その解放操作に起因するノイズが発生し、センサ出力にノイズの影響が混入してしまうためである。従って、異物解放の後にキャリブレーションを実行しようとすると、キャリブレーションの時点ではセンサの観測領域に異物があってはいけないあるいは極めて少ない必要があることから、異物捕捉手段をセンサ観測領域から十分離れた位置に配置する必要がある。   However, the present inventors have recognized that there is room for further improvement in the prior invention. That is, in the prior invention, the foreign matter concentration is increased by the foreign matter catching means and the sensor is calibrated before the foreign matter is detected by the sensor, so that the foreign matter can be detected with high accuracy. It should be noted here that the sensor calibration needs to be executed after the foreign matter is released by the foreign matter capturing means. That is, if a foreign matter release operation is interposed between calibration and measurement, noise due to the release operation is generated, and the influence of the noise is mixed into the sensor output. Therefore, if calibration is to be performed after the release of foreign matter, the foreign matter capture means must be sufficiently separated from the sensor observation region because at the time of calibration there should be no foreign matter or very little foreign matter in the sensor observation region. Must be placed in position.

しかしながら、異物捕捉手段をセンサの観測領域からキャリブレーションに必要な時間を確保するに十分な距離だけ離して設置すると、折角集めた異物がセンサ観測領域に移動するまでの間に拡散してしまい、濃度を高めた効果が減殺されてしまう。つまり、異物濃度を高めた効果を得ようとすれば、センサ観測領域を異物捕捉領域にできる限り近づける必要があるが、そうするとキャリブレーションの確度が低下してしまう(ある程度の異物が観測領域に到達してしまう)。すなわち、異物の高濃度化とキャリブレーションの確度とはトレードオフの関係にある問題がある。   However, if the foreign matter capturing means is set apart from the sensor observation area by a sufficient distance to secure the time required for calibration, the collected foreign matter will diffuse until it moves to the sensor observation area, The effect of increasing the concentration will be diminished. In other words, in order to obtain the effect of increasing the concentration of foreign matter, it is necessary to make the sensor observation area as close as possible to the foreign matter capture region, but this will reduce the accuracy of calibration (some foreign matter reaches the observation region). Resulting in). That is, there is a problem in that there is a trade-off between increasing the concentration of foreign matter and the accuracy of calibration.

上記のような問題があっても、先行出願に係る先行発明がキャリブレーションの確度の範囲内で粒子計量に供することが可能なことはもとよりである。しかし、先行発明の構成では、捕捉により濃縮した粒子の計量は、観測領域に到達した段階での粒子濃度を反映して測定することになるから、測定値は、捕捉粒子の解放から観測領域に到達するまでの間に拡散した度合いを大きく反映することになる。つまり、拡散の度合いは、粒子解放から観測領域に到達するまでの時間に依存し、観測領域に粒子(群)が到達するまでの時間は粒子が存在する流体の流速に依存する。つまり、先行発明では、粒子が存在する流体の流速が変化すると出力値が大きく変動する問題がある。   Of course, even if there is a problem as described above, the prior invention according to the prior application can be used for particle measurement within the accuracy of the calibration. However, in the configuration of the prior invention, the measurement of the particles concentrated by capture reflects the particle concentration when it reaches the observation region, so the measured value is released from the release of the captured particles to the observation region. It greatly reflects the degree of diffusion until it reaches. That is, the degree of diffusion depends on the time from the particle release to the observation region, and the time until the particle (group) reaches the observation region depends on the flow velocity of the fluid in which the particles exist. That is, in the prior invention, there is a problem that the output value greatly fluctuates when the flow velocity of the fluid in which particles are present changes.

本発明の目的は、異物捕捉手段で捕捉した異物の高濃度化の効果を減殺することなく、正確なキャリブレーションを行うに十分な時間を確保できるセンサ配置位置を実現できる先行発明類似の粒子計量手法を提供することにある。また、粒子が存在する流体の流速に依存しない出力値を得ることができる先行発明類似の粒子計量手法を提供することにある。本発明の他の目的は、先行発明では、異物として磁性体を前提としていたところ、これをあらゆる材料からなる粒子に適用可能とする技術を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、本明細書で提示する粒子計量についての技術をプラント等の劣化検知に適用し、極めて早い段階で劣化を高精度に検知できるシステムおよび方法を提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a particle measurement similar to that of the previous invention that can realize a sensor arrangement position capable of securing sufficient time for accurate calibration without diminishing the effect of increasing the concentration of foreign matter captured by the foreign matter capturing means. To provide a method. It is another object of the present invention to provide a particle metering technique similar to the prior invention that can obtain an output value that does not depend on the flow velocity of a fluid in which particles exist. Another object of the present invention is to provide a technology that makes it possible to apply this to particles made of any material, assuming that a magnetic substance is assumed as a foreign substance in the prior invention. Still another object of the present invention is to provide a system and method capable of detecting deterioration at a very early stage with high accuracy by applying the particle metering technique presented in this specification to deterioration detection of a plant or the like. .

本明細書で開示する発明は、以下の通りである。すなわち、本発明の粒子計量システムは、所定方向への流れを有する液体または気体内に存在する粒子の数または量を非接触で測定する粒子計量システムであって、前記流れに抗して前記粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置に配置され、その観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、を有する。このような粒子計量システムによれば、第1の粒子捕捉手段で粒子濃度を高め、流れの下流に位置する粒子センサによって粒子の数量を計量できる。言葉を変えて言えば、第1の粒子捕捉手段によって粒子濃度を高めることは、一定時間の粒子の捕捉によって実現できるのであるから、測定にかかる時間を長くして測定の感度を高めていることに相当する。つまり、本発明が基礎とする測定手法は、時間の次元を粒子数(粒子密度)の次元に変換する次元変換の概念を利用し、いわば時間積分によって測定感度を向上するようにしているといえる。従って、本発明によれば、極めて濃度の低い粒子の濃度測定を正確に行うことが可能になる。   The invention disclosed in this specification is as follows. That is, the particle metering system of the present invention is a particle metering system that measures the number or amount of particles present in a liquid or gas having a flow in a predetermined direction in a non-contact manner, and resists the particles against the flow. A first particle capturing means for capturing the particles for a certain period of time and releasing the capturing of the particles at a predetermined timing; and a position downstream of the flow from the position where the first particle capturing means is disposed; And a particle sensor that obtains an output value corresponding to the number or amount of the particles in the observation region. According to such a particle measuring system, the particle concentration can be increased by the first particle capturing means, and the number of particles can be measured by the particle sensor located downstream of the flow. In other words, increasing the particle concentration by the first particle capturing means can be realized by capturing particles for a certain period of time, so that the measurement time is increased and the sensitivity of the measurement is increased. It corresponds to. In other words, it can be said that the measurement technique based on the present invention uses the concept of dimensional transformation that transforms the dimension of time into the dimension of the number of particles (particle density). . Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately measure the concentration of particles having a very low concentration.

なお、ここで、前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段をさらに有することができる。第2の粒子捕捉手段を備えることにより、第1の粒子捕捉手段で高濃度化した粒子が粒子センサの観測領域に到達するまでの間に拡散しても再度観測領域において粒子の濃度を高めることができる。この結果、粒子センサを第1の粒子捕捉手段から十分に離して配置することが可能になり、粒子センサのキャリブレーションを安定かつ正確に行うことができる。つまり、本願発明を別の観点から捉えると、前記第1の粒子捕捉手段が前記粒子を解放した後に、解放された前記粒子が前記観測領域に到達するまでの時間が、前記粒子センサをキャリブレーションするに必要な時間以上であるよう前記粒子センサを前記第1の粒子捕捉手段から離して配置する粒子計量システムとすることができる。なお、本明細書において「キャリブレーション」は、センサ出力が0である(センサの観測領域に粒子が存在しない)と推定できるときの出力を「0」として出力補正(ゼロ点校正)を行うことを意味する。ゼロ点校正の方法には各種の手法が存在し、たとえば、キャリブレーション実行時のセンサ出力が「0」になるよう出力回路にバイアスを付加する方法や、キャリブレーション実行時のセンサ出力を記録しておき、後の測定時におけるセンサ出力に先に記録したキャリブレーション時の出力値を補正値として付加する方法を採用できる。粒子センサのキャリブレーションや出力測定に際して、適当な積分回路(ローパスフィルタ)を介した測定や、複数サンプルの取得および演算による平均値の採用により、高い周波数のノイズを除去し、測定値の精度を高めるようにすることができるのは言うまでもない。   Here, the particle sensor may further include second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region. By providing the second particle trapping means, the concentration of the particles in the observation region is increased again even if the particles having a high concentration by the first particle trapping means diffuse before reaching the observation region of the particle sensor. Can do. As a result, it becomes possible to dispose the particle sensor sufficiently away from the first particle capturing means, and the calibration of the particle sensor can be performed stably and accurately. That is, when the present invention is viewed from another viewpoint, the time until the released particles reach the observation region after the first particle capturing unit releases the particles is calibrated. It is possible to provide a particle metering system in which the particle sensor is arranged away from the first particle capturing means so as to be more than the time required for the above. In this specification, “calibration” means that output correction (zero point calibration) is performed with an output when the sensor output can be estimated to be 0 (no particles are present in the observation region of the sensor) as “0”. Means. There are various zero point calibration methods. For example, a bias is applied to the output circuit so that the sensor output at the time of calibration is “0”, or the sensor output at the time of calibration is recorded. In addition, a method of adding the output value at the time of calibration previously recorded as a correction value to the sensor output at the time of subsequent measurement can be adopted. In the calibration and output measurement of particle sensors, measurement through an appropriate integration circuit (low-pass filter) and the acquisition of multiple samples and the use of an average value to eliminate high-frequency noise and increase the accuracy of the measurement value Needless to say, it can be increased.

上記発明において、粒子の捕捉手段としては、以下のようなものを適用できる。すなわち、粒子に磁性体を含む場合には、永久磁石、電磁石等の磁力を利用できる。あるいは、粒子が誘電体、導電体あるいは半導体であって、それが存在する流体が絶縁体である場合には、適当な電荷付与手段を設けて粒子に電荷を付与し、静電力を利用できる。あるいは、流れを構成する物質(流体)を透過し粒子の透過を阻害する濾過手段を捕捉手段として利用できる。この場合、捕捉した粒子の解放は、濾過手段の流れに対する方向を反転することにより行うことができる。あるいは、粒子がガス等の気体である場合には、粒子を選択的に吸着する吸着材を捕捉手段として利用でき、捕捉した粒子の解放は吸着材を加熱することにより行うことができる。   In the above invention, the following can be applied as the particle capturing means. That is, when the particles include a magnetic material, a magnetic force such as a permanent magnet or an electromagnet can be used. Alternatively, when the particle is a dielectric, a conductor, or a semiconductor, and the fluid in which the particle is present is an insulator, an appropriate charge imparting means is provided to impart a charge to the particle and the electrostatic force can be used. Alternatively, a filtering means that permeates a substance (fluid) constituting the flow and inhibits the permeation of particles can be used as the capturing means. In this case, the trapped particles can be released by reversing the direction of the filtering means relative to the flow. Alternatively, when the particle is a gas such as a gas, an adsorbent that selectively adsorbs the particle can be used as the capturing means, and the captured particle can be released by heating the adsorbent.

また、上記発明において、粒子センサとしては、以下のようなものが適用できる。すなわち、粒子が導電体または半導体の場合には、粒子センサに誘導素子を適用し、誘導素子または励磁用誘導素子によって発生させた外部交流磁界による導電体または半導体内部の渦電流に起因する前記誘導素子のインダクタンス変化によって、粒子の数または量を計測できる。あるいは、粒子が磁性体である場合には、粒子センサに磁界を発生する磁界発生手段を備え、センサとしてホール素子を適用し、ホール素子が検知する磁界の変動によって、粒子の数または量を計測できる。あるいは、粒子が誘電体である場合には、粒子センサとして容量素子を適用し、容量素子のキャパシタンスの変化によって、粒子の数または量を計測できる。あるいは、粒子センサにレーザー光発生手段および散乱光測定手段を備え、レーザー光が粒子によって散乱された散乱光の強度によって、粒子の数または量を計測することができる。あるいは、粒子がガス状分子である場合、粒子センサとしてガス状分子の数または濃度を計測するガスセンサを適用できる。   In the above invention, the following can be applied as the particle sensor. That is, when the particle is a conductor or a semiconductor, an induction element is applied to the particle sensor, and the induction caused by the eddy current in the conductor or the semiconductor due to the external AC magnetic field generated by the induction element or the excitation induction element. The number or amount of particles can be measured by changing the inductance of the element. Alternatively, when the particle is a magnetic substance, the particle sensor is provided with a magnetic field generating means for generating a magnetic field, a Hall element is applied as the sensor, and the number or amount of particles is measured by fluctuation of the magnetic field detected by the Hall element. it can. Alternatively, when the particle is a dielectric, a capacitive element is applied as the particle sensor, and the number or amount of particles can be measured by changing the capacitance of the capacitive element. Alternatively, the particle sensor can be provided with laser light generation means and scattered light measurement means, and the number or amount of particles can be measured based on the intensity of scattered light obtained by scattering the laser light by the particles. Alternatively, when the particles are gaseous molecules, a gas sensor that measures the number or concentration of the gaseous molecules can be applied as the particle sensor.

以上のとおり、本願発明の粒子計量システムにおいては、各種の粒子捕捉手段および粒子センサを適用することが可能である。しかし、これら捕捉手段およびセンサは、粒子の種類や、流体の容器・配管の材料によってその有効性や適用の可否が相違する。たとえば、常磁性体材料の粒子や磁性体材料の容器・配管には磁気的作用を利用した粒子捕捉手段は適用できないし、導電体材料の容器・配管には静電的作用を利用した粒子捕捉手段は適用できない。また、絶縁体材料の粒子には渦電流を利用した誘導素子によるセンサは適用できない。その他、粒子の捕捉やセンシングの基礎とする物理現象によってそれら捕捉やセンシングが特定の粒子あるいは容器・配管材料で使用できたりできなかったりすることは当業者に容易に理解できるであろう。しかしながら、上記した粒子捕捉手段および粒子センサが、その基礎とする物理現象に即して、特定の粒子材料および容器・配管材料において使用できる限り、これら捕捉手段およびセンサを任意に組合せ、本願の粒子計量システムに適用可能なことは言うまでもない。上記した粒子捕捉手段あるいは粒子センサは単独で用いることも可能であるし、複数の粒子捕捉手段あるいは複数の粒子センサとして組み合わせて適用することも可能である。なお、磁気的、静電的、光学的な捕捉・センシング手法を適用する場合には、粒子および粒子が存在する流体に非接触で粒子の計量が行える。   As described above, various particle capturing means and particle sensors can be applied to the particle weighing system of the present invention. However, the effectiveness and applicability of these capture means and sensors differ depending on the type of particles and the material of the fluid container / pipe. For example, particle capture means using magnetic action cannot be applied to paramagnetic material particles or magnetic material containers / pipes, and electrostatic capture is applied to conductive material containers / pipes. Means are not applicable. In addition, a sensor using an inductive element utilizing eddy current cannot be applied to the particles of the insulator material. In addition, it will be easily understood by those skilled in the art that due to the physical phenomenon underlying particle capture and sensing, the capture and sensing may or may not be used with specific particles or container / pipe materials. However, as long as the above-described particle capturing means and particle sensor can be used in a specific particle material and a container / pipe material in accordance with the underlying physical phenomenon, any combination of these capturing means and sensor may be used. Needless to say, it is applicable to a weighing system. The particle capturing means or particle sensor described above can be used alone or in combination as a plurality of particle capturing means or a plurality of particle sensors. In addition, when applying a magnetic, electrostatic, or optical capture / sensing technique, particles can be measured without contact with the fluid in which the particles are present.

上記した粒子計量システムにおいては、以下のような粒子計量方法を適用できる。すなわち、本願の他の発明である粒子計量方法は、所定方向への流れを有する液体または気体内に存在する粒子の数または量を測定し、前記流れに抗して前記粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置に配置されその観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、を有する粒子計量システムを用いた粒子計量方法であって、前記第1の粒子捕捉手段により、所定の捕捉時間の間前記粒子を捕捉するステップと、捕捉された前記粒子を解放するステップと、前記粒子の解放の後に、前記粒子センサのキャリブレーションを実行するステップと、前記粒子センサによる測定を開始するステップと、を有する。このような粒子計量方法によれば、粒子を所定の捕捉時間だけ捕捉するため、粒子濃度を高めることが可能になり、粒子の解放後に粒子センサのキャリブレーションを行って粒子の計量を開始するので、粒子解放に伴うノイズの発生を避けると共にセンサのベースライン変動の影響を排除することができる。本発明の構成においては、前記した時間の次元を粒子数(粒子密度)の次元に変換する次元変換の概念が端的に現れる。すなわち時間次元における測定時間(捕捉時間)を長くすることによって観測粒子数(粒子密度という空間的距離の次元)を高め、粒子計量システム全体の感度向上を図るという効果に繋げている。   In the above-described particle measurement system, the following particle measurement method can be applied. That is, the particle metering method, which is another invention of the present application, measures the number or amount of particles present in a liquid or gas having a flow in a predetermined direction, and captures the particles against the flow for a certain period of time. And a first particle capturing means for releasing the capture of the particles at a predetermined timing, and the particles located in the observation region disposed at a position downstream of the flow from a position where the first particle capturing means is disposed. A particle metering method using a particle metering system having an output value according to the number or amount of the particles, wherein the particles are captured by the first particle capturing means for a predetermined capturing time. Starting the step of releasing the trapped particles, performing the calibration of the particle sensor after the release of the particles, and starting the measurement by the particle sensor Has a step, a. According to such a particle metering method, particles are captured for a predetermined capture time, so that it is possible to increase the particle concentration, and the particle sensor is calibrated after the particles are released and the metering of the particles is started. In addition, the generation of noise associated with particle release can be avoided and the influence of sensor baseline fluctuations can be eliminated. In the configuration of the present invention, the concept of dimension conversion that converts the dimension of time described above into the dimension of the number of particles (particle density) appears briefly. That is, by increasing the measurement time (capture time) in the time dimension, the number of observed particles (the dimension of the spatial distance called particle density) is increased, leading to the effect of improving the sensitivity of the entire particle measurement system.

ここで、前記粒子計量システムには、前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段を含み、前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉中または捕捉された前記粒子の解放後であって前記粒子センサのキャリブレーション前に、前記第2の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉を開始するステップを有することができる。このような第2の粒子捕捉手段によって粒子センサの観測領域に粒子を捕捉するようにするため、第1の粒子捕捉手段で濃縮した粒子がその解放によって拡散を開始したとしても、粒子センサの観測領域で再度濃縮されるため、粒子センサの出力を高めることができる。本発明では、第2の粒子捕捉手段の捕捉の開始を粒子センサのキャリブレーション前に行うため、第2の粒子捕捉手段の捕捉操作に伴うノイズの影響を受けることがない。   Here, the particle metering system includes second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region of the particle sensor, and the particles are being captured or captured by the first particle capturing unit. After the release of the particles, and before the calibration of the particle sensor, may start capturing the particles by the second particle capturing means. In order to capture the particles in the observation region of the particle sensor by the second particle capturing means, the particle sensor is observed even if the particles concentrated by the first particle capturing means start to diffuse. Since it is concentrated again in the region, the output of the particle sensor can be increased. In the present invention, since the capture of the second particle capturing means is started before the calibration of the particle sensor, it is not affected by noise accompanying the capturing operation of the second particle capturing means.

上記粒子捕捉方法において、前記粒子センサの出力値が所定の閾値以上である場合には、前記出力値または前記出力値から計算された値を表示するステップと、前記粒子センサの出力値が前記所定の閾値未満である場合には、前記捕捉時間をより長く変更し、前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉からの一連の前記ステップを繰り返すステップと、を有することができる。このような構成を有することにより、粒子計量システムの感度が不足する場合には、時間次元における捕捉時間を長くして粒子計量システムの感度を高めることができる。なお、前記捕捉時間が所定の閾値以上である場合、前記粒子を検出できないと判断することができる。現実的な測定時間内に測定できない場合は本粒子計量システムの測定限界を超えたと判断するものである。   In the particle capturing method, when the output value of the particle sensor is equal to or greater than a predetermined threshold value, the step of displaying the output value or a value calculated from the output value; and the output value of the particle sensor is the predetermined value. The capture time is changed longer and the series of steps from capturing the particles by the first particle capturing means is repeated. By having such a configuration, if the sensitivity of the particle metering system is insufficient, it is possible to increase the sensitivity of the particle metering system by increasing the capture time in the time dimension. In addition, when the capture time is equal to or greater than a predetermined threshold, it can be determined that the particles cannot be detected. If the measurement cannot be performed within a realistic measurement time, it is determined that the measurement limit of the particle weighing system has been exceeded.

上記した粒子計量システムおよび粒子計量方法は、これをプラントの劣化検知に適用することができる。プラントを構成する配管あるいは反応槽では、その内部にたとえば反応液あるいは冷却液が循環している。これら反応液や冷却液によって配管や反応槽の内壁が削られ劣化する場合があることは一般に知られている。このような循環液によって研削された研削滓は、これを積極的に取り除かない限り、循環液内に拡散され、循環液とともに配管内を循環することになる。本願のプラント劣化検知システムおよび方法は、このように配管内を循環している研削滓を粒子と捉え、研削滓(粒子)の数量の上昇がプラントの劣化度合いを反映しているとの認識を基礎として、上記した粒子計量システムおよび粒子計量方法を適用し、プラントの劣化検知に応用しようとするものである。   The particle metering system and the particle metering method described above can be applied to plant deterioration detection. In the piping or reaction tank constituting the plant, for example, a reaction liquid or a cooling liquid circulates in the inside. It is generally known that these reaction liquids and cooling liquids may cause the piping and the inner walls of the reaction tank to be scraped and deteriorated. The grinding rod ground with such a circulating fluid is diffused into the circulating fluid and circulates in the piping together with the circulating fluid unless it is positively removed. The plant deterioration detection system and method of the present application recognizes that the grinding rod circulating in the pipe is regarded as particles, and that the increase in the number of grinding rods (particles) reflects the deterioration degree of the plant. As a basis, the particle metering system and particle metering method described above are applied and applied to the detection of plant deterioration.

その具体的な構成は、以下の通りである。すなわち、本願発明のプラント劣化検知システムは、その内部に流体が流れる配管を有するプラントにおける前記配管または前記プラントの反応槽の劣化を検知するプラント劣化検知システムであって、前記配管の外部に配置され、前記流体の流れに抗して前記配管または前記プラントの反応槽を構成する材料または前記材料の化合物からなる粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置であって前記配管の外部に配置される、その観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、を有する。なお、前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段をさらに有することができる。   The specific configuration is as follows. That is, the plant deterioration detection system of the present invention is a plant deterioration detection system that detects deterioration of the pipe or a reaction tank of the plant in a plant having a pipe through which a fluid flows, and is disposed outside the pipe. First particles for capturing the particles constituting the pipe or the plant reaction vessel or the compound of the material against the fluid flow for a certain period of time and releasing the particles at a predetermined timing According to the number or amount of the particles in the observation region, which is arranged at a position downstream of the flow and outside the pipe with respect to the position where the first particle capturing means is disposed. A particle sensor for obtaining an output value. The particle sensor may further include second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region.

上記プラント劣化検知システムで適用できる粒子捕捉手段および粒子センサは、上記した粒子計量システムの場合と同様である。また、プラント劣化検知システムに適用できるプラント劣化検知方法についても、上記した粒子計量方法と同様である。ただし、プラント劣化検知方法においては、粒子濃度が所定の閾値以上であるか否かを判断すれば足りる。   The particle capturing means and the particle sensor that can be applied in the plant deterioration detection system are the same as those in the above-described particle weighing system. Further, the plant deterioration detection method applicable to the plant deterioration detection system is the same as the above-described particle measurement method. However, in the plant deterioration detection method, it is sufficient to determine whether the particle concentration is equal to or higher than a predetermined threshold value.

本願発明で利用する粒子検知手法は極めて低い濃度の粒子を正確に検知することが可能であるため、早い段階でのプラントの劣化を検知することが可能となる。しかも、粒子捕捉手段および粒子センサを適切に選択すれば、粒子検出を非接触で行うことが可能になるため、既に設置されているプラントに、大幅な改造を加えることなくこれを適用できる。また、プラントの設計においても大きな負担を強いることなく、本発明の劣化検知手法を適用することができる。   Since the particle detection method used in the present invention can accurately detect particles having a very low concentration, it is possible to detect deterioration of the plant at an early stage. In addition, if the particle capturing means and the particle sensor are appropriately selected, particle detection can be performed in a non-contact manner, and this can be applied to a plant that has already been installed without significant modification. In addition, the degradation detection method of the present invention can be applied without imposing a heavy burden in plant design.

本願発明によれば、粒子捕捉手段で捕捉した粒子の高濃度化の効果を減殺することなく、粒子センサの正確なキャリブレーションを行うに十分な時間を確保できるセンサ配置位置を実現できる。また、流速に依存しない出力値を得ることが可能になる。また、あらゆる材料からなる粒子に適用可能な粒子計量手法を提供できる。さらに、極めて早い段階でプラントの劣化を高精度に検知できるプラント劣化検知システムおよび方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to realize a sensor arrangement position that can secure a sufficient time for performing accurate calibration of a particle sensor without diminishing the effect of increasing the concentration of particles captured by the particle capturing means. In addition, an output value that does not depend on the flow velocity can be obtained. Further, it is possible to provide a particle weighing method applicable to particles made of any material. Furthermore, it is possible to provide a plant deterioration detection system and method that can detect plant deterioration with high accuracy at an extremely early stage.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の一実施の形態である粒子計量システムについて2例の基本構成を例示し、さらにその2例の基本構成における各構成要素に適用可能な具体的要素を例示する。その後、各具体的要素の基本構成への適用可能性について説明し、ある具体的な構成における粒子計量システムの実際の動作結果について説明する。最後に本粒子計量システムのプラント劣化検知システムへの応用について説明し、各種変更例に言及する。なお、以下説明する図面において、同一の機能を有する部材については同一の符号を使用し、重複した説明は省略するものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, two basic configurations of the particle metering system according to the embodiment of the present invention are illustrated, and specific elements applicable to each component in the two basic configurations are illustrated. Thereafter, the applicability of each specific element to the basic configuration will be described, and the actual operation result of the particle metering system in a specific configuration will be described. Finally, the application of this particle measurement system to a plant deterioration detection system will be described, and various modifications will be mentioned. In the drawings described below, members having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

1.粒子計量システムの基本構成
1.1 第1構成例
図1は、本発明の一実施の形態である粒子計量システムについてその基本的構成の一例である第1構成例を示したブロック図である。本第1構成例は、粒子計量システムに粒子捕捉手段を1つ設ける例である。本第1構成例の粒子計量システム10は、第1粒子捕捉手段11、粒子センサ12、制御手段13および表示装置14を有する。
1. 1. Basic Configuration of Particle Metering System 1.1 First Configuration Example FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example which is an example of the basic configuration of a particle metering system according to an embodiment of the present invention. The first configuration example is an example in which one particle capturing unit is provided in the particle metering system. The particle measurement system 10 of the first configuration example includes a first particle capturing unit 11, a particle sensor 12, a control unit 13, and a display device 14.

第1粒子捕捉手段11は、配管15の近傍または内部に配置され、制御手段13の制御によって、配管15内を矢印16の方向に流れる流体内に存在する粒子17を捕捉する機能を持つ。また、捕捉した粒子17を制御手段13の制御によって解放する機能を有する。これら機能を実現する手法としては各種の手法がある。たとえば、粒子17が磁性体である場合には外部磁場を粒子17に及ぼして磁気的作用により粒子17を捕捉できる。あるいは、粒子17に電荷を付与できる場合には、クーロン力を利用して静電吸着することができる。あるいは、機械的、物理的作用により粒子17を捕捉あるいは吸着することができる。第1粒子捕捉手段11の具体的な構成については後に説明する。なお、図1では、第1粒子捕捉手段11は、配管15の外側に配置されているように図示してあるが、第1粒子捕捉手段11の具体的構成によっては配管15の内部にその一部または全部が配置される場合もある。   The first particle capturing unit 11 is disposed in the vicinity of or inside the pipe 15, and has a function of capturing particles 17 existing in the fluid flowing in the direction of the arrow 16 in the pipe 15 under the control of the control unit 13. Further, it has a function of releasing the captured particles 17 under the control of the control means 13. There are various methods for realizing these functions. For example, when the particle 17 is a magnetic material, an external magnetic field can be applied to the particle 17 to capture the particle 17 by a magnetic action. Alternatively, when the particles 17 can be charged, electrostatic adsorption can be performed using Coulomb force. Alternatively, the particles 17 can be captured or adsorbed by a mechanical or physical action. A specific configuration of the first particle capturing unit 11 will be described later. In FIG. 1, the first particle capturing unit 11 is illustrated as being disposed outside the pipe 15, but depending on the specific configuration of the first particle capturing unit 11, the first particle capturing unit 11 may be disposed inside the pipe 15. Some or all of them may be arranged.

粒子センサ12は、配管15の近傍または内部に配置され、観測領域18内にある粒子17の数量を検知する機能を有する。また、粒子センサ12は、制御手段13によって制御され、制御手段13からの制御によりキャリブレーションおよび粒子検知を実行する。粒子17の検知手法としては各種の手法がある。たとえば、粒子17が導電体あるいは半導体である場合、外部交流磁場の作用によって粒子17内に渦電流を発生させ、この渦電流に起因する検知コイルのインダクタンスの変化を計測して粒子17を検知できる。あるいは、粒子17が高透磁率材料である場合、外部磁場の変動を計測して粒子17を検知できる。あるいは、粒子17が高誘電率材料である場合、検知コンデンサのキャパシタンス変化を計測して粒子17を検知できる。あるいは粒子17が光を反射または吸収する材料である場合には、散乱光あるいは透過光を計測して粒子17を検知できる。あるいは、粒子17がガスである場合には、ガス吸着によって抵抗率等が変化する物理現象を利用したガスセンサを用いて粒子17を検知できる。粒子センサ12の具体的な構成については後に説明する。なお、図1では、粒子センサ12は、配管15の外側に配置されているように図示してあるが、粒子センサ12の具体的構成によっては配管15の内部にその一部または全部が配置される場合もある。   The particle sensor 12 is disposed in the vicinity of or inside the pipe 15 and has a function of detecting the number of particles 17 in the observation region 18. The particle sensor 12 is controlled by the control unit 13 and executes calibration and particle detection under the control of the control unit 13. There are various methods for detecting the particles 17. For example, when the particle 17 is a conductor or a semiconductor, the particle 17 can be detected by generating an eddy current in the particle 17 by the action of an external AC magnetic field and measuring a change in inductance of the detection coil caused by the eddy current. . Or when the particle | grains 17 are high permeability materials, the fluctuation | variation of an external magnetic field can be measured and the particle | grains 17 can be detected. Alternatively, when the particle 17 is a high dielectric constant material, the particle 17 can be detected by measuring the capacitance change of the detection capacitor. Alternatively, when the particle 17 is a material that reflects or absorbs light, the particle 17 can be detected by measuring scattered light or transmitted light. Alternatively, when the particle 17 is a gas, the particle 17 can be detected using a gas sensor using a physical phenomenon in which the resistivity or the like changes due to gas adsorption. A specific configuration of the particle sensor 12 will be described later. In FIG. 1, the particle sensor 12 is illustrated as being disposed outside the pipe 15, but a part or all of the particle sensor 12 is disposed inside the pipe 15 depending on the specific configuration of the particle sensor 12. There is also a case.

制御手段13は、第1粒子捕捉手段11、粒子センサ12および表示装置14を制御する。制御手段13の具体的な機能および構成は、第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12や表示装置14の具体的構成によって相違するものの、基本的には、第1粒子捕捉手段11に制御信号を発生し、粒子センサ12から出力信号を受け、受信した出力信号をそのままあるいは濃度換算のための必要な演算を実行した後に表示装置14に送信する。また、制御手段13は必要なタイミングで粒子センサ12のキャリブレーションを実行する。さらに制御手段13は、必要に応じて第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12に電源を供給する。従って、制御手段13には、第1粒子捕捉手段11への制御信号を生成する信号生成部、粒子センサ12からの出力信号を受信するセンサ信号受信部、表示装置14への信号を生成する表示信号生成部、これらを制御する制御論理部、必要に応じて、濃度計算等の演算を行う演算部、電源を供給する電源供給制御部を有する。制御手段13の具体例としては、後に説明する計量シーケンスを実行できる電子回路ないし論理回路、コンピュータのようなプログラム演算機能を有する情報処理装置を例示できる。   The control means 13 controls the first particle capturing means 11, the particle sensor 12 and the display device 14. Although the specific function and configuration of the control unit 13 differ depending on the specific configuration of the first particle capturing unit 11, the particle sensor 12, and the display device 14, basically, a control signal is sent to the first particle capturing unit 11. The generated output signal is received from the particle sensor 12, and the received output signal is transmitted to the display device 14 as it is or after a necessary calculation for concentration conversion is executed. Further, the control means 13 executes calibration of the particle sensor 12 at a necessary timing. Further, the control means 13 supplies power to the first particle capturing means 11 and the particle sensor 12 as necessary. Therefore, the control unit 13 includes a signal generation unit that generates a control signal to the first particle capturing unit 11, a sensor signal reception unit that receives an output signal from the particle sensor 12, and a display that generates a signal to the display device 14. It has a signal generation unit, a control logic unit that controls these, a calculation unit that performs calculations such as concentration calculation, and a power supply control unit that supplies power as necessary. Specific examples of the control means 13 include an information processing device having a program operation function such as an electronic circuit or a logic circuit that can execute a weighing sequence described later, and a computer.

表示装置14は、制御手段13からの表示信号を受けて計量結果を表示出力する手段である。具体的には、CRTモニタ、液晶表示装置等の画像表示装置を例示できる。ただし、計量結果を表示できる限り、画像、文字等による表示には限られない。たとえば、音声によって計量結果を読み上げることが可能であるし、また、計量結果がある閾値を越えたことをビープ音によって報知することも可能である。   The display device 14 is a means for receiving a display signal from the control means 13 and displaying the measurement result. Specifically, image display devices such as a CRT monitor and a liquid crystal display device can be exemplified. However, as long as the measurement result can be displayed, the display is not limited to images, characters, and the like. For example, the measurement result can be read out by voice, and it can be notified by a beep sound that the measurement result exceeds a certain threshold value.

配管15は本粒子計量システム自体を構成するものではないが、その材料物性によっては、前記した第1粒子捕捉手段11または粒子センサ12が依拠する物理現象を効果的に発生させることができない場合がある。そのため、配管15の材料選択は、本粒子計量システムを意図したとおりに動作させる必要上重要である。ただし、第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12の具体的構成を適切に選択することにより、本粒子計量システム10は、あらゆる材料の配管15に適用可能である。何れの配管材料が第1粒子捕捉手段11あるいは粒子センサ12のどのような具体的構成において有効あるいは無効であるかは後に説明する。配管15の計測に及ぼす物性的側面を除けば、その材料や形状は特に限定されない。たとえばステンレス配管、鉄(鋼)配管、塩化ビニルその他各種のプラスチック配管等を例示できる。   Although the pipe 15 does not constitute the present particle measurement system itself, depending on the material properties, the physical phenomenon on which the first particle capturing unit 11 or the particle sensor 12 depends may not be generated effectively. is there. Therefore, the material selection of the piping 15 is important for the necessity of operating the present particle metering system as intended. However, the particle metering system 10 can be applied to the pipe 15 of any material by appropriately selecting the specific configurations of the first particle capturing unit 11 and the particle sensor 12. Which piping material is effective or ineffective in which specific configuration of the first particle capturing means 11 or the particle sensor 12 will be described later. The material and shape of the pipe 15 are not particularly limited as long as the physical aspects that affect the measurement of the pipe 15 are excluded. For example, stainless steel piping, iron (steel) piping, vinyl chloride and other various plastic piping can be exemplified.

粒子17は、本粒子計量システム10の計量対象であり、前記のとおり、第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12が依拠する物理現象によってその材料物性に制限を受ける。ただし、第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12の具体的構成を適切に選択することにより、本粒子計量システム10は、あらゆる材料の粒子17の計測に対応可能となる点は配管15の場合と同様である。何れの粒子材料が第1粒子捕捉手段11あるいは粒子センサ12のどのような具体的構成において有効あるいは無効であるかは後に説明する。本粒子計量システムでは、配管15自体や配管15が接続されている内燃機関やプラント等内で機械的磨耗や内部を流れる流体との摩擦により生成される金属粉等の粉体や粒体を想定する。しかし、本発明における粒子17は粉体や粒体に限られるのもではなく、一般的なガス等の単分子状態、希ガス等の原子状態、さらに、複数分子が凝集したクラスタ状態の物質体を含む概念である。流体内に分散されあるいは均一化されて存在できる物質である限り、本発明の粒子17の概念に含まれるものとする。   The particle 17 is an object to be measured by the particle measuring system 10, and as described above, its physical properties are limited by the physical phenomenon on which the first particle capturing unit 11 and the particle sensor 12 depend. However, by appropriately selecting the specific configurations of the first particle capturing means 11 and the particle sensor 12, the present particle metering system 10 can cope with the measurement of particles 17 of any material as in the case of the pipe 15. It is the same. Which particle material is effective or ineffective in which specific configuration of the first particle capturing means 11 or the particle sensor 12 will be described later. In this particle measurement system, powder or particles such as metal powder generated by mechanical wear or friction with fluid flowing in the pipe 15 itself or an internal combustion engine or a plant to which the pipe 15 is connected are assumed. To do. However, the particles 17 in the present invention are not limited to powders and granules, but are a single molecular state such as a general gas, an atomic state such as a rare gas, and a cluster state material in which a plurality of molecules are aggregated. It is a concept that includes As long as the substance can be dispersed or homogenized in the fluid, it is included in the concept of the particle 17 of the present invention.

配管15を流れる流体は、動作状態において液体または気体状態の流動物質である。尤も流体にもいくつかの制約がある。たとえば、磁気的作用を利用して粒子17を捕捉あるいは検出する場合には、流体は非磁性(常磁性体)である必要がある。また、粒子17に電荷を付与して静電気作用により粒子17を捕捉する場合には流体は絶縁体である必要があり、かつ、粒子17を構成する物質よりもイオン化エネルギーが大きいことが必要である。ただし、第1粒子捕捉手段11および粒子センサ12の具体的構成を適切に選択することにより、本粒子計量システム10は、あらゆる材料の流体に対応可能となる点は配管15、粒子17の場合と同様である。具体的な流体として、水、オイル、空気等の絶縁体(誘電体)かつ非磁性体(常磁性体)を例示できる。実用的には、磁気流体(磁性体)や電解質溶液(導電体)が用いられることはあまりないので、本粒子計量システムに適用する流体として水、オイル等の絶縁体かつ非磁性体を想定すれば十分であると考えられる。尤も、水内に塩等のイオン性物質(不純物)が混入した場合には静電的手法による粒子捕捉に問題を生じる可能性がある。   The fluid flowing through the pipe 15 is a fluid substance in a liquid or gaseous state in the operating state. However, there are some restrictions on the fluid. For example, when the particles 17 are captured or detected using a magnetic action, the fluid needs to be non-magnetic (paramagnetic material). Further, when the particles 17 are captured by electrostatic action by applying an electric charge to the particles 17, the fluid needs to be an insulator and has a larger ionization energy than the substance constituting the particles 17. . However, by appropriately selecting the specific configurations of the first particle capturing means 11 and the particle sensor 12, the present particle metering system 10 can be adapted to fluids of any material as in the case of the pipe 15 and the particles 17. It is the same. Specific examples of the fluid include insulators (dielectrics) such as water, oil, and air and nonmagnetic materials (paramagnetic materials). In practice, magnetic fluids (magnetic materials) and electrolyte solutions (conductors) are rarely used, so it is assumed that the fluid applied to this particle metering system is an insulator and non-magnetic material such as water or oil. Is considered sufficient. However, when ionic substances (impurities) such as salt are mixed in the water, there is a possibility that problems may occur in capturing particles by an electrostatic method.

図2は、構成例1の粒子計量システム10の動作を説明するための模式図であり、(a)は、粒子17が第1粒子捕捉手段11によって捕捉されている状態を、(b)は、捕捉されていた粒子17が解放され、粒子センサ12の観測領域18まで移動してきた状態を示す。なお図2において、粒子計量システム10の一部は省略している。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the particle weighing system 10 of the configuration example 1. FIG. 2A shows a state in which the particles 17 are captured by the first particle capturing unit 11, and FIG. The trapped particles 17 are released and moved to the observation region 18 of the particle sensor 12. In FIG. 2, a part of the particle measuring system 10 is omitted.

同図(a)において、第1粒子捕捉手段11はON状態すなわち粒子17を捕捉する状態にある。配管15内を矢印16の方向に流れている流体内には粒子17が存在し、粒子17は、第1粒子捕捉手段11の近傍に到達すると図示するように第1粒子捕捉手段11の周辺に捕捉される。粒子17が捕捉状態にあるとき、流れの下流側に配置されている粒子センサ12の観測領域18には粒子17は到達しないか到達したとしてもごくわずかである。   In FIG. 4A, the first particle capturing means 11 is in an ON state, that is, a state where particles 17 are captured. Particles 17 are present in the fluid flowing in the direction of the arrow 16 in the pipe 15, and when the particles 17 reach the vicinity of the first particle trapping unit 11, as shown in the drawing, around the first particle trapping unit 11. Be captured. When the particles 17 are in the trapped state, the particles 17 do not reach or reach the observation region 18 of the particle sensor 12 arranged on the downstream side of the flow.

ある程度の量の粒子17が第1粒子捕捉手段11に捕捉された後に、第1粒子捕捉手段11をOFF状態すなわち粒子17を解放する状態にする。同図(b)に示すように粒子17は第1粒子捕捉手段11からの束縛を離れ、流れに従って流体内を拡散しつつ粒子センサ12の観測領域18に到達する。観測領域18に存在する粒子17は、その数量に応じた出力信号を粒子センサ12に出力させる。ここで、粒子17は、同図(a)に示したように第1粒子捕捉手段11によってある程度濃度が高められているので、通常流体内に存在する濃度よりも高い濃度で観測領域18に到達する。よって、粒子センサ12の検出感度を高めなくても、システム全体の粒子検出感度を高めることができる。   After a certain amount of particles 17 are trapped by the first particle trapping means 11, the first particle trapping means 11 is turned off, that is, the particles 17 are released. As shown in FIG. 5B, the particles 17 leave the restraint from the first particle capturing means 11 and reach the observation region 18 of the particle sensor 12 while diffusing in the fluid according to the flow. The particles 17 existing in the observation region 18 cause the particle sensor 12 to output an output signal corresponding to the quantity. Here, since the concentration of the particles 17 is increased to some extent by the first particle capturing means 11 as shown in FIG. 5A, the particles 17 reach the observation region 18 at a concentration higher than the concentration existing in the normal fluid. To do. Therefore, the particle detection sensitivity of the entire system can be increased without increasing the detection sensitivity of the particle sensor 12.

図3は、構成例1の粒子計量システム10の測定方法の一例を示したフローチャートである。第1粒子捕捉手段11の捕捉状態をONにし(ステップ19)、所定時間が経過したかを判断する(ステップ20)。所定時間としてはたとえば10分を例示できる。所定時間を経過するまではステップ20を繰り返す。所定時間を経過したと判断した場合には、第1粒子捕捉手段11の捕捉状態をOFFすなわち解放状態にする(ステップ21)。その後、粒子センサ12のキャリブレーションを実行する(ステップ22)。キャリブレーションを第1粒子捕捉手段11のOFF操作の後に行うので、当該操作に伴うノイズの影響を受けることなくキャリブレーションおよび測定を実行できる。次に、粒子センサ12による測定を実行する(ステップ23)。測定結果は制御手段13において濃度換算の計算が行われ、表示装置14に表示される(ステップ24)。その後、測定終了かを判断し(ステップ25)、再度測定を行う場合にはステップ19からの制御を繰り返し、測定終了の場合は測定を終了する(ステップ26)。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of a measurement method of the particle weighing system 10 of the configuration example 1. The capturing state of the first particle capturing means 11 is turned on (step 19), and it is determined whether a predetermined time has elapsed (step 20). An example of the predetermined time is 10 minutes. Step 20 is repeated until the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the trapping state of the first particle trapping means 11 is turned off, that is, released (step 21). Thereafter, the particle sensor 12 is calibrated (step 22). Since calibration is performed after the OFF operation of the first particle capturing unit 11, calibration and measurement can be performed without being affected by noise associated with the operation. Next, measurement by the particle sensor 12 is executed (step 23). The measurement result is subjected to concentration conversion calculation in the control means 13 and displayed on the display device 14 (step 24). Thereafter, it is determined whether or not the measurement is finished (step 25). When the measurement is performed again, the control from step 19 is repeated, and when the measurement is finished, the measurement is finished (step 26).

上記した構成例1の粒子計量システム10によれば、第1粒子捕捉手段11で粒子17の濃度を予め濃縮し、下流に配置した粒子センサ12によって粒子17の数量測定を行うので、システムの検知感度を高めることができる。また、第1粒子捕捉手段11に粒子17を捕捉している状態および解放直後の状態では、粒子センサ12の観測領域18には粒子17はほとんど存在しない。このため、粒子センサ12のキャリブレーションを実行して、高感度な粒子センサ12であってもそのドリフト(ベースライン変動)の影響を除去し、高精度な測定が実現できる。   According to the particle metering system 10 of the configuration example 1 described above, the concentration of the particles 17 is concentrated in advance by the first particle capturing unit 11 and the quantity of the particles 17 is measured by the particle sensor 12 arranged downstream. Sensitivity can be increased. In the state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11 and the state immediately after the release, the particles 17 are hardly present in the observation region 18 of the particle sensor 12. For this reason, calibration of the particle sensor 12 is executed, and even the highly sensitive particle sensor 12 can remove the influence of the drift (baseline fluctuation) and realize high-accuracy measurement.

1.2 第2構成例
図4は、本発明の一実施の形態である粒子計量システムについてその基本的構成の他の例である第2構成例を示したブロック図である。本第2構成例は、粒子計量システムに粒子捕捉手段を2つ設ける例である。本第2構成例の粒子計量システム27は、第1粒子捕捉手段11、粒子センサ12、制御手段13、表示装置14および第2粒子捕捉手段28を有する。第1粒子捕捉手段11、粒子センサ12、制御手段13および表示装置14は第1構成例の場合と同様であるので説明を省略する。また、配管15、粒子17、配管15内を流れる流体についても構成例1と同様である。
1.2 Second Configuration Example FIG. 4 is a block diagram showing a second configuration example which is another example of the basic configuration of the particle weighing system according to the embodiment of the present invention. The second configuration example is an example in which two particle capturing means are provided in the particle metering system. The particle measurement system 27 of the second configuration example includes a first particle capturing unit 11, a particle sensor 12, a control unit 13, a display device 14, and a second particle capturing unit 28. Since the first particle capturing unit 11, the particle sensor 12, the control unit 13, and the display device 14 are the same as those in the first configuration example, the description thereof is omitted. Further, the piping 15, the particles 17, and the fluid flowing in the piping 15 are the same as in the configuration example 1.

第2粒子捕捉手段28が有する機能や必要な条件は第1粒子捕捉手段11と同様である。ただし、第2粒子捕捉手段28は、粒子センサ12の観測領域18において粒子17が捕捉されるように配置する。構成例2の粒子計量システム27が第2粒子捕捉手段28を有することにより、第1粒子捕捉手段11で捕捉し濃縮した粒子17を観測領域18で再度濃縮できるため、構成例1の場合より精密かつ安定な測定を実行できる。   The functions and necessary conditions of the second particle capturing means 28 are the same as those of the first particle capturing means 11. However, the second particle capturing means 28 is arranged so that the particles 17 are captured in the observation region 18 of the particle sensor 12. Since the particle metering system 27 of the configuration example 2 includes the second particle capturing unit 28, the particles 17 captured and concentrated by the first particle capturing unit 11 can be concentrated again in the observation region 18, and thus more precise than the configuration example 1. In addition, stable measurement can be performed.

図5は、構成例2の粒子計量システム27の動作を説明するための模式図であり、(a)は、粒子17が第1粒子捕捉手段11によって捕捉されている状態を、(b)は、捕捉されていた粒子17が解放された状態を、(c)は粒子17が粒子センサ12の観測領域18まで移動しかつ第2粒子捕捉手段28によって捕捉されている状態を示す。なお図5において、粒子計量システム27の一部は省略している。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the particle weighing system 27 of the configuration example 2. FIG. 5A shows a state in which the particles 17 are captured by the first particle capturing unit 11, and FIG. (C) shows a state in which the particles 17 have moved to the observation region 18 of the particle sensor 12 and are captured by the second particle capturing means 28. In FIG. 5, a part of the particle metering system 27 is omitted.

同図(a)において、第1粒子捕捉手段11はON状態すなわち粒子17を捕捉する状態にある。配管15内を矢印16の方向に流れている流体内には粒子17が存在し、粒子17は、第1粒子捕捉手段11の近傍に到達すると図示するように第1粒子捕捉手段11の周辺に捕捉される。粒子17が捕捉状態にあるとき、流れの下流側に配置されている粒子センサ12の観測領域18には粒子17は到達しないか到達したとしてもごくわずかである。   In FIG. 4A, the first particle capturing means 11 is in an ON state, that is, a state where particles 17 are captured. Particles 17 are present in the fluid flowing in the direction of the arrow 16 in the pipe 15, and when the particles 17 reach the vicinity of the first particle trapping unit 11, as shown in the drawing, around the first particle trapping unit 11. Be captured. When the particles 17 are in the trapped state, the particles 17 do not reach or reach the observation region 18 of the particle sensor 12 arranged on the downstream side of the flow.

ある程度の量の粒子17が第1粒子捕捉手段11に捕捉された後に、第1粒子捕捉手段11をOFF状態すなわち粒子17を解放する状態にする。同図(b)に示すように粒子17は第1粒子捕捉手段11からの束縛を離れ、流れに従って流体内を拡散する。   After a certain amount of particles 17 are trapped by the first particle trapping means 11, the first particle trapping means 11 is turned off, that is, the particles 17 are released. As shown in FIG. 5B, the particles 17 leave the restraint from the first particle capturing means 11 and diffuse in the fluid according to the flow.

粒子センサ12の観測領域18に到達した粒子17は、第2粒子捕捉手段28によって観測領域18に捕捉される。観測領域18に存在する粒子17は、その数量に応じた出力信号を粒子センサ12に出力させるが、同図(c)に示すように、粒子17の密度は非常に高く濃縮されているので、非常に高い粒子センサ12の出力が期待できる。   The particles 17 that have reached the observation region 18 of the particle sensor 12 are captured in the observation region 18 by the second particle capturing means 28. The particles 17 existing in the observation region 18 cause the particle sensor 12 to output an output signal corresponding to the quantity thereof, but the density of the particles 17 is very high as shown in FIG. A very high output of the particle sensor 12 can be expected.

すなわち、構成例1の場合は、第1粒子捕捉手段11で粒子濃度が高められても、粒子17が観測領域18に到達した段階では有る程度拡散により濃度が低下した状態になるが、本構成例2では、観測領域18で再度濃度が高められるので、粒子センサ12からの高い出力信号が得られる。また、観点を変えて言えば、構成例1の場合、粒子センサ12の出力レベルを十分高く得るためには、粒子17が拡散により濃度が低下する前に観測を行う必要がある。このため、粒子センサ12を第1粒子捕捉手段11から十分に離して配置することができない。このため、粒子センサ12のキャリブレーションを行う時間を確保することが困難な場合が発生する。しかし、本構成例2では、第1粒子捕捉手段11で濃縮した粒子17が拡散しても、第2粒子捕捉手段28によって再度濃縮を行うので、拡散によって粒子17の濃度が低下しても観測領域18で粒子17が捕捉される限り構わない。この結果、粒子センサ12を第1粒子捕捉手段11から十分に離して配置することが可能となり、粒子センサ12のキャリブレーションを行う時間を十分に確保することが可能になる。   That is, in the case of the configuration example 1, even if the particle concentration is increased by the first particle capturing unit 11, the concentration is lowered by diffusion to some extent when the particles 17 reach the observation region 18. In Example 2, since the concentration is increased again in the observation region 18, a high output signal from the particle sensor 12 is obtained. In other words, in the case of the configuration example 1, in order to obtain a sufficiently high output level of the particle sensor 12, it is necessary to perform observation before the concentration of the particles 17 decreases due to diffusion. For this reason, the particle sensor 12 cannot be disposed sufficiently away from the first particle capturing means 11. For this reason, the case where it is difficult to ensure the time for calibrating the particle sensor 12 occurs. However, in the second configuration example, even if the particles 17 concentrated by the first particle capturing unit 11 diffuse, the second particle capturing unit 28 performs concentration again, so that the observation is performed even if the concentration of the particles 17 decreases due to diffusion. It does not matter as long as the particles 17 are captured in the region 18. As a result, it is possible to dispose the particle sensor 12 sufficiently away from the first particle capturing unit 11, and it is possible to ensure a sufficient time for performing calibration of the particle sensor 12.

図6は、構成例2の粒子計量システム27の測定方法の一例を示したフローチャートである。第1粒子捕捉手段11の捕捉状態をONにし(ステップ19)、所定時間が経過したかを判断する(ステップ20)。所定時間としてはたとえば10分を例示できる。所定時間を経過するまではステップ20を繰り返す。所定時間を経過したと判断した場合には、第1粒子捕捉手段11の捕捉状態をOFFすなわち解放状態にする(ステップ21)。その後、第2粒子捕捉手段28をONすなわち捕捉状態にする(ステップ29)。その後、粒子センサ12のキャリブレーションを実行する(ステップ22)。キャリブレーションを第1粒子捕捉手段11および第2粒子捕捉手段のON・OFF操作の後に行うので、当該操作に伴うノイズの影響を受けることなくキャリブレーションおよび測定を実行できる。次に、粒子センサ12による測定を実行する(ステップ23)。測定結果は制御手段13において濃度換算の計算が行われ、表示装置14に表示される(ステップ24)。その後、終始捕捉手段をリセットする(ステップ30)、その後、測定終了かを判断し(ステップ25)、再度測定を行う場合にはステップ19からの制御を繰り返し、測定終了の場合は測定を終了する(ステップ26)。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of a measurement method of the particle weighing system 27 of the configuration example 2. The capturing state of the first particle capturing means 11 is turned on (step 19), and it is determined whether a predetermined time has elapsed (step 20). An example of the predetermined time is 10 minutes. Step 20 is repeated until the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the trapping state of the first particle trapping means 11 is turned off, that is, released (step 21). Thereafter, the second particle capturing means 28 is turned on, that is, in the capturing state (step 29). Thereafter, the particle sensor 12 is calibrated (step 22). Since the calibration is performed after the ON / OFF operation of the first particle capturing unit 11 and the second particle capturing unit, the calibration and measurement can be executed without being affected by noise associated with the operation. Next, measurement by the particle sensor 12 is executed (step 23). The measurement result is subjected to concentration conversion calculation in the control means 13 and displayed on the display device 14 (step 24). After that, the capturing means is reset all the time (step 30), and then it is determined whether the measurement is completed (step 25). When measurement is performed again, the control from step 19 is repeated, and when measurement is completed, the measurement is terminated. (Step 26).

上記した構成例2の粒子計量システム27によれば、第1粒子捕捉手段11で粒子17の濃度を予め濃縮し、下流に配置した粒子センサ12によって粒子17の数量測定を行う。この測定の際には、第2粒子捕捉手段28で観測領域18の粒子17を再濃縮する。このため、システムの検知感度を、粒子17の拡散状態に関わらず高めることができる。また、第1粒子捕捉手段11に粒子17を捕捉している状態および解放直後の状態では、粒子センサ12の観測領域18には粒子17はほとんど存在しない。このため、粒子センサ12のキャリブレーションを実行して、高感度な粒子センサ12であってもそのドリフト(ベースライン変動)の影響を除去し、高精度な測定が実現できる。さらに、第1粒子捕捉手段11と粒子センサ12とを十分に離して配置できるため、前記のキャリブレーションを十分正確に行うことができる。   According to the particle measuring system 27 of the configuration example 2 described above, the concentration of the particles 17 is concentrated in advance by the first particle capturing unit 11, and the number of particles 17 is measured by the particle sensor 12 disposed downstream. In this measurement, the particles 17 in the observation region 18 are re-concentrated by the second particle capturing means 28. For this reason, the detection sensitivity of the system can be increased regardless of the diffusion state of the particles 17. In the state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11 and the state immediately after the release, the particles 17 are hardly present in the observation region 18 of the particle sensor 12. For this reason, calibration of the particle sensor 12 is executed, and even the highly sensitive particle sensor 12 can remove the influence of the drift (baseline fluctuation) and realize high-accuracy measurement. Furthermore, since the first particle capturing means 11 and the particle sensor 12 can be arranged sufficiently apart from each other, the calibration can be performed sufficiently accurately.

2.具体的構成
2.1 粒子捕捉手段
以下粒子捕捉手段の具体的構成を例示する。なお、以下に説明する具体的構成では、主に粒子捕捉手段が2つ配置された構成(前記第2構成例に対応する)を例示する。しかし、2つの粒子捕捉手段の1つを省略し1つの粒子捕捉手段として適用できるものについては前記第1構成例に適用できることは言うまでもない。また、粒子捕捉手段として単一の粒子捕捉手段を例示している場合には、それが前記第1構成例に適用できることはもとりより、可能な限り二つの粒子捕捉手段として前記第2構成例に適用できることは言うまでもない。
2. Specific Configuration 2.1 Particle Capture Unit A specific configuration of the particle capture unit is illustrated below. The specific configuration described below exemplifies a configuration (corresponding to the second configuration example) in which two particle trapping means are mainly arranged. However, needless to say, one that can be applied as one particle trapping means by omitting one of the two particle trapping means can be applied to the first configuration example. In addition, when a single particle trapping unit is illustrated as the particle trapping unit, it can be applied to the first configuration example as well as two particle trapping units as much as possible in the second configuration example. Needless to say, it can be applied.

A.電磁石
図7は、粒子捕捉手段の具体的構成を電磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17が捕捉されている状態を、(b)は第2粒子捕捉手段28に粒子17が捕捉されている状態を示す。本例の電磁石は、鋼鉄等強磁性体の磁心31にコイル32を巻きつけた構成を有し、コイル32への通電は電源制御回路33によって制御される。電源制御回路33は制御手段13の一部である。
A. Electromagnet FIG. 7 is a block diagram showing an example in which the specific configuration of the particle capturing means is configured as an electromagnet. (A) shows a state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 are captured by the second particle capturing means 28. The electromagnet of this example has a configuration in which a coil 32 is wound around a magnetic core 31 of a ferromagnetic material such as steel, and energization of the coil 32 is controlled by a power supply control circuit 33. The power control circuit 33 is a part of the control means 13.

本例の電磁石では、第1粒子捕捉手段11のコイル32に通電し、第1粒子捕捉手段11の磁心31に隣接する配管15内に粒子17を捕捉する。また、第2粒子捕捉手段28のコイル32に通電し、第2粒子捕捉手段28の磁心31に隣接する配管15内に粒子17を捕捉する。これらコイル32への通電の切り替えは電源制御回路33によって行え、前記した構成例1、2の制御が実行できる。   In the electromagnet of this example, the coil 32 of the first particle capturing unit 11 is energized, and the particles 17 are captured in the pipe 15 adjacent to the magnetic core 31 of the first particle capturing unit 11. Further, the coil 32 of the second particle capturing unit 28 is energized, and the particles 17 are captured in the pipe 15 adjacent to the magnetic core 31 of the second particle capturing unit 28. Switching of energization to these coils 32 can be performed by the power supply control circuit 33, and the control of the configuration examples 1 and 2 can be executed.

なお、本例の電磁石で粒子捕捉手段を構成する場合、粒子17はもとより磁性体である必要がある。その他、配管15が常磁性体(非磁性体)であることも必要である。本例の電磁石で粒子捕捉手段を構成すれば、粒子17の濃縮操作を配管15の外部から非接触で行える利点がある。   In the case where the particle capturing means is constituted by the electromagnet of this example, the particles 17 need to be magnetic as well. In addition, it is necessary for the pipe 15 to be a paramagnetic material (nonmagnetic material). If the particle capturing means is configured by the electromagnet of this example, there is an advantage that the concentration operation of the particles 17 can be performed from the outside of the pipe 15 without contact.

B.ソレノイド式磁石
図8は、粒子捕捉手段の具体的構成をソレノイド式磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17が捕捉されている状態を、(b)は第2粒子捕捉手段28に粒子17が捕捉されている状態を示す。本例のソレノイド式磁石は、ソレノイド41と駆動用鉄心42と駆動用鉄心42の片辺に備えた永久磁石43とを有し、駆動用鉄心42をソレノイド41の内部に配置する。ソレノイド41への通電によって駆動用鉄心42を駆動し、永久磁石43を配管15の管壁に接触あるいは非接触として粒子17の捕捉あるいは解放を制御する。ソレノイド41への通電は電源制御回路44によって制御する。電源制御回路44は制御手段13の一部である。
B. Solenoid Magnet FIG. 8 is a block diagram showing an example in which the specific configuration of the particle capturing means is configured as a solenoid magnet. (A) shows a state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 are captured by the second particle capturing means 28. The solenoid type magnet of this example includes a solenoid 41, a driving iron core 42, and a permanent magnet 43 provided on one side of the driving iron core 42, and the driving iron core 42 is disposed inside the solenoid 41. The drive iron core 42 is driven by energizing the solenoid 41, and the capture or release of the particles 17 is controlled by bringing the permanent magnet 43 into or out of contact with the pipe wall of the pipe 15. Energization of the solenoid 41 is controlled by a power supply control circuit 44. The power supply control circuit 44 is a part of the control means 13.

本例のソレノイド式磁石では、第1粒子捕捉手段11のソレノイド41に通電し、第1粒子捕捉手段11の永久磁石43に隣接する配管15内に粒子17を捕捉する。また、第2粒子捕捉手段28のソレノイド41に通電し、第2粒子捕捉手段28の永久磁石43に隣接する配管15内に粒子17を捕捉する。これらソレノイド41への通電の切り替えは電源制御回路44によって行え、前記した構成例1、2の制御が実行できる。   In the solenoid type magnet of this example, the solenoid 41 of the first particle capturing unit 11 is energized, and the particles 17 are captured in the pipe 15 adjacent to the permanent magnet 43 of the first particle capturing unit 11. Further, the solenoid 41 of the second particle capturing unit 28 is energized, and the particles 17 are captured in the pipe 15 adjacent to the permanent magnet 43 of the second particle capturing unit 28. Switching of energization to these solenoids 41 can be performed by the power supply control circuit 44, and the control of the configuration examples 1 and 2 described above can be executed.

なお、本例のソレノイド式磁石で粒子捕捉手段を構成する場合、粒子17はもとより磁性体である必要がある。その他、配管15が常磁性体(非磁性体)であることも必要である。本例のソレノイド式磁石で粒子捕捉手段を構成すれば、粒子17の濃縮操作を配管15の外部から非接触で行える利点がある。   In addition, when the particle | grain capture | acquisition means is comprised with the solenoid type magnet of this example, it is necessary for the particle | grains 17 to be a magnetic body. In addition, it is necessary for the pipe 15 to be a paramagnetic material (nonmagnetic material). If the particle capturing means is constituted by the solenoid type magnet of this example, there is an advantage that the concentration operation of the particles 17 can be performed from the outside of the pipe 15 without contact.

C.モータ駆動式磁石
図9は、粒子捕捉手段の具体的構成をモータ駆動式磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17が捕捉されている状態を、(b)は第2粒子捕捉手段28に粒子17が捕捉されている状態を示す。本例のモータ駆動式磁石は、モータ50とクランク51とクランク51の先端に備えた永久磁石52とを有し、モータ50を回転駆動することによって永久磁石52の位置を移動させ、粒子17の捕捉位置を制御する。モータ50の回転駆動はモータ制御回路53によって制御する。モータ制御回路53は制御手段13の一部である。
C. Motor-Driven Magnet FIG. 9 is a block diagram showing an example where the specific configuration of the particle trapping means is configured as a motor-driven magnet. (A) shows a state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 are captured by the second particle capturing means 28. The motor-driven magnet of this example has a motor 50, a crank 51, and a permanent magnet 52 provided at the tip of the crank 51. By rotating the motor 50, the position of the permanent magnet 52 is moved, and the particles 17 Control the capture position. The rotational drive of the motor 50 is controlled by a motor control circuit 53. The motor control circuit 53 is a part of the control means 13.

本例のモータ駆動式磁石では、モータ50を回転駆動し、同図(a)に示す位置で永久磁石52を停止して第1粒子捕捉手段11の粒子捕捉位置に粒子17を捕捉する。また、モータ50を回転駆動し、同図(b)に示す位置で永久磁石52を停止して第2粒子捕捉手段28の粒子捕捉位置に粒子17を捕捉する。モータ50の回転制御はモータ制御回路53によって行え、前記した構成例1、2の制御が実行できる。   In the motor-driven magnet of this example, the motor 50 is rotationally driven, the permanent magnet 52 is stopped at the position shown in FIG. 1A, and the particles 17 are captured at the particle capturing position of the first particle capturing means 11. Further, the motor 50 is driven to rotate, and the permanent magnet 52 is stopped at the position shown in FIG. 4B to capture the particles 17 at the particle capturing position of the second particle capturing means 28. The rotation control of the motor 50 can be performed by the motor control circuit 53, and the control of the configuration examples 1 and 2 can be executed.

なお、本例のモータ駆動式磁石で粒子捕捉手段を構成する場合、粒子17はもとより磁性体である必要がある。その他、配管15が常磁性体(非磁性体)であることも必要である。本例のモータ駆動式磁石で粒子捕捉手段を構成すれば、粒子17の濃縮操作を配管15の外部から非接触で行える利点がある。   In addition, when the particle | grain capture | acquisition means is comprised with the motor drive type magnet of this example, it is necessary for the particle | grains 17 to be a magnetic body. In addition, it is necessary for the pipe 15 to be a paramagnetic material (nonmagnetic material). If the particle capturing means is constituted by the motor-driven magnet of this example, there is an advantage that the concentration operation of the particles 17 can be performed from the outside of the pipe 15 without contact.

D.荷電集塵方式
図10は、粒子捕捉手段の具体的構成を荷電集塵方式手段として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17'が捕捉されている状態を、(b)は第2粒子捕捉手段28に粒子17'が捕捉されている状態を示す。本例の荷電集塵方式手段は、プローブ61、第1電極62、第2電極63、高圧電源64、制御電源65、制御回路66を有する。本例の荷電集塵方式手段では、電流導入端子67を介して配管15の内部にプローブ61を導入し、高圧電源64からプローブ61に印加した高電圧(たとえば−1kV)によって粒子17にたとえば負電荷を与える。電荷を与えられた粒子17'は、制御電源65から第1電極62あるいは第2電極63に与えられる電圧によって捕捉されあるいは解放される。制御回路66は高圧電源64および制御電源65を制御し、高圧電源64、制御電源65および制御回路66は制御手段13の一部である。
D. Charge Dust Collection System FIG. 10 is a block diagram showing an example where the specific configuration of the particle trapping means is configured as a charge dust collection system means. (A) shows a state where the particles 17 ′ are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 ′ are captured by the second particle capturing means 28. The charged dust collection means of this example includes a probe 61, a first electrode 62, a second electrode 63, a high voltage power supply 64, a control power supply 65, and a control circuit 66. In the charged dust collection method means of this example, the probe 61 is introduced into the pipe 15 through the current introduction terminal 67, and the high voltage (for example, -1 kV) applied to the probe 61 from the high voltage power supply 64 is negatively applied to the particle 17, for example. Give charge. The charged particles 17 ′ are captured or released by a voltage applied from the control power supply 65 to the first electrode 62 or the second electrode 63. The control circuit 66 controls the high voltage power supply 64 and the control power supply 65, and the high voltage power supply 64, the control power supply 65 and the control circuit 66 are a part of the control means 13.

本例の荷電集塵方式手段では、高圧電源64からプローブ61を介して粒子17にたとえば負電荷を付与し、制御電源65によって第1電極62にたとえば正電圧を印加して第1粒子捕捉手段11の粒子捕捉位置に粒子17'を捕捉する。第1粒子捕捉手段11における粒子17'の解放は、第1電極62にたとえば負電圧を印加して行う。また、制御電源65によって第2電極63にたとえば正電圧を印加して第2粒子捕捉手段28の粒子捕捉位置に粒子17'を捕捉する。第2粒子捕捉手段28における粒子17'の解放は、第2電極63にたとえば負電圧を印加して行う。制御電源65による第1電極62および第2電極63への印加電圧極性によって前記した構成例1、2の制御が実行できる。なお、前記した電荷の極性を正電荷に変更できることは言うまでもない。この場合、捕捉あるいは解放動作における制御電圧の極性を逆にすることは勿論である。   In the charged dust collection means of this example, for example, a negative charge is applied to the particles 17 from the high-voltage power supply 64 via the probe 61, and a positive voltage is applied to the first electrode 62 by the control power supply 65, for example. The particles 17 ′ are captured at 11 particle capturing positions. Release of the particles 17 ′ in the first particle capturing means 11 is performed by applying a negative voltage to the first electrode 62, for example. Further, for example, a positive voltage is applied to the second electrode 63 by the control power source 65 to capture the particles 17 ′ at the particle capturing position of the second particle capturing means 28. Release of the particles 17 ′ in the second particle capturing means 28 is performed by applying, for example, a negative voltage to the second electrode 63. The control of the configuration examples 1 and 2 described above can be executed by the polarity of the voltage applied to the first electrode 62 and the second electrode 63 by the control power source 65. Needless to say, the polarity of the charge can be changed to a positive charge. In this case, of course, the polarity of the control voltage in the capture or release operation is reversed.

本例の荷電集塵方式手段で粒子捕捉手段を構成する場合、粒子17は導体、半導体、絶縁体の何れでも構わないが、配管15内を流れる流体の電離度あるいはイオン化エネルギーより小さいことが必要である。また、流体は絶縁体であることを要し、配管15は少なくとも前記各部材が配置される領域では絶縁体である必要がある。   When the particle trapping means is constituted by the charged dust collecting means of this example, the particle 17 may be a conductor, a semiconductor, or an insulator, but needs to be smaller than the ionization degree or ionization energy of the fluid flowing in the pipe 15. It is. Further, the fluid needs to be an insulator, and the pipe 15 needs to be an insulator at least in a region where the respective members are arranged.

E.メッシュ
図11は、粒子捕捉手段の具体的構成をメッシュ(網)として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17が捕捉されている状態を、(b)は第2粒子捕捉手段28に粒子17が捕捉されている状態を示す。メッシュ70は、回転導入端子71に固定され、配管15の外部から回転導入端子71に回転を与えて流体の流れ16に対するメッシュ70の角度を制御する。
E. Mesh FIG. 11 is a block diagram showing an example where the specific configuration of the particle capturing means is configured as a mesh (network). (A) shows a state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 are captured by the second particle capturing means 28. The mesh 70 is fixed to the rotation introduction terminal 71, and rotates the rotation introduction terminal 71 from the outside of the pipe 15 to control the angle of the mesh 70 with respect to the fluid flow 16.

本例では、第1粒子捕捉手段11のメッシュ70の面を配管15に流れる流体の流れに対向するように配置して粒子17を捕捉する。粒子17の解放は、メッシュ70の面を回転してその法線が流れの方向に対し垂直(流れと面が平行)になるよう、あるいは、メッシュ70の面が逆向きになるまで回転して行う。第2粒子捕捉手段28においても同様に行える。本例の場合、メッシュ70が粒子17を捕捉するに十分な細かな目を必要とするが、粒子17、配管15および流体の電気的物性、磁気的物性に左右されないメリットがある。   In this example, the surface of the mesh 70 of the first particle capturing unit 11 is disposed so as to face the flow of the fluid flowing through the pipe 15 to capture the particles 17. Release of the particles 17 can be achieved by rotating the surface of the mesh 70 so that its normal is perpendicular to the flow direction (flow and surface are parallel), or until the surface of the mesh 70 is reversed. Do. The same can be done for the second particle capturing means 28. In the case of this example, the mesh 70 needs a sufficiently fine eye to capture the particles 17, but there is an advantage that the mesh 70 is not affected by the electrical and magnetic properties of the particles 17, the pipe 15 and the fluid.

F.吸着材
図12は、粒子捕捉手段の具体的構成を吸着材として構成した場合の一例を示したブロック図である。(a)は、第1粒子捕捉手段11に粒子17が捕捉されている状態を、(b)は第1粒子捕捉手段11から粒子17が解放されている状態を示す。本例では、粒子捕捉手段として、吸着材80とヒータ81とを有する構成を例示する。吸着材80は、気体である粒子17を吸着する性質を有し、ヒータ81に通電して吸着材80を加熱することにより、粒子17を解放する。ヒータ81はヒータ電源82によって通電され、ヒータ電源82は、制御回路83で制御される。ヒータ電源82および制御回路83は制御手段13の一部である。
F. Adsorbent FIG. 12 is a block diagram showing an example in which the specific configuration of the particle capturing means is configured as an adsorbent. (A) shows a state where the particles 17 are captured by the first particle capturing means 11, and (b) shows a state where the particles 17 are released from the first particle capturing means 11. In this example, a configuration having an adsorbent 80 and a heater 81 is exemplified as the particle capturing means. The adsorbent 80 has a property of adsorbing the particles 17 that are gases, and the particles 17 are released by energizing the heater 81 to heat the adsorbent 80. The heater 81 is energized by a heater power source 82, and the heater power source 82 is controlled by a control circuit 83. The heater power supply 82 and the control circuit 83 are part of the control means 13.

本例では、吸着材80を室温程度に保持することにより粒子17を吸着し(吸着材の元来有する吸着性能を利用する)、ヒータ81によって吸着材80を加熱することによって粒子17を解放する(吸着物質に熱エネルギーを与えて吸着表面から離脱させる)。吸着材としてはたとえば活性炭を、粒子としては一酸化炭素、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン等の分子状ガス、排ガス中の微粒子物質を例示できる。本例では、粒子17として分子状あるいはそれに類する程度に微細な粒子であることが要求されるが、粒子17、配管15および流体の電気的、磁気的性質に左右されないメリットがある。   In this example, the particles 17 are adsorbed by holding the adsorbent 80 at about room temperature (utilizing the adsorption performance inherent in the adsorbent), and the particles 17 are released by heating the adsorbent 80 with the heater 81. (Apply thermal energy to the adsorbed material to release it from the adsorption surface). Examples of the adsorbent include activated carbon, and examples of particles include molecular gas such as carbon monoxide, formaldehyde, toluene, and xylene, and particulate matter in exhaust gas. In this example, the particles 17 are required to be molecular particles or particles as fine as similar to them, but there is a merit that does not depend on the electrical and magnetic properties of the particles 17, the piping 15, and the fluid.

2.2 粒子センサ
以下粒子センサの具体的構成を例示する。なお、ここで例示する粒子センサは、単独で用いることも可能であるし、組み合わせて適用することも可能である。
2.2 Particle Sensor The specific configuration of the particle sensor is illustrated below. Note that the particle sensors exemplified here can be used alone or in combination.

A.渦電流利用方式(1)
図13は、粒子センサ12の一例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、配管15に巻き付けたコイル90と、発振回路91と、周波数カウンタ92とを有する。コイル90は、発振回路91からの交流電圧(電流)を受けて交流磁界を発生する。観測領域18に粒子17が存在すれば、コイル90からの交流磁界によって粒子17内に渦電流を発生する。渦電流が発生すると、この渦電流に起因する交流磁界が発生し、コイル90に影響を及ぼす。このコイル90への影響はコイル90のインダクタンス変化として観察され、発振回路91の共振周波数(発振周波数)を変動させる。この周波数変動が周波数カウンタ92によって観測され、粒子17を検知することが可能になる。なお、周波数変動の大きさは粒子17の量と正相関の関係にあるため、周波数変動量を観測することによって粒子17の数量を計測できる。
A. Eddy current utilization method (1)
FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of this example includes a coil 90 wound around a pipe 15, an oscillation circuit 91, and a frequency counter 92. The coil 90 receives an AC voltage (current) from the oscillation circuit 91 and generates an AC magnetic field. If the particle 17 exists in the observation region 18, an eddy current is generated in the particle 17 by the AC magnetic field from the coil 90. When an eddy current is generated, an alternating magnetic field due to the eddy current is generated and affects the coil 90. This influence on the coil 90 is observed as a change in the inductance of the coil 90 and fluctuates the resonance frequency (oscillation frequency) of the oscillation circuit 91. This frequency fluctuation is observed by the frequency counter 92, and the particles 17 can be detected. Since the magnitude of the frequency fluctuation has a positive correlation with the amount of particles 17, the number of particles 17 can be measured by observing the frequency fluctuation amount.

本例の粒子センサ12では、粒子17内に渦電流を発生することが要件となるため、粒子17には導電体または半導体が含まれることが必要である。また、配管15および流体には観測に必要な量の磁束が透過する必要があるため、強磁性体は好ましくない。本例の粒子センサ12によれば、配管15に工作を施すことなく、粒子17の数量を配管15の外部から非接触で測定することが可能である。   In the particle sensor 12 of this example, since it is a requirement to generate an eddy current in the particle 17, the particle 17 needs to include a conductor or a semiconductor. Further, since it is necessary for the pipe 15 and the fluid to transmit an amount of magnetic flux necessary for observation, a ferromagnetic material is not preferable. According to the particle sensor 12 of this example, the number of particles 17 can be measured from the outside of the pipe 15 in a non-contact manner without performing any work on the pipe 15.

B.渦電流利用方式(2)
図14は、粒子センサ12の他の例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、前記図13の場合と同様、粒子17に発生する渦電流を利用する。本例の粒子センサ12は、配管15に巻き付けるコイルとして、励磁用コイル100とセンサコイル101および102の3つのコイルを有し、発振器103、ブリッジ104、位相器105、増幅器106、同期検波器107を備える。発振器103によって励磁用コイル100を駆動し、励磁用の交流磁界を発生する。励磁用交流磁界は観測領域18にある粒子17に渦電流を発生させる。発生した渦電流は磁界を発生し、この渦電流による磁界はセンサコイル101および102によって検出される。本例では、励磁用コイル100を独立に設けているので、励磁電流を大きくして大きな渦電流を発生させることができ、センサの感度を向上することができる。また、センサコイル101および102はブリッジ104によってブリッジ回路を構成し、インピーダンス(インダクタンス)の変化を高感度に検出できる。さらに、発振器からの信号を、位相器105を介して同期検波器107に伝達し、同期検波器107において増幅器106により増幅したブリッジ回路の出力を同期検波するので、微少な出力を高感度に検出することが可能である。
B. Eddy current utilization method (2)
FIG. 14 is a block diagram showing another example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of this example uses eddy current generated in the particles 17 as in the case of FIG. The particle sensor 12 of this example has three coils, an excitation coil 100 and sensor coils 101 and 102, as coils wound around the pipe 15, and includes an oscillator 103, a bridge 104, a phase shifter 105, an amplifier 106, and a synchronous detector 107. Is provided. The exciting coil 100 is driven by the oscillator 103 to generate an alternating current magnetic field for excitation. The exciting AC magnetic field generates eddy currents in the particles 17 in the observation region 18. The generated eddy current generates a magnetic field, and the magnetic field due to the eddy current is detected by the sensor coils 101 and 102. In this example, since the exciting coil 100 is provided independently, a large eddy current can be generated by increasing the exciting current, and the sensitivity of the sensor can be improved. The sensor coils 101 and 102 constitute a bridge circuit by the bridge 104, and can detect a change in impedance (inductance) with high sensitivity. Further, the signal from the oscillator is transmitted to the synchronous detector 107 via the phase shifter 105, and the synchronous detector 107 synchronously detects the output of the bridge circuit amplified by the amplifier 106, so that a minute output can be detected with high sensitivity. Is possible.

本例の粒子センサ12では、図13の場合と同様に、粒子17内に渦電流を発生することが要件となるため、粒子17には導電体または半導体が含まれることが必要である。また、配管15および流体には観測に必要な量の磁束が透過する必要があるため、強磁性体は好ましくない。本例の粒子センサ12によれば、配管15に工作を施すことなく、粒子17の数量を配管15の外部から非接触で測定することが可能である。   In the particle sensor 12 of this example, as in the case of FIG. 13, it is necessary to generate an eddy current in the particle 17. Therefore, the particle 17 needs to contain a conductor or a semiconductor. Further, since it is necessary for the pipe 15 and the fluid to transmit an amount of magnetic flux necessary for observation, a ferromagnetic material is not preferable. According to the particle sensor 12 of this example, the number of particles 17 can be measured from the outside of the pipe 15 in a non-contact manner without performing any work on the pipe 15.

C.ホール素子
図15は、粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、ホール素子110を有し、磁石112および113で生成した外部磁場114の変動をホール素子110によって検出する。ホール素子110は、増幅・制御装置111によって制御されその出力が増幅される。
C. Hall Element FIG. 15 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of this example has a Hall element 110 and detects the fluctuation of the external magnetic field 114 generated by the magnets 112 and 113 by the Hall element 110. The Hall element 110 is controlled by the amplification / control device 111 and its output is amplified.

本例の場合、粒子17の透磁率が配管15内を流れる流体の透磁率と相違すれば、粒子17の存在により外部磁場114に影響を与え、これを検知できる。ただし、外部磁場114への影響を大きくするためには、粒子17の透磁率は大きいことが好ましい。また、外部磁場114が観測領域18に透過するためには、配管15は常磁性体であることが好ましい。本例の粒子センサ12によれば、配管15に工作を施すことなく、粒子17の数量を配管15の外部から非接触で測定することが可能である。なお、外部磁場114の変動が十分大きく、その検出感度が問題にならない場合には、ホール素子110に代えて、適当な磁場変動検出素子(たとえばインダクタンス素子)を用いることもできる。   In the case of this example, if the magnetic permeability of the particles 17 is different from the magnetic permeability of the fluid flowing in the pipe 15, the presence of the particles 17 affects the external magnetic field 114 and can be detected. However, in order to increase the influence on the external magnetic field 114, it is preferable that the magnetic permeability of the particles 17 is large. In order for the external magnetic field 114 to pass through the observation region 18, the pipe 15 is preferably a paramagnetic material. According to the particle sensor 12 of this example, the number of particles 17 can be measured from the outside of the pipe 15 in a non-contact manner without performing any work on the pipe 15. When the fluctuation of the external magnetic field 114 is sufficiently large and its detection sensitivity does not become a problem, an appropriate magnetic field fluctuation detection element (for example, an inductance element) can be used instead of the Hall element 110.

D.コンデンサ方式
図16は、粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、配管15を挟む一対の電極120および121からなるコンデンサを有し、このコンデンサに共振する電圧を印加する発振回路122および周波数カウンタ123を備える。観測領域18に存在する粒子17の誘電率が配管15内の流体の誘電率と相違するなら、粒子17の存在はコンデンサのキャパシタンスを変動させ、キャパシタンス変動は発振回路122から印加される発振周波数に影響する。よって、この発振周波数の変動を周波数カウンタ123で検知すれば、粒子17の存在が検知できる。なお、周波数変動の大きさは粒子17の数量と相関関係があるので、周波数変動の大きさによって粒子17の数量を計測できる。
D. Capacitor Method FIG. 16 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of the present example includes a capacitor including a pair of electrodes 120 and 121 sandwiching the pipe 15, and includes an oscillation circuit 122 and a frequency counter 123 that apply a voltage that resonates to the capacitor. If the dielectric constant of the particles 17 existing in the observation region 18 is different from the dielectric constant of the fluid in the pipe 15, the presence of the particles 17 causes the capacitance of the capacitor to fluctuate, and the capacitance fluctuation is caused by the oscillation frequency applied from the oscillation circuit 122. Affect. Therefore, if the fluctuation of the oscillation frequency is detected by the frequency counter 123, the presence of the particles 17 can be detected. In addition, since the magnitude of the frequency fluctuation has a correlation with the quantity of the particles 17, the quantity of the particles 17 can be measured by the magnitude of the frequency fluctuation.

本例の場合、粒子17に必要とされる要件は、配管15内の流体の誘電率との相違である。コンデンサのキャパシタンスを大きく変動させるためには、誘電率の相違が大きいほど好ましい。また、観測領域18に電束が透過する必要があるから、配管15および流体は絶縁体である必要がある。本例の粒子センサ12によれば、配管15に工作を施すことなく、粒子17の数量を配管15の外部から非接触で測定することが可能である。なお、本例のコンデンサに図14に示すブリッジ回路を適用してキャパシタンスの変動をより高感度に検出するようにすることも勿論可能である。   In the case of this example, the requirement required for the particles 17 is a difference from the dielectric constant of the fluid in the pipe 15. In order to greatly change the capacitance of the capacitor, it is preferable that the difference in dielectric constant is large. Further, since the electric flux needs to pass through the observation region 18, the pipe 15 and the fluid need to be insulators. According to the particle sensor 12 of this example, the number of particles 17 can be measured from the outside of the pipe 15 in a non-contact manner without performing any work on the pipe 15. Of course, it is possible to detect the variation in capacitance with higher sensitivity by applying the bridge circuit shown in FIG. 14 to the capacitor of this example.

E.光学的方式
図17は、粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、レーザー発振器130、受光素子131、増幅器132を有し、レーザー発振器130で生成したレーザー光133を配管15に設けた光学窓134を透して観測領域18に照射する。観測領域18に粒子17が存在すれば、散乱光135を生じる。散乱光135は光学窓134を透して配管15の外部に取り出し、光学系136を介して受光素子131によって検知できる。散乱光強度は粒子17の量に正相関するため、受光素子131の出力(増幅器132の出力)によって粒子17の数量を計測できる。
E. Optical Method FIG. 17 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of this example includes a laser oscillator 130, a light receiving element 131, and an amplifier 132, and irradiates the observation region 18 with an optical window 134 provided in the pipe 15 with the laser beam 133 generated by the laser oscillator 130. . If the particles 17 are present in the observation region 18, scattered light 135 is generated. The scattered light 135 passes through the optical window 134 and is taken out of the pipe 15 and can be detected by the light receiving element 131 through the optical system 136. Since the scattered light intensity is positively correlated with the amount of the particles 17, the number of the particles 17 can be measured by the output of the light receiving element 131 (the output of the amplifier 132).

本例の場合、粒子17に必要とされる要件は、配管15内の流体との屈折率の相違である。さらに、流体は、レーザー光133を透過する必要がある。本例の粒子センサ12によれば、粒子17の屈折率を除く物性は特に問題とならない利点がある。また、配管15には光学窓134を設けるので、その材質に制限はない。なお、配管15自体がレーザー光133を透過するものであれば、光学窓134は必要ではない。   In the case of this example, the requirement required for the particles 17 is a difference in refractive index from the fluid in the pipe 15. Further, the fluid needs to transmit the laser beam 133. According to the particle sensor 12 of the present example, there is an advantage that the physical properties excluding the refractive index of the particles 17 do not cause a problem. Moreover, since the optical window 134 is provided in the piping 15, there is no restriction | limiting in the material. Note that the optical window 134 is not necessary if the pipe 15 itself transmits the laser beam 133.

なお、ここではレーザー光133の散乱光135を計測する例を示したが、レーザー光133の透過率を測定することも可能である。この場合、粒子17はレーザー光133の波長の光を吸収する物質である必要がある。なお、粒子17に当該波長の吸収帯がない場合であっても、レーザー光を用いれば、2光子吸収を利用して光透過率測定を行うことが可能な場合がある。また、光吸収を用いた測定の場合、光源はレーザーである必要はない、インコヒーレント光を用いて粒子17の光吸収を測定することも可能である。光吸収測定を行う場合、受光素子は光源に対向する位置に配置することは言うまでもない。   Although an example in which the scattered light 135 of the laser beam 133 is measured is shown here, the transmittance of the laser beam 133 can also be measured. In this case, the particles 17 need to be a substance that absorbs light having the wavelength of the laser beam 133. Even if the particle 17 does not have an absorption band of the wavelength, it may be possible to perform light transmittance measurement using two-photon absorption if laser light is used. In the case of measurement using light absorption, the light source need not be a laser. It is also possible to measure the light absorption of the particles 17 using incoherent light. Needless to say, when performing light absorption measurement, the light receiving element is disposed at a position facing the light source.

F.ガスセンサ
図18は、粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。本例の粒子センサ12は、配管15の内部にガスセンサ140を配置する構成である。ガスセンサ140は電流導入端子142を介してセンサ検知駆動回路141に接続される。本例の場合、配管15内の粒子17としてガスが存在する場合、粒子17を適切に計測できる。ガスセンサ140は、計測対象のガスによって適切に選択され、たとえば粒子17がホルムアルデヒド、トルエン、キシレン等の不飽和炭化水素系ガスの場合、たとえば熱線型半導体ガスセンサを例示できる。粒子17がたとえば一酸化炭素の場合には、定電位電解式ガスセンサが利用できる。
F. Gas Sensor FIG. 18 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. The particle sensor 12 of this example has a configuration in which the gas sensor 140 is disposed inside the pipe 15. The gas sensor 140 is connected to the sensor detection drive circuit 141 via the current introduction terminal 142. In the case of this example, when gas exists as the particle 17 in the pipe 15, the particle 17 can be appropriately measured. The gas sensor 140 is appropriately selected depending on the gas to be measured. For example, when the particle 17 is an unsaturated hydrocarbon gas such as formaldehyde, toluene, xylene, etc., a hot wire semiconductor gas sensor can be exemplified. When the particles 17 are, for example, carbon monoxide, a constant potential electrolytic gas sensor can be used.

3.具体的構成例の基本構成への適用
上記した粒子捕捉手段および粒子センサの具体的構成を適宜選択して上記した構成例1あるいは構成例2の粒子計量システムに適用することが可能である。ただし、粒子17、配管15および流体の物性によって、適用できない具体的構成が存在する。以下、その適用の可否について説明する。
3. Application of Specific Configuration Example to Basic Configuration The specific configurations of the particle capturing unit and the particle sensor described above can be appropriately selected and applied to the particle measurement system of Configuration Example 1 or Configuration Example 2 described above. However, there are specific configurations that cannot be applied depending on the physical properties of the particles 17, the pipes 15 and the fluid. Hereinafter, the applicability of the application will be described.

前記した粒子センサ12は、その基礎とする物理現象によって5つに分類することが可能である。すなわち、粒子17に発生する渦電流を利用して計測する方式(以下「Iw方式」とする)、粒子17の存在によって影響を受ける外部磁場の変動を計測する方式(以下「Mg方式」とする)、粒子17の存在によって影響を受けるキャパシタンス変動を計測する方式(以下「Cap方式」とする)、光学的方式(以下「Pho方式」とする)、ガスセンサを用いる方式(以下「Gas方式」とする)、である。   The particle sensor 12 described above can be classified into five types depending on the physical phenomenon underlying the particle sensor 12. That is, a method of measuring using eddy current generated in the particles 17 (hereinafter referred to as “Iw method”) and a method of measuring fluctuations in the external magnetic field affected by the presence of the particles 17 (hereinafter referred to as “Mg method”). ), A method of measuring capacitance variation affected by the presence of the particles 17 (hereinafter referred to as “Cap method”), an optical method (hereinafter referred to as “Pho method”), a method using a gas sensor (hereinafter referred to as “Gas method”). ).

Iw方式は、観測領域18に交流磁界が到達すること、粒子17に電流が流れることが要件となることから、粒子17は絶縁体であってはならず、配管15および流体は常磁性体であることが必要である。   The Iw method requires that an alternating magnetic field reach the observation region 18 and that a current flow through the particle 17, so the particle 17 must not be an insulator, and the pipe 15 and the fluid are paramagnetic. It is necessary to be.

Mg方式は、外部磁界が観測領域18に到達すること、粒子17の存在によって外部磁界が影響を受けることが必要である。よって、Mg方式では、粒子17と流体は透磁率が相違する必要があり、配管15は常磁性体であることが必要である。流体が常磁性体である場合には、粒子17は透磁率が相違する限り常磁性体であっても構わないが、外部磁界への影響(信号)が強いほど好ましいため、粒子17は強磁性体(フェリ磁性またはフェロ磁性)であることが好ましい。   The Mg system requires that the external magnetic field reaches the observation region 18 and that the external magnetic field is affected by the presence of the particles 17. Therefore, in the Mg system, the particle 17 and the fluid need to have different magnetic permeability, and the pipe 15 needs to be a paramagnetic material. When the fluid is a paramagnetic material, the particle 17 may be a paramagnetic material as long as the magnetic permeability is different. However, since the influence (signal) on the external magnetic field is stronger, the particle 17 is ferromagnetic. It is preferably a body (ferrimagnetic or ferromagnetic).

Cap方式は、観測領域18に電束が到達すること、粒子17の存在によってキャパシタンスが変化することが必要である。よって、Cap方式では、配管15および流体は絶縁体である必要がある。また、粒子17と流体とは誘電率が相違する必要があるが誘電率の定義から粒子17は導電体であってはならない。   The Cap method requires that the electric flux reaches the observation region 18 and that the capacitance changes due to the presence of the particles 17. Therefore, in the Cap method, the pipe 15 and the fluid need to be insulators. The particle 17 and the fluid must have different dielectric constants, but the particle 17 must not be a conductor because of the definition of the dielectric constant.

Pho方式は、観測領域18に光が到達すること、粒子17の存在によって光が散乱(反射)または吸収されることが必要である。よって、Pho方式では、配管15および流体は光透過性でなくてはならず、粒子17と流体との屈折率が相違することまたは粒子17が光吸収率を有することが必要である。なお、配管15に光学窓を設ける場合には配管15の材質が問題になることはない。また、粒子17と流体との間には界面を有するため、屈折率が極めて高い精度で一致しない限り粒子17の屈折率が問題になることはない。よって、Pho方式では、流体に光透過性が要求される他は粒子17および配管15に大きな制約はない。   The Pho method requires light to reach the observation region 18 and be scattered (reflected) or absorbed by the presence of the particles 17. Therefore, in the Pho system, the pipe 15 and the fluid must be light transmissive, and the refractive index of the particle 17 and the fluid must be different or the particle 17 needs to have a light absorption rate. In addition, when providing an optical window in the piping 15, the material of the piping 15 does not become a problem. Further, since there is an interface between the particle 17 and the fluid, the refractive index of the particle 17 does not become a problem unless the refractive indexes match with extremely high accuracy. Therefore, in the Pho system, there are no major restrictions on the particles 17 and the pipes 15 except that the fluid is required to have optical transparency.

Gas方式は、センサの感度が観測対象の粒子17(ガス)にあることが必要である。観測対象のガスに適合するガスセンサを選択する限り粒子17、配管15および流体に制限はない。   The Gas method requires that the sensitivity of the sensor be in the observation target particle 17 (gas). As long as a gas sensor suitable for the gas to be observed is selected, there are no restrictions on the particles 17, the pipe 15, and the fluid.

前記した粒子捕捉手段についても、その基礎とする物理によって4つに分類することが可能である。すなわち、粒子を磁気的作用で捕捉する方式(以下「Mg方式」とする)、静電的作用で捕捉する方式(以下「Ele方式」とする)、物理的作用で捕捉する方式(以下「Me方式」とする)、吸着方式で捕捉する方式(以下「Ads方式」とする)、である。   The particle capturing means described above can also be classified into four types depending on the physics based on the particle capturing means. That is, a system for capturing particles by a magnetic action (hereinafter referred to as “Mg system”), a system for capturing by electrostatic action (hereinafter referred to as “Ele system”), a system for capturing particles by a physical action (hereinafter referred to as “Me”). System ”) and a method of capturing by an adsorption method (hereinafter referred to as“ Ads method ”).

Mg方式は、粒子17まで磁界が到達する必要があり、粒子17が磁気的作用によって引力を受ける必要があるから、粒子17は強磁性体であり、配管15および流体は常磁性体である必要がある。   In the Mg system, since the magnetic field needs to reach the particles 17 and the particles 17 need to be attracted by the magnetic action, the particles 17 are ferromagnetic and the pipe 15 and the fluid need to be paramagnetic. There is.

Ele方式では、粒子17まで電界が到達し、粒子17に電荷が付与できる必要があるから、粒子17の電気的性質は問われないものの、配管15および流体は絶縁体である必要がある。   In the Ele system, since the electric field reaches the particles 17 and it is necessary to be able to impart electric charges to the particles 17, the electrical properties of the particles 17 are not questioned, but the pipe 15 and the fluid need to be insulators.

Me方式では、粒子17が機械的に捕捉されれば足りる。よって、粒子17、配管15および流体の電気的磁気的性質に制限はない。一方Ads方式においても粒子17、配管15および流体の電気的磁気的性質に制限はない。ただし、粒子17はガスまたはこれに準じる程度に微細な粉粒体である必要がある。   In the Me system, it is sufficient if the particles 17 are mechanically captured. Therefore, there are no restrictions on the electrical and magnetic properties of the particles 17, the pipe 15 and the fluid. On the other hand, there are no restrictions on the electrical and magnetic properties of the particles 17, the pipes 15, and the fluid in the Ads system. However, it is necessary that the particles 17 be a gas or a fine granular material equivalent to this.

上記した各方式における粒子センサおよび粒子捕捉手段が、粒子17および配管15の物性によって適用可能か否かを纏めたのが図19に示す表図である。図19は、本実施の形態における粒子センサおよび粒子捕捉手段の各具体的手段が粒子17および配管15の物性によって適用可能か否かを纏めた表図である。なお、同表図において、流体は絶縁体かつ常磁性体とした。流体が磁性流体の場合あるいは導電体(電解質)の場合であっても、前記した粒子センサおよび粒子捕捉手段の具体的構成が適用可能な場合があることは勿論である。しかし、多くの場合、流体として水あるいはオイルのように絶縁体かつ常磁性体が適用されるであろうから、これらの場合を想定して当該表図を作成したものである。   The table shown in FIG. 19 summarizes whether or not the particle sensor and the particle capturing means in each of the systems described above can be applied depending on the physical properties of the particle 17 and the pipe 15. FIG. 19 is a table summarizing whether or not each specific means of the particle sensor and the particle capturing means in the present embodiment is applicable depending on the physical properties of the particles 17 and the pipe 15. In the table, the fluid is an insulator and a paramagnetic material. Of course, even when the fluid is a magnetic fluid or a conductor (electrolyte), the specific configurations of the particle sensor and the particle capturing means described above may be applicable. However, in many cases, an insulator and a paramagnetic material such as water or oil will be applied as a fluid, and the table is created assuming these cases.

同図において、「○」は適用可、「×」は適用不可、「△」は適用可能ではあるが他の手段の選択が好ましいもの、を示す。同図に示すように、粒子17および配管15の何れの組合せにおいても、粒子センサおよび粒子捕捉手段として前記した何れかの方式の具体的構成を選択することによって、構成例1あるいは構成例2の粒子計量システムが実現できる。   In the figure, “◯” indicates that it is applicable, “×” indicates that it is not applicable, and “Δ” indicates that it is applicable but it is preferable to select other means. As shown in the figure, in any combination of the particle 17 and the pipe 15, by selecting a specific configuration of any one of the methods described above as the particle sensor and the particle capturing unit, the configuration example 1 or the configuration example 2 A particle weighing system can be realized.

本実施の形態の粒子計量システムによれば、極めて密度の小さい粒子17を高精度に計測することが可能である。これは、第1粒子捕捉手段11によって粒子17を捕捉し予めその密度を高めた後に粒子センサ12で計測することによって実現される。なお、ここで粒子センサ12としてベースライン変動が無視できないような高感度センサを用いたとしても、粒子捕捉手段11によって粒子17を捕捉する限りその状態では粒子17はセンサの観測領域18に存在しない、あるいは存在したとしてもごく微量であるため、粒子センサ12のキャリブレーションを実施することが可能である。   According to the particle metering system of the present embodiment, it is possible to measure particles 17 with extremely small density with high accuracy. This is realized by capturing the particles 17 by the first particle capturing means 11 and increasing the density in advance, and then measuring with the particle sensor 12. Here, even if a high-sensitivity sensor whose baseline fluctuation cannot be ignored is used as the particle sensor 12, as long as the particle 17 is captured by the particle capturing means 11, the particle 17 does not exist in the observation region 18 of the sensor. Or, even if it exists, the amount is very small, so that the calibration of the particle sensor 12 can be performed.

本実施の形態の特に構成例2の粒子計量システムによれば、前記した効果に加えて、粒子センサ12のキャリブレーションを確実に行うことが可能になる効果がある。つまり、センサのキャリブレーションの際には、粒子17の捕捉および解放操作に伴うノイズの混入を回避するために、第1粒子捕捉手段11での粒子解放操作を行った後にキャリブレーションを実行する必要がある。ここで、粒子17が観測領域18に到達するまでにキャリブレーションを完了できれば良いがそうでない場合、キャリブレーションの確度が低下する恐れがある(キャリブレーションの途中で有る程度の粒子が観測領域に到達してしまう)。キャリブレーションの確度を高めようとすれば第1粒子捕捉手段11と粒子センサ12とを十分離して配置する必要があるがあまりに離しすぎると第1粒子捕捉手段11で濃縮した粒子17が観測領域18に到達するまでに拡散して粒子濃縮の効果が低下してしまう。そこで、構成例2では第2粒子捕捉手段28を設けて粒子17が拡散したとしても再度これを濃縮する手段を備えたものである。この結果、第1粒子捕捉手段11と粒子センサ12との間の距離を十分に長くしてキャリブレーションのための時間を確保することが可能になる。   According to the particle weighing system of the configuration example 2 of the present embodiment, in addition to the above-described effects, there is an effect that the particle sensor 12 can be calibrated reliably. That is, at the time of calibration of the sensor, it is necessary to perform calibration after performing the particle releasing operation in the first particle capturing unit 11 in order to avoid the mixing of noise accompanying the operation of capturing and releasing the particle 17. There is. Here, it suffices if calibration can be completed before the particles 17 reach the observation region 18; otherwise, the accuracy of the calibration may decrease (some particles in the course of calibration reach the observation region). Resulting in). In order to increase the accuracy of calibration, it is necessary to dispose the first particle capturing unit 11 and the particle sensor 12 sufficiently apart from each other. However, if the separation is too far, the particles 17 concentrated by the first particle capturing unit 11 are observed in the observation region 18. The effect of particle concentration is reduced by diffusing by the time it reaches. Therefore, in the configuration example 2, even if the second particle capturing means 28 is provided and the particles 17 diffuse, a means for concentrating the particles 17 again is provided. As a result, the distance between the first particle capturing means 11 and the particle sensor 12 can be made sufficiently long to ensure time for calibration.

また、構成例2の粒子計量システムでは、粒子17が拡散したとしても、第2粒子捕捉手段28によって観測領域18に粒子17を再度集めるので、拡散の影響を排除できる。これは流体の流速によって観測結果が影響されず、安定した測定が可能であることを意味する。   In the particle metering system of Configuration Example 2, even if the particles 17 are diffused, the particles 17 are collected again in the observation region 18 by the second particle capturing means 28, so that the influence of diffusion can be eliminated. This means that the observation result is not affected by the flow velocity of the fluid and that stable measurement is possible.

図20は、本実施の形態の粒子計量システムによって実際に粒子計量を行った結果を示すグラフである。図20において縦軸はセンサ出力(任意スケール)、横軸は時間(任意スケール)である。ライン150は、構成例2の粒子計量システムによる実験結果であり、ライン151は構成例1の粒子計量システムによる実験結果である。なお、粒子センサ12としては前記したB.渦電流利用方式(2)の具体的構成を適用し、粒子捕捉手段としては前記したB.ソレノイド式磁石の具体的構成を適用した。配管15はビニール配管を、流体としてエンジンオイルを、粒子17としては鉄粉を用いた。エンジンオイル内の鉄粉濃度は50ppmとした。また、第1粒子捕捉手段11での捕捉時間は10分である。時刻t1で第1粒子捕捉手段11での粒子解放操作を行う(構成例2の場合同時に第2粒子捕捉手段28の捕捉を開始する)。ライン152はベースラインの変動を示す。   FIG. 20 is a graph showing the result of actual particle weighing performed by the particle weighing system according to the present embodiment. In FIG. 20, the vertical axis represents sensor output (arbitrary scale), and the horizontal axis represents time (arbitrary scale). Line 150 is an experimental result by the particle weighing system of Configuration Example 2, and line 151 is an experimental result by the particle weighing system of Configuration Example 1. As the particle sensor 12, the above-described B.I. A specific configuration of the eddy current utilization method (2) is applied, and the above-described B. The specific configuration of solenoid type magnet was applied. The piping 15 was vinyl piping, engine oil was used as fluid, and iron powder was used as particles 17. The iron powder concentration in the engine oil was 50 ppm. Further, the capturing time in the first particle capturing means 11 is 10 minutes. At time t1, the first particle capturing unit 11 performs a particle releasing operation (in the case of the configuration example 2, the capturing of the second particle capturing unit 28 is started simultaneously). Line 152 shows the baseline variation.

図示するように、ライン150(構成例2の場合)の信号レベル(矢印153で示す幅)は、ライン151(構成例1の場合)の信号レベル(矢印154で示す幅)より格段に大きい。すなわち、構成例2では大きな信号レベルが得られる。ライン151でも勿論測定は可能であるが、ベースライン変動が大きくなれば信号がベースライン変動に埋もれてしまう可能性もある。より安定な測定のためには信号レベルの大きい構成例2が好ましいことがわかる。   As shown in the figure, the signal level (width indicated by the arrow 153) of the line 150 (in the case of the configuration example 2) is significantly larger than the signal level (width indicated by the arrow 154) of the line 151 (in the case of the configuration example 1). That is, in the configuration example 2, a large signal level can be obtained. Of course, measurement is possible even with the line 151, but if the baseline fluctuation increases, the signal may be buried in the baseline fluctuation. It can be seen that the configuration example 2 having a large signal level is preferable for more stable measurement.

以上、本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、前記実施の形態における粒子計量システムの測定方法を図21に示すように変更することも可能である。すなわち、粒子センサによる測定(ステップ23)の後、測定値が閾値(測定閾値)以上であるかを判断する(ステップ160)。測定値が測定閾値以上であると判断した場合には図6(図3)の場合と同様に濃度計算を行ってさらに結果を表示する(ステップ24)。しかし測定値が測定閾値以上でないと判断した場合には、捕捉時間が閾値(捕捉時間閾値)以上であるかを判断し(ステップ161)、捕捉時間が捕捉時間閾値を越えていないと判断した場合には捕捉時間を増加して(ステップ162)測定を繰り返す。一方、捕捉時間が捕捉時間閾値以上である場合には粒子が検出できないと判断して検出濃度を0とする(ステップ163)。このような方法により、捕捉時間を最適化することが可能になる。   Although the present invention has been specifically described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, it is possible to change the measurement method of the particle weighing system in the embodiment as shown in FIG. That is, after measurement by the particle sensor (step 23), it is determined whether or not the measured value is equal to or greater than a threshold value (measurement threshold value) (step 160). If it is determined that the measured value is greater than or equal to the measurement threshold, the concentration is calculated in the same manner as in FIG. 6 (FIG. 3), and the result is further displayed (step 24). However, if it is determined that the measured value is not equal to or greater than the measurement threshold, it is determined whether the capture time is equal to or greater than the threshold (capture time threshold) (step 161), and the capture time is determined not to exceed the capture time threshold. The acquisition time is increased (step 162) and the measurement is repeated. On the other hand, if the capture time is equal to or greater than the capture time threshold, it is determined that particles cannot be detected, and the detection concentration is set to 0 (step 163). Such a method makes it possible to optimize the acquisition time.

また、上記した実施の形態の粒子計量システムは、図22に示すようなプラント170の劣化検査に応用することができる。すなわち、プラント170にフランジ171で接続されている配管172に上記した粒子計量システムを配置する。なお、同図では構成例2の場合を例示しているが構成例1の粒子計量システムでもよいことは言うまでもない。   Moreover, the particle | grain measuring system of above-described embodiment is applicable to the deterioration test | inspection of the plant 170 as shown in FIG. That is, the particle measuring system described above is arranged in the pipe 172 connected to the plant 170 by the flange 171. In addition, although the case of the structural example 2 is illustrated in the figure, it cannot be overemphasized that the particle | grain measuring system of the structural example 1 may be sufficient.

プラント170内の反応槽あるいは配管には通常流体が常時還流し、プラント内の反応によってあるいは還流する流体自体によってその反応槽や配管の内部が研削される。これら研削物は粒子として還流液体内に存在することになる。この研削された粒子濃度をモニタすることによってプラントの劣化状態をモニタすることができる。原子力発電等のプラントにおいては冷却水等が高温高圧状態で長期間還流されており、その使用状態が過酷であって配管等の部材に係る負荷が大きいにも関わらずその安全性が重視されなければならない。これらプラントの劣化モニタとして本粒子計量システムを適用すれば、ごく微量の研削粒子が高感度に検出できるので早い段階での劣化検出が可能になる。また、粒子捕捉手段および粒子センサを適切に選択すれば、粒子密度を配管の外部から非接触で計量できるため、劣化モニタのためのプラントの改造等を行う必要がない。プラントの稼動状況に関わらず劣化モニタとして適用できるため、連続運転を前提とするようなプラントに適用して大きな効果が得られる。   Usually, the fluid is always recirculated to the reaction tank or piping in the plant 170, and the inside of the reaction tank or piping is ground by the reaction in the plant or by the recirculating fluid itself. These abrasives are present as particles in the reflux liquid. By monitoring the ground particle concentration, the deterioration state of the plant can be monitored. In plants such as nuclear power generation, cooling water is recirculated for a long time at high temperature and high pressure, and its use is severe, and safety must be emphasized even though the load on piping and other members is large. I must. If this particle metering system is applied as a deterioration monitor of these plants, a very small amount of grinding particles can be detected with high sensitivity, so that deterioration can be detected at an early stage. Further, if the particle trapping means and the particle sensor are appropriately selected, the particle density can be measured from the outside of the pipe in a non-contact manner, so that it is not necessary to modify the plant for deterioration monitoring. Since it can be applied as a deterioration monitor regardless of the operation status of the plant, it can be applied to a plant that assumes continuous operation, and a great effect can be obtained.

本願発明は、流体内に存在する低濃度の粒子を検出するシステムおよび方法に関する発明であり、工業計測全般およびプラントやエンジンの劣化モニタの分野に適用することが可能な発明である。   The present invention relates to a system and method for detecting low-concentration particles present in a fluid, and is applicable to the fields of general industrial measurement and deterioration monitoring of plants and engines.

本発明の一実施の形態である粒子計量システムについてその基本的構成の一例である第1構成例を示したブロック図である。It is a block diagram showing the 1st example of composition which is an example of the fundamental composition about the particle measurement system which is one embodiment of the present invention. 構成例1の粒子計量システム10の動作を説明するための模式図であり、(a)は、粒子17が第1粒子捕捉手段11によって捕捉されている状態を、(b)は、捕捉されていた粒子17が解放され、粒子センサ12の観測領域18まで移動してきた状態を示す。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the particle | grain measuring system 10 of the structural example 1, (a) is the state where the particle | grains 17 are capture | acquired by the 1st particle | grain capture means 11, (b) is captured. The particle 17 is released and moved to the observation area 18 of the particle sensor 12. 構成例1の粒子計量システム10の測定方法の一例を示したフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a measurement method of the particle weighing system 10 of the configuration example 1; 本発明の一実施の形態である粒子計量システムについてその基本的構成の他の例である第2構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the 2nd structural example which is another example of the fundamental structure about the particle | grain measuring system which is one embodiment of this invention. 構成例2の粒子計量システム27の動作を説明するための模式図であり、(a)は、粒子17が第1粒子捕捉手段11によって捕捉されている状態を、(b)は、捕捉されていた粒子17が解放され、粒子センサ12の観測領域18まで移動してきた状態を示す。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the particle | grain measuring system 27 of the structural example 2, (a) is the state where the particle | grains 17 are capture | acquired by the 1st particle | grain capture | acquisition means 11, (b) is captured. The particle 17 is released and moved to the observation area 18 of the particle sensor 12. 構成例2の粒子計量システム27の測定方法の一例を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a measurement method of the particle weighing system 27 of Configuration Example 2. 粒子捕捉手段の具体的構成を電磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture | acquisition means as an electromagnet. 粒子捕捉手段の具体的構成をソレノイド式磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture | acquisition means as a solenoid type magnet. 粒子捕捉手段の具体的構成をモータ駆動式磁石として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture means as a motor drive magnet. 粒子捕捉手段の具体的構成を荷電集塵方式手段として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture means as a charged dust collection system means. 粒子捕捉手段の具体的構成をメッシュ(網)として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture | acquisition means as a mesh (network). 粒子捕捉手段の具体的構成を吸着材として構成した場合の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example at the time of comprising the specific structure of a particle | grain capture means as an adsorbent. 粒子センサ12の一例を示したブロック図である。3 is a block diagram illustrating an example of a particle sensor 12. FIG. 粒子センサ12の他の例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the other example of the particle sensor 12. FIG. 粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. 粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. 粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. 粒子センサ12のさらに他の例を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another example of the particle sensor 12. 本実施の形態における粒子センサおよび粒子捕捉手段の各具体的手段が粒子17および配管15の物性によって適用可能か否かを纏めた表図である。It is a table | surface which put together whether each concrete means of the particle | grain sensor in this Embodiment and a particle | grain capture | acquisition means is applicable by the physical property of the particle | grains 17 and the piping 15. FIG. 本発明の一実施の形態である粒子計量システムによって実際に粒子計量を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having actually performed particle measurement by the particle measurement system which is one embodiment of the present invention. 粒子計量システムの測定方法の他の例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the other example of the measuring method of a particle | grain measuring system. 粒子計量システムをプラントに適用した場合の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example at the time of applying a particle | grain measuring system to a plant.

符号の説明Explanation of symbols

10…粒子計量システム、11…第1粒子捕捉手段、12…粒子センサ、13…制御手段、14…表示装置、15…配管、17…粒子、18…観測領域、27…粒子計量システム、28…第2粒子捕捉手段、31…磁心、32…コイル、33…電源制御回路、41…ソレノイド、42…駆動用鉄心、43…永久磁石、44…電源制御回路、50…モータ、51…クランク、52…永久磁石、53…モータ制御回路、61…プローブ、62…第1電極、63…第2電極、64…高圧電源、65…制御電源、66…制御回路、67…電流導入端子、70…メッシュ、71…回転導入端子、80…吸着材、81…ヒータ、82…ヒータ電源、83…制御回路、90…コイル、91…発振回路、92…周波数カウンタ、100…励磁用コイル、101,102…センサコイル、103…発振器、104…ブリッジ、105…位相器、106…増幅器、107…同期検波器、110…ホール素子、111…増幅・制御装置、112,113…磁石、114…外部磁場、120,121…電極、122…発振回路、123…周波数カウンタ、130…レーザー発振器、131…受光素子、132…増幅器、133…レーザー光、134…光学窓、135…散乱光、136…光学系、140…ガスセンサ、141…センサ検知駆動回路、142…電流導入端子、170…プラント、171…フランジ、172…配管。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Particle measuring system, 11 ... 1st particle capture means, 12 ... Particle sensor, 13 ... Control means, 14 ... Display apparatus, 15 ... Piping, 17 ... Particle, 18 ... Observation area, 27 ... Particle measuring system, 28 ... Second particle capturing means, 31 ... magnetic core, 32 ... coil, 33 ... power supply control circuit, 41 ... solenoid, 42 ... driving iron core, 43 ... permanent magnet, 44 ... power supply control circuit, 50 ... motor, 51 ... crank, 52 ... permanent magnet, 53 ... motor control circuit, 61 ... probe, 62 ... first electrode, 63 ... second electrode, 64 ... high voltage power supply, 65 ... control power supply, 66 ... control circuit, 67 ... current introduction terminal, 70 ... mesh , 71 ... Rotation introducing terminal, 80 ... Adsorbent, 81 ... Heater, 82 ... Heater power supply, 83 ... Control circuit, 90 ... Coil, 91 ... Oscillation circuit, 92 ... Frequency counter, 100 ... Excitation coil, 101 DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Sensor coil, 103 ... Oscillator, 104 ... Bridge, 105 ... Phaser, 106 ... Amplifier, 107 ... Synchronous detector, 110 ... Hall element, 111 ... Amplification / control device, 112, 113 ... Magnet, 114 ... External magnetic field , 120, 121 ... electrodes, 122 ... oscillation circuit, 123 ... frequency counter, 130 ... laser oscillator, 131 ... light receiving element, 132 ... amplifier, 133 ... laser light, 134 ... optical window, 135 ... scattered light, 136 ... optical system , 140 ... gas sensor, 141 ... sensor detection drive circuit, 142 ... current introduction terminal, 170 ... plant, 171 ... flange, 172 ... piping.

Claims (32)

所定方向への流れを有する液体または気体内に存在する粒子の数または量を測定する粒子計量システムであって、
前記流れに抗して前記粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、
前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置に配置され、その観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、
を有する粒子計量システム。
A particle metering system for measuring the number or amount of particles present in a liquid or gas having a flow in a predetermined direction,
First particle capturing means for capturing the particles against the flow for a certain period of time and releasing the capturing of the particles at a predetermined timing;
A particle sensor disposed at a position downstream of the flow from the position where the first particle capturing means is disposed, and obtaining an output value corresponding to the number or amount of the particles in the observation region;
A particle metering system.
前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段をさらに有する請求項1記載の粒子計量システム。 The particle metering system according to claim 1, further comprising second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region of the particle sensor. 前記第1の粒子捕捉手段が前記粒子を解放した後に、解放された前記粒子が前記観測領域に到達するまでの時間が、前記粒子センサをキャリブレーションするに必要な時間以上であるよう前記粒子センサを前記第1の粒子捕捉手段から離して配置する請求項2記載の粒子計量システム。 After the first particle capturing means releases the particles, the time until the released particles reach the observation region is longer than the time necessary for calibrating the particle sensor. 3. A particle metering system according to claim 2, wherein is disposed apart from the first particle capturing means. 前記粒子には磁性体を含み、前記粒子の捕捉を、磁力を利用して行う請求項1〜3の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle measurement system according to any one of claims 1 to 3, wherein the particles include a magnetic material, and the particles are captured by using magnetic force. 前記粒子に電荷を付与する電荷付与手段をさらに含み、前記粒子の捕捉を、静電力を利用して行う請求項1〜3の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle metering system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a charge imparting unit that imparts a charge to the particles, and capturing the particles using an electrostatic force. 前記粒子の捕捉を、前記流れを構成する物質を透過し前記粒子の透過を阻害する濾過手段により行い、前記捕捉の解放を、前記濾過手段の前記流れに対する方向を反転することにより行う請求項1〜3の何れか一項に記載の粒子計量システム。 2. The trapping of the particles is performed by a filtering unit that permeates a substance constituting the flow and inhibits the permeation of the particles, and the release of the trapping is performed by reversing the direction of the filtering unit with respect to the flow. The particle | grain measuring system as described in any one of -3. 前記粒子の捕捉を、前記粒子を選択的に吸着する吸着材により行い、前記捕捉の解放を、前記吸着材を加熱することにより行う請求項1〜3の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle metering system according to any one of claims 1 to 3, wherein the particles are captured by an adsorbent that selectively adsorbs the particles, and the capture is released by heating the adsorbent. . 前記粒子には導電体または半導体を含み、前記粒子センサには誘導素子を含み、前記誘導素子または励磁用誘導素子によって発生させた外部交流磁界による前記導電体または半導体内部の渦電流に起因する前記誘導素子のインダクタンス変化によって、前記粒子の数または量を計測する請求項1〜7の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle includes a conductor or a semiconductor, the particle sensor includes an inductive element, and the particle or the semiconductor is caused by an eddy current in the conductor or the semiconductor due to an external AC magnetic field generated by the inductive element or the exciting inductive element. The particle measuring system according to any one of claims 1 to 7, wherein the number or amount of the particles is measured by an inductance change of the induction element. 前記粒子には磁性体を含み、前記粒子センサには磁界を発生する磁界発生手段と、ホール素子とを含み、前記ホール素子が検知する磁界の変動によって、前記粒子の数または量を計測する請求項1〜7の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle includes a magnetic material, the particle sensor includes a magnetic field generation unit that generates a magnetic field, and a Hall element, and measures the number or amount of the particles based on a change in the magnetic field detected by the Hall element. Item 8. The particle weighing system according to any one of Items 1 to 7. 前記粒子には誘電体を含み、前記粒子センサには容量素子を含み、前記容量素子のキャパシタンスの変化によって、前記粒子の数または量を計測する請求項1〜7の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The said particle | grain contains a dielectric material, The said particle | grain sensor contains a capacitive element, The number or quantity of the said particle | grains is measured by the change of the capacitance of the said capacitive element. Particle weighing system. 前記粒子センサには、レーザー光発生手段と、前記レーザー光が前記粒子によって散乱された散乱光強度を測定する手段とを有し、前記散乱光強度によって、前記粒子の数または量を計測する請求項1〜7の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle sensor has a laser light generating means and a means for measuring scattered light intensity of the laser light scattered by the particles, and measures the number or amount of the particles based on the scattered light intensity. Item 8. The particle weighing system according to any one of Items 1 to 7. 前記粒子がガス状分子であり、前記粒子センサが、前記ガス状分子の数または濃度を計測するガスセンサである請求項1〜7の何れか一項に記載の粒子計量システム。 The particle measuring system according to any one of claims 1 to 7, wherein the particles are gaseous molecules, and the particle sensor is a gas sensor that measures the number or concentration of the gaseous molecules. 所定方向への流れを有する液体または気体内に存在する粒子の数または量を測定し、前記流れに抗して前記粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置に配置されその観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、を有する粒子計量システムを用いた粒子計量方法であって、
前記第1の粒子捕捉手段により、所定の捕捉時間の間前記粒子を捕捉するステップと、
捕捉された前記粒子を解放するステップと、
前記粒子の解放の後に、前記粒子センサのキャリブレーションを実行するステップと、
前記粒子センサによる測定を開始するステップと、
を有する粒子計量方法。
Measuring the number or amount of particles present in a liquid or gas having a flow in a predetermined direction, capturing the particles against the flow for a certain period of time, and releasing the capture of the particles at a predetermined timing; A particle sensor for obtaining an output value corresponding to the number or amount of the particles in the observation region disposed at a position downstream of the flow with respect to the position at which the first particle capturing unit is disposed. A particle weighing method using a particle weighing system comprising:
Capturing the particles for a predetermined capture time by the first particle capture means;
Releasing the trapped particles;
Performing calibration of the particle sensor after release of the particles;
Starting measurement by the particle sensor;
A particle weighing method.
前記粒子計量システムには、前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段を含み、
前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉中または捕捉された前記粒子の解放後であって前記粒子センサのキャリブレーション前に、前記第2の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉を開始するステップを有する請求項13記載の粒子計量方法。
The particle metering system includes second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region of the particle sensor,
Initiating capture of the particles by the second particle capture means during capture of the particles by the first particle capture means or after release of the captured particles and prior to calibration of the particle sensor. The particle weighing method according to claim 13.
前記粒子センサの出力値が所定の閾値以上である場合には、前記出力値または前記出力値から計算された値を表示するステップと、
前記粒子センサの出力値が前記所定の閾値未満である場合には、前記捕捉時間をより長く変更し、前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉からの一連の前記ステップを繰り返すステップと、
を有する請求項13または14記載の粒子計量方法。
When the output value of the particle sensor is equal to or greater than a predetermined threshold, displaying the output value or a value calculated from the output value;
If the output value of the particle sensor is less than the predetermined threshold, changing the capture time longer and repeating the series of steps from capturing the particles by the first particle capturing means;
The particle weighing method according to claim 13 or 14, wherein:
前記捕捉時間が所定の閾値以上である場合、前記粒子を検出できないと判断する請求項15記載の粒子計量方法。 The particle weighing method according to claim 15, wherein when the capturing time is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the particles cannot be detected. その内部に流体が流れる配管を有するプラントにおける前記配管または前記プラントの反応槽の劣化を検知するプラント劣化検知システムであって、
前記配管の外部に配置され、前記流体の流れに抗して前記配管または前記プラントの反応槽を構成する材料または前記材料の化合物からなる粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、
前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置であって前記配管の外部に配置される、その観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、
を有するプラント劣化検知システム。
A plant deterioration detection system for detecting deterioration of the pipe or a reaction tank of the plant in a plant having a pipe through which a fluid flows.
The particles that are arranged outside the piping and capture the particles constituting the piping or the reaction tank of the plant against the fluid flow or the particles made of the compound of the materials for a certain time and capture the particles at a predetermined timing. First particle trapping means for releasing
An output value corresponding to the number or amount of the particles in the observation region, which is disposed outside the pipe and at a position downstream of the flow from the position where the first particle capturing unit is disposed, is obtained. A particle sensor;
A plant deterioration detection system.
前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段をさらに有する請求項17記載のプラント劣化検知システム。 The plant deterioration detection system according to claim 17, further comprising second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region of the particle sensor. 前記第1の粒子捕捉手段が前記粒子を解放した後に、解放された前記粒子が前記観測領域に到達するまでの時間が、前記粒子センサをキャリブレーションするに必要な時間以上であるよう前記粒子センサを前記第1の粒子捕捉手段から離して配置する請求項18記載のプラント劣化検知システム。 After the first particle capturing means releases the particles, the time until the released particles reach the observation region is longer than the time necessary for calibrating the particle sensor. The plant deterioration detection system according to claim 18, wherein the plant deterioration detection system is disposed apart from the first particle capturing means. 前記粒子が磁性体であり、前記粒子の捕捉を、磁力を利用して行う請求項17〜19の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The plant deterioration detection system according to any one of claims 17 to 19, wherein the particles are a magnetic body, and the particles are captured using magnetic force. 前記粒子に電荷を付与する電荷付与手段をさらに含み、前記粒子の捕捉を、静電力を利用して請求項17〜19の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The plant deterioration detection system according to any one of claims 17 to 19, further comprising a charge imparting unit configured to impart a charge to the particles, and capturing the particles using an electrostatic force. 前記粒子の捕捉を、前記流れを構成する物質を透過し前記粒子の透過を阻害する濾過手段により行い、前記捕捉の解放を、前記濾過手段の前記流れに対する方向を反転することにより行う請求項17〜19の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 18. The trapping of the particles is performed by a filtering unit that permeates a substance constituting the flow and inhibits the permeation of the particles, and the release of the trapping is performed by reversing the direction of the filtering unit with respect to the flow. The plant deterioration detection system as described in any one of -19. 前記粒子の捕捉を、前記粒子を選択的に吸着する吸着材により行い、前記捕捉の解放を、前記吸着材を加熱することにより行う請求項17〜19の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The plant deterioration detection according to any one of claims 17 to 19, wherein the particles are captured by an adsorbent that selectively adsorbs the particles, and the capture is released by heating the adsorbent. system. 前記粒子が導電体または半導体であり、前記粒子センサには誘導素子を含み、前記誘導素子または励磁用誘導素子によって発生させた外部交流磁界による前記粒子内部の渦電流に起因する前記誘導素子のインダクタンス変化によって、前記粒子センサの出力値を得る請求項17〜23の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The particle is a conductor or a semiconductor, the particle sensor includes an induction element, and the inductance of the induction element due to an eddy current inside the particle due to an external AC magnetic field generated by the induction element or the excitation induction element The plant deterioration detection system according to any one of claims 17 to 23, wherein an output value of the particle sensor is obtained by a change. 前記粒子が磁性体であり、前記粒子センサには磁界を発生する磁界発生手段と、ホール素子とを含み、前記ホール素子が検知する磁界の変動によって、前記粒子センサの出力値を得る請求項17〜23の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The particle is a magnetic substance, and the particle sensor includes a magnetic field generating means for generating a magnetic field and a Hall element, and an output value of the particle sensor is obtained by fluctuation of a magnetic field detected by the Hall element. The plant deterioration detection system as described in any one of -23. 前記粒子が前記流体を構成する材料の誘電率とは相違する誘電率を有する材料からなり、前記粒子センサには容量素子を含み、前記容量素子のキャパシタンスの変化によって、前記粒子センサの出力値を得る請求項17〜23の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The particles are made of a material having a dielectric constant different from the dielectric constant of the material constituting the fluid, the particle sensor includes a capacitive element, and the output value of the particle sensor is determined by a change in capacitance of the capacitive element. The plant degradation detection system as described in any one of Claims 17-23 obtained. 前記粒子センサには、レーザー光発生手段と、前記レーザー光が前記粒子によって散乱された散乱光強度を測定する手段とを有し、前記散乱光強度によって、前記粒子センサの出力値を得る請求項17〜23の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The particle sensor has a laser light generating means and a means for measuring a scattered light intensity of the laser light scattered by the particles, and an output value of the particle sensor is obtained by the scattered light intensity. The plant deterioration detection system according to any one of 17 to 23. 前記粒子がガス状分子であり、前記粒子センサが、前記ガス状分子の数または濃度を計測するガスセンサである請求項17〜23の何れか一項に記載のプラント劣化検知システム。 The plant deterioration detection system according to any one of claims 17 to 23, wherein the particles are gaseous molecules, and the particle sensor is a gas sensor that measures the number or concentration of the gaseous molecules. その内部に流体が流れる配管を有するプラントにおける前記配管または前記プラントの反応槽の劣化を検知し、前記配管の外部に配置され、前記流体の流れに抗して前記配管または前記プラントの反応槽を構成する材料または前記材料の化合物からなる粒子を一定時間捕捉するとともに所定のタイミングで前記粒子の捕捉を解放する第1の粒子捕捉手段と、前記第1の粒子捕捉手段が配置されている位置よりも前記流れの下流位置であって前記配管の外部に配置される、その観測領域にある前記粒子の数または量に応じた出力値を得る粒子センサと、を有するプラント劣化検知システムを利用したプラント劣化検知方法であって、
前記第1の粒子捕捉手段により、所定の捕捉時間の間前記粒子を捕捉するステップと、
捕捉された前記粒子を解放するステップと、
前記粒子の解放の後に、前記粒子センサのキャリブレーションを実行するステップと、
前記粒子センサによる測定を開始するステップと、
を有するプラント劣化検知方法。
Deterioration of the pipe or the reaction tank of the plant in a plant having a pipe through which a fluid flows is detected, and the pipe or the reaction tank of the plant is disposed outside the pipe and resists the flow of the fluid. From the position where the first particle capturing means for capturing the particles made of the constituent material or the compound of the material for a certain period of time and releasing the capturing of the particles at a predetermined timing, and the position where the first particle capturing means is disposed And a particle sensor that is located downstream of the flow and outside the pipe and obtains an output value corresponding to the number or amount of the particles in the observation region. A degradation detection method,
Capturing the particles for a predetermined capture time by the first particle capture means;
Releasing the trapped particles;
Performing calibration of the particle sensor after release of the particles;
Starting measurement by the particle sensor;
A method for detecting plant deterioration.
前記プラント劣化検知システムには、前記粒子センサの前記観測領域を含む領域に前記粒子を捕捉する第2の粒子捕捉手段を含み、
前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉中または捕捉された前記粒子の解放後であって前記粒子センサのキャリブレーション前に、前記第2の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉を開始するステップを有する請求項29記載のプラント劣化検知方法。
The plant deterioration detection system includes second particle capturing means for capturing the particles in a region including the observation region of the particle sensor,
Initiating capture of the particles by the second particle capture means during capture of the particles by the first particle capture means or after release of the captured particles and prior to calibration of the particle sensor. The plant degradation detection method of Claim 29 which has these.
前記粒子センサの出力値が所定の閾値以上である場合には、前記出力値または前記出力値から計算された値を表示するステップと、
前記粒子センサの出力値が前記所定の閾値未満である場合には、前記捕捉時間をより長く変更し、前記第1の粒子捕捉手段による前記粒子の捕捉からの一連の前記ステップを繰り返すステップと、
を有する請求項29または30記載のプラント劣化検知方法。
When the output value of the particle sensor is equal to or greater than a predetermined threshold, displaying the output value or a value calculated from the output value;
If the output value of the particle sensor is less than the predetermined threshold, changing the capture time longer and repeating the series of steps from capturing the particles by the first particle capturing means;
The plant deterioration detection method according to claim 29 or 30, wherein:
前記粒子センサの出力値が所定の第2閾値以上になった場合、警報を発するステップを有する請求項29または30記載のプラント劣化検知方法。 31. The plant deterioration detection method according to claim 29 or 30, further comprising a step of issuing an alarm when an output value of the particle sensor is equal to or greater than a predetermined second threshold value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011093314A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
WO2011093312A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
WO2011093315A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
JP2012132887A (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Diesel United:Kk Conducting foreign body detection apparatus
JP2014509398A (en) * 2011-02-28 2014-04-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Magnetic flow cytometry apparatus, method for manufacturing magnetic flow cytometry apparatus, and method for magnetic detection of cells
JP2014511774A (en) * 2011-04-13 2014-05-19 キューイーディー・テクノロジーズ・インターナショナル・インコーポレーテッド Method and apparatus for measuring and controlling the density of magnetic particles in a magnetorheological fluid.
JP2015525353A (en) * 2012-06-21 2015-09-03 ドナー・ベルント Sensor and method for measuring particles in a medium
RU2752076C1 (en) * 2020-11-12 2021-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Device for digitalizing control of content of magnetic particles in fluid medium
RU2752578C1 (en) * 2020-10-23 2021-07-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования &"МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА) Device for experimental digital analysis of content of magnetically susceptible particles in fluid medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6454313B2 (en) * 2016-09-16 2019-01-16 太平電業株式会社 Method and apparatus for drilling concrete structures
CN109115844B (en) * 2018-08-29 2021-03-19 大连海事大学 High-sensitivity hydraulic oil detection device and manufacturing method thereof
US10962461B2 (en) * 2019-08-02 2021-03-30 X Energy, Llc System and method for controlling metal oxide gel particle size
RU203653U1 (en) * 2020-12-27 2021-04-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» Device for determining and digitizing data on the content of magnetic particles in a fluid

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6246256A (en) * 1985-08-26 1987-02-28 Nippon Kokan Kk <Nkk> Apparatus for measuring concentration of metal powder present in oil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6246256A (en) * 1985-08-26 1987-02-28 Nippon Kokan Kk <Nkk> Apparatus for measuring concentration of metal powder present in oil

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011093314A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
WO2011093312A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
WO2011093315A1 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 いすゞ自動車株式会社 Particulate matter detection device
JP2011153931A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Isuzu Motors Ltd Pm (particulate matter) detector
JP2011153581A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Isuzu Motors Ltd Pm detection device
JP2011153582A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Isuzu Motors Ltd Pm detection device
JP2012132887A (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Diesel United:Kk Conducting foreign body detection apparatus
JP2014509398A (en) * 2011-02-28 2014-04-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Magnetic flow cytometry apparatus, method for manufacturing magnetic flow cytometry apparatus, and method for magnetic detection of cells
JP2014511774A (en) * 2011-04-13 2014-05-19 キューイーディー・テクノロジーズ・インターナショナル・インコーポレーテッド Method and apparatus for measuring and controlling the density of magnetic particles in a magnetorheological fluid.
JP2015525353A (en) * 2012-06-21 2015-09-03 ドナー・ベルント Sensor and method for measuring particles in a medium
RU2752578C1 (en) * 2020-10-23 2021-07-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования &"МИРЭА - Российский технологический университет" (РТУ МИРЭА) Device for experimental digital analysis of content of magnetically susceptible particles in fluid medium
RU2752076C1 (en) * 2020-11-12 2021-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Device for digitalizing control of content of magnetic particles in fluid medium

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