JP2013036742A - Facility monitoring device - Google Patents

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知多佳 真鍋
Masakatsu Maruyama
政克 丸山
Yu Kurikawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a facility monitoring device capable of simultaneously performing measurement using a measuring sensor and visual measurement (monitoring) for a monitoring target in a predetermined facility.SOLUTION: The facility monitoring device for observing the monitoring target in a facility E includes: a separator 22 arranged on a common route L of visible light and a microwave to be used for observing the monitoring target and capable of transmitting either one of the visible light and the microwave and reflecting the other to a direction different from the transmission direction; and a microwave detection part 24 arranged in the transmission direction or the reflection direction of the microwave by the separator 22 and capable of detecting a state of the monitoring target based on the microwave.

Description

本発明は、反応装置、高温炉、熱処理炉等の設備内の監視対象について、マイクロ波による状態検出や目視による監視を行うための設備監視装置に関するものである。   The present invention relates to an equipment monitoring apparatus for performing state detection by microwaves and visual monitoring of monitoring objects in equipment such as a reaction apparatus, a high temperature furnace, and a heat treatment furnace.

製造業における各種製造プロセスは、その操業にあたってプロセスの進行状況を監視する必要がある。そのため、種々の計測センサ(温度計、圧力計等)が用いられている。しかし、計測センサの値だけでは把握しにくく、人が目視で観察しないと正しく判断できない事象もある。
図8(a)に示すように、例えば、反応装置のタンク中で液体を反応させている場合、液面の状況(液面の泡立ちや波立ちなど)は各種計測センサでは捉えがたく、直接目視あるいはカメラの画像を見る等の観察(監視)方法がとられる。この監視のために、タンクの上方に監視用の窓が設けられる。
Various manufacturing processes in the manufacturing industry need to monitor the progress of the process in operation. Therefore, various measurement sensors (thermometer, pressure gauge, etc.) are used. However, there are cases where it is difficult to grasp only with the value of the measurement sensor and cannot be judged correctly unless a person visually observes it.
As shown in FIG. 8 (a), for example, when a liquid is reacted in a tank of a reaction apparatus, the state of the liquid level (such as bubbling or undulation of the liquid level) is difficult to detect with various measurement sensors and is directly visible. Alternatively, an observation (monitoring) method such as viewing a camera image is used. For this monitoring, a monitoring window is provided above the tank.

一方、人の目視による観察(監視)は、連続して継続的に行われるわけではなく、必要に応じ、あるいは予め定められた定時のタイミング(見回り)で行われることが殆どである。他方、液面のレベルは、プロセスの制御に重要な指標であるので、連続的に計測(監視)されることが望ましい。
例えば、高温あるいは粉塵の多いプロセスでは超音波、光を利用したレベル計は使用しがたく、マイクロ波のレベル計が使用される。レベル計の設置には、取り付けるための測定孔が当然必要である。しかし設備に設ける開口は少ない方がよく、常時使用されるものではない目視用の監視孔は、他の用途のものと兼用することが望ましい。これは、温度計、圧力計のように小さい開口で済むセンサは別にして、目視用あるいはレベル計用の孔は大きなものが必要であり、強度的、コスト的な制約が設備に生じるからである。
On the other hand, human visual observation (monitoring) is not continuously performed continuously, but is often performed as necessary or at a predetermined time (look around). On the other hand, since the level of the liquid level is an important index for process control, it is desirable to continuously measure (monitor) it.
For example, in a high temperature or dusty process, a level meter using ultrasonic waves and light is difficult to use, and a microwave level meter is used. In order to install the level meter, a measurement hole for mounting is naturally necessary. However, it is better that the number of openings provided in the facility is small, and it is desirable that the monitoring hole for visual observation that is not always used is also used for other purposes. This is because, apart from sensors that require only a small opening, such as thermometers and pressure gauges, large holes for visual or level gauges are required, and there are strength and cost constraints on the equipment. is there.

そこで、2種類の装置(計測センサ)あるいは観測手段を兼用するには、何らかの切り替え機構あるいは同時使用機構(経路共用機構)が必要である。図8(b)に示すように、観察孔を共通にし、要求される機能に応じてセンサ移動レール上の2種類の装置(計測センサ)を交互に観察孔上に移動させることも可能である。しかし、大きな計測センサでは移動させるのに手間がかかるだけでなく、計測センサの使用後に切り替えを忘れるともう片方の計測センサが使えない等の問題がある。特に目視の方向が水平方向である場合は、計測センサの移動方向が重力方向に沿っているなど、計測センサを重力に抗して移動させなくてはならない場合がある。その場合、計測センサを移動させるのに大きな力が必要となるので、重力の影響をキャンセルする機構を加える等で計測センサの構成が大がかりなものになるので好ましくはない。   Therefore, in order to use two types of devices (measurement sensors) or observation means, some kind of switching mechanism or simultaneous use mechanism (path sharing mechanism) is required. As shown in FIG. 8B, it is also possible to share the observation hole and move two types of devices (measurement sensors) on the sensor movement rail alternately onto the observation hole according to the required function. . However, there is a problem that a large measurement sensor is not only troublesome to move, but the other measurement sensor cannot be used if switching is forgotten after use of the measurement sensor. In particular, when the viewing direction is the horizontal direction, the measurement sensor may have to be moved against gravity, such as the movement direction of the measurement sensor being along the direction of gravity. In that case, since a large force is required to move the measurement sensor, the configuration of the measurement sensor becomes large by adding a mechanism for canceling the influence of gravity or the like, which is not preferable.

なお、上記説明では液体を用いるプロセスを例に挙げたが、高温炉内の物体、焼成装置内の粉体等、計測センサによる測定と目視による監視を必要とする産業上のプロセス範囲は広い。
上記したような計測センサと目視とを組み合わせた監視が必要とされる対象としては、例えば、高炉(溶鉱炉)がある。
In the above description, a process using a liquid is taken as an example. However, there are a wide range of industrial processes that require measurement by a measurement sensor and visual monitoring, such as an object in a high-temperature furnace and powder in a baking apparatus.
For example, a blast furnace (a blast furnace) is a target that requires monitoring in combination with the above-described measurement sensor and visual observation.

高炉(特に高炉のレースウェイ)の監視技術としては、特許文献1,2に開示されたものがある。この特許文献1,2では、マイクロ波をレースウェイに向けて照射すると共に、該レースウェイから反射したマイクロ波を受信する。そして、その受信されたマイクロ波に基づいてレースウェイの深度が検出される。このような構成では、レースウェイの深度を測定する測定棒を、高炉内に熱風を送風する羽口から挿入する必要がない。そのため、高炉の操業中でも連続的にレースウェイの深度を監視することが可能となる。   As a technique for monitoring a blast furnace (particularly a blast furnace raceway), there are techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2. In Patent Documents 1 and 2, a microwave is irradiated toward a raceway, and a microwave reflected from the raceway is received. Then, the raceway depth is detected based on the received microwave. In such a configuration, there is no need to insert a measuring rod for measuring the depth of the raceway from the tuyere that blows hot air into the blast furnace. Therefore, it is possible to continuously monitor the raceway depth even during operation of the blast furnace.

特開昭53−48004号公報Japanese Patent Laid-Open No. 53-48004 特開平06−25720号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-25720

ところで、特許文献1,2のようにマイクロ波センサを用いて高炉のレースウェイの深度を検出することができる構成においても、やはり作業者が高炉内の燃焼状態を目視で監視することのできる構成が望まれる。しかしながら、従来は、目視による監視とマイクロ波による状態検出との両方を同時に行うことはできなかった。
「計測センサによる測定と目視による監視とを同時に実施する」ことが、反応液体の監視、焼成装置内の粉体の監視など産業上の様々なプロセス監視において必要とされるのは、前述した通りである。
By the way, also in the structure which can detect the depth of the raceway of a blast furnace using a microwave sensor like patent documents 1, 2, a worker can also monitor the combustion state in a blast furnace visually. Is desired. However, conventionally, both visual monitoring and microwave state detection cannot be performed simultaneously.
As described above, “simultaneously performing measurement by measurement sensor and visual monitoring” is required in various industrial process monitoring such as monitoring of reaction liquid and monitoring of powder in the baking equipment. It is.

従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定の設備内の監視対象について、計測センサ(赤外線カメラ、放射温度計の使用)による測定と目視による観測(監視)を同時に行うことができる設備監視装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to measure and visually observe a monitoring target in a predetermined facility using a measurement sensor (use of an infrared camera and a radiation thermometer). An object of the present invention is to provide an equipment monitoring apparatus capable of performing (monitoring) simultaneously.

上記の目的を達成するため、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係る設備監視装置は、所定の設備内の監視対象を観察するために用いられる光とマイクロ波との共通の経路上に設けられ、前記光及びマイクロ波のいずれか一方を透過させると共に、他方を前記透過方向とは異なる方向に向けて反射させる分離手段と、前記分離手段による前記マイクロ波の透過方向又は反射方向に設けられ、該マイクロ波に基づいて前記監視対象の状態を検出するマイクロ波検出手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
An equipment monitoring apparatus according to the present invention is provided on a common path of light and microwave used for observing a monitoring target in a predetermined equipment, and transmits one of the light and microwave. , A separation unit that reflects the other in a direction different from the transmission direction, and a transmission direction or a reflection direction of the microwave by the separation unit, and detects the state of the monitoring target based on the microwave And a microwave detection means.

ここで、好ましくは、前記分離手段は、網状又はすだれ状に形成された導体により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものであるとよい。
また、好ましくは、前記分離手段は、所定間隔で平行配置された前記マイクロ波の波長の1/2の長さの導体により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものであるとよい。
Here, it is preferable that the separating unit is configured to transmit the visible light and reflect the microwave through a conductor formed in a net shape or an interdigital shape.
Preferably, the separating means transmits the visible light and reflects the microwave through a conductor having a length of ½ of the wavelength of the microwave arranged in parallel at a predetermined interval. .

また、好ましくは、前記分離手段は、導体薄膜により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものであるとよい。
また、好ましくは、前記分離手段は、積層された光学薄膜により前記可視光を反射させると共に前記マイクロ波を透過させるものであるとよい。
また、好ましくは、前記所定の設備は、前記監視対象を観察するための監視窓を有するものであり、前記監視窓は、前記所定の設備の内外を仕切ると共に、少なくとも前記可視光を透過させる仕切部材であって、前記分離手段が、前記仕切部材を兼ねてなるとよい。
Preferably, the separating means transmits the visible light and reflects the microwave through a conductive thin film.
Preferably, the separating means reflects the visible light and transmits the microwave through a laminated optical thin film.
Preferably, the predetermined facility has a monitoring window for observing the monitoring target, and the monitoring window partitions the inside and the outside of the predetermined facility and transmits at least the visible light. It is a member, Comprising: It is good for the said separation means to serve as the said partition member.

ここで、好ましくは、前記経路に沿って設けられた導波管の前記監視対象とは反対側の端部に設けられて前記所定の設備の内外を仕切ると共に、少なくとも前記可視光を透過させる仕切部材を備えてなり、前記分離手段が、前記仕切部材の内側に設けられてなるとよい。
また、好ましくは、前記経路に沿って設けられた導波管の前記監視対象とは反対側の端部に設けられて前記所定の設備の内外を仕切ると共に、前記可視光及び前記マイクロ波を透過させる仕切部材を備えてなり、前記分離手段が、前記仕切部材の外側に設けられてなるとよい。
Here, it is preferable that the waveguide provided along the path is provided at an end of the waveguide opposite to the monitoring target to partition the inside and outside of the predetermined facility and to transmit at least the visible light. It is good to provide a member and the said separating means is provided inside the said partition member.
Preferably, the waveguide provided along the path is provided at an end opposite to the monitoring target to partition the inside and outside of the predetermined facility and transmit the visible light and the microwave. It is preferable that the partition member is provided, and the separating means is provided outside the partition member.

本発明によれば、監視対象で反射される可視光とマイクロ波とを分離手段を用いて異なる方向に導くことができるため、その各々の位置で監視対象についての目視とマイクロ波による状態検出との両方による監視を同時に行うことが可能となる。   According to the present invention, the visible light reflected by the monitoring object and the microwave can be guided in different directions using the separating means. It is possible to perform monitoring by both of them simultaneously.

本発明の実施形態に係る設備監視装置の概略構成を示す図であり、(a)はマイクロ波が反射される場合を示す図、(b)は可視光が反射される場合を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the equipment monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention, (a) is a figure which shows the case where a microwave is reflected, (b) is a figure which shows the case where visible light is reflected. . 分離器の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a separator. 分離器の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of a separator. 分離器のさらに他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the further another example of a separator. 本発明の実施例3に係る設備監視装置Xの概略構成を示す図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。It is a figure which shows schematic structure of the equipment monitoring apparatus X which concerns on Example 3 of this invention, (a) is a side view, (b) is a front view. 本発明の実施例3に係る設備監視装置Xの他の概略構成を示す図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the equipment monitoring apparatus X which concerns on Example 3 of this invention, (a) is a side view, (b) is a front view. 本発明の実施例4に係る設備監視装置Xの概略構成を示す図であり、(a)は設備監視装置Xが導波管内に配置されている場合の構成を示す図、(b)は設備監視装置Xが導波管外に配置されている場合の構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the equipment monitoring apparatus X which concerns on Example 4 of this invention, (a) is a figure which shows a structure when the equipment monitoring apparatus X is arrange | positioned in a waveguide, (b) is equipment. It is a figure which shows the structure in case the monitoring apparatus X is arrange | positioned out of the waveguide. 従来の設備監視方法を示す図であり、(a)は目視による監視方法を示す図、(b)は目視と計測センサの併用による監視方法を示す図である。It is a figure which shows the conventional equipment monitoring method, (a) is a figure which shows the monitoring method by visual observation, (b) is a figure which shows the monitoring method by combined use of visual observation and a measurement sensor.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
まず、図1を参照しつつ、本発明の実施形態に係る設備監視装置Xが利用される設備Eの概略構成について説明する。設備Eは、例えば、反応装置のタンク、高温炉、熱処理炉など、内部での製造プロセス(過程)の進行を監視する必要のある設備装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: The thing of the character which limits the technical scope of this invention is not.
First, a schematic configuration of an equipment E in which the equipment monitoring device X according to the embodiment of the present invention is used will be described with reference to FIG. The facility E is a facility device that needs to monitor the progress of an internal manufacturing process (process), such as a reactor tank, a high-temperature furnace, or a heat treatment furnace.

例えば、設備Eが化学反応装置のタンクであれば、内部の液体の反応や発酵などが進行すると、液面の状況(液面の泡立ちや波立ちなど)が変化し、この変化を監視することで、作業者は製造プロセスの進行を把握することができる。高温炉や熱処理炉などにおいても、炉内で処理される製品の変化を監視することで、作業者は製造プロセスの進行を把握することができる。設備Eは、これら製造業の設備装置以外にも、例えば、石油タンカーのオイルタンクなど、内部に存在する液体の量や状態を監視する必要のある設備装置であってもかまわない。   For example, if the equipment E is a tank of a chemical reaction device, the state of the liquid surface (such as foaming or undulation of the liquid surface) changes as the reaction or fermentation of the internal liquid proceeds, and this change is monitored. The worker can grasp the progress of the manufacturing process. Even in a high-temperature furnace or a heat treatment furnace, the operator can grasp the progress of the manufacturing process by monitoring changes in the products processed in the furnace. In addition to these manufacturing equipment, the equipment E may be equipment that needs to monitor the amount and state of the liquid present therein, such as an oil tank of an oil tanker, for example.

図1(a)及び図1(b)に示すように、設備Eの外壁には、設備Eの内部から外部に向かって突出した略円筒状の開口突部11が設けられている。その円筒状の開口突部11の外部側には、開口形状に対応した略円板状の監視窓23が取り付けられていて、外部から監視窓23を通して設備E内部の監視対象の様子を目視することができる。この監視窓23は、例えば耐熱ガラスなどからできている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the outer wall of the equipment E is provided with a substantially cylindrical opening protrusion 11 that protrudes from the inside of the equipment E toward the outside. A substantially disc-shaped monitoring window 23 corresponding to the opening shape is attached to the outside of the cylindrical opening protrusion 11, and the state of the monitoring target inside the equipment E is visually observed from the outside through the monitoring window 23. be able to. The monitoring window 23 is made of, for example, heat resistant glass.

続いて、図1を参照しながら、設備Eの観察窓23の前方に設けられ、設備Eの内部状態を監視対象とする設備監視装置Xについて説明する。
図1(a)に示すように、設備監視装置Xは、分離器22(分離手段の一例)、及びマイクロ波検出部24(マイクロ波検出手段の一例)などを含んで構成されている。
分離器22は、設備Eの外部であって監視窓23の前方に設けられている。分離器22は、光(可視光、紫外線及び赤外線を含む)を透過させ、マイクロ波を反射させるものである。本実施形態は、分離器22を透過する光として可視光を用いて説明する。特に、設備監視装置Xでは、分離器22が、監視窓23の軸心に沿った監視方向(経路)Lに対して45°傾斜した状態で監視窓23の前方に配置されている。これにより、分離器22は、監視方向Lに平行又は垂直な方向から入力されるマイクロ波を、90°の反射角で可視光の透過(進行)方向とは異なる方向に向けて反射させる。ここで、図1(a)に示した監視方向Lは、可視光及びマイクロ波が進行する共通の経路でもあり、以下、経路Lと示すこともある。
Next, the facility monitoring device X that is provided in front of the observation window 23 of the facility E and monitors the internal state of the facility E will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1A, the equipment monitoring device X includes a separator 22 (an example of a separation unit), a microwave detection unit 24 (an example of a microwave detection unit), and the like.
The separator 22 is provided outside the facility E and in front of the monitoring window 23. The separator 22 transmits light (including visible light, ultraviolet light, and infrared light) and reflects microwaves. The present embodiment will be described using visible light as light transmitted through the separator 22. In particular, in the equipment monitoring device X, the separator 22 is disposed in front of the monitoring window 23 in a state where the separator 22 is inclined by 45 ° with respect to the monitoring direction (path) L along the axis of the monitoring window 23. Thereby, the separator 22 reflects the microwave input from the direction parallel or perpendicular to the monitoring direction L toward a direction different from the transmission (traveling) direction of visible light at a reflection angle of 90 °. Here, the monitoring direction L shown in FIG. 1A is also a common path through which visible light and microwaves travel, and may be referred to as a path L hereinafter.

具体的に、分離器22は、マイクロ波検出部24から出射されるマイクロ波を設備E内部の監視対象に向けて反射させ、設備Eの監視対象で反射された後のマイクロ波をマイクロ波検出部24に向けて反射させる。
なお、本発明における可視光及びマイクロ波の透過及び反射の概念は、100%の透過及び反射のみならず目視可能あるいは検出可能な程度の透過率又は反射率があることを含むものである。
Specifically, the separator 22 reflects the microwave emitted from the microwave detection unit 24 toward the monitoring target in the facility E, and detects the microwave after being reflected by the monitoring target in the facility E. Reflected toward the portion 24.
The concept of transmission and reflection of visible light and microwave in the present invention includes not only 100% transmission and reflection but also a transmittance or reflectance that is visible or detectable.

図2は、分離器22の構成例を具体的に示す模式図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。
図2に示すように、分離器22は、格子状を成す網状に形成された導体からなる反射部22aと、透明な誘電体で形成され、反射部22aを支持する基板22bとを有している。反射部22aは、例えば金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム等の金属である。また、基板22bは、例えばフッ化カルシウムや石英ガラス、サファイア(単結晶酸化アルミニウム)などである。また、赤外線での観察まで含めるのであれば、可視光は透過しないが、反射部22aをシリコンで形成することもできる。
FIG. 2 is a schematic view specifically showing a configuration example of the separator 22, where (a) is a front view and (b) is a side view.
As shown in FIG. 2, the separator 22 includes a reflective portion 22 a made of a net-like conductor having a lattice shape, and a substrate 22 b that is formed of a transparent dielectric and supports the reflective portion 22 a. Yes. The reflection part 22a is, for example, a metal such as gold, silver, copper, aluminum, or rhodium. The substrate 22b is made of, for example, calcium fluoride, quartz glass, sapphire (single crystal aluminum oxide), or the like. In addition, if the observation by infrared rays is included, visible light is not transmitted, but the reflection portion 22a can be formed of silicon.

このように構成された分離器22では、分離器22に入射される可視光はその大部分が反射部22aを透過するが、分離器22に入射されるマイクロ波は反射部22aで反射されることになる。また、反射部22aは、格子状の網状を成す導体であるため、マイクロ波の偏波方向(直線偏波、円偏波)にかかわらず、該マイクロ波を反射させることができる。なお、金属で形成される反射部22aは耐熱性に優れるため、基板22bを省略して反射部22aを自立配置させることで、分離器22が配置される環境についての制約を少なくすることも考えられる。   In the separator 22 configured as described above, most of the visible light incident on the separator 22 is transmitted through the reflecting portion 22a, but the microwave incident on the separator 22 is reflected by the reflecting portion 22a. It will be. Further, since the reflecting portion 22a is a conductor having a lattice-like net shape, the microwave can be reflected regardless of the polarization direction (linearly polarized wave, circularly polarized wave) of the microwave. In addition, since the reflection part 22a formed with a metal is excellent in heat resistance, it may be considered that the substrate 22b is omitted and the reflection part 22a is arranged in a self-supporting manner to reduce restrictions on the environment in which the separator 22 is arranged. It is done.

また、反射部22aにおける網目の間隔(導体の間隔)は、少なくともマイクロ波の波長の1/10未満であることが望ましい。これにより、反射部22aで、金属板のような導体の板部材を設けた場合と同様の反射能力を発揮することができる。もちろん、分離器22におけるマイクロ波の反射能力を落としてもよい場合には、反射部22aにおける網目の間隔がマイクロ波の波長の1/10以上であってもよい。   Further, it is desirable that the mesh interval (conductor interval) in the reflecting portion 22a is at least less than 1/10 of the wavelength of the microwave. Thereby, the reflective ability similar to the case where the board | plate member of a conductor like a metal plate is provided in the reflection part 22a can be exhibited. Of course, when the microwave reflection capability in the separator 22 may be reduced, the mesh interval in the reflection portion 22a may be 1/10 or more of the wavelength of the microwave.

また、図2に示した分離器22の外周形状は矩形(ここでは正方形)であるが、その外周形状は、監視窓23の形状に応じて適宜変更したものを用いればよい。例えば、監視窓23が円形や楕円形であれば、分離器22の外周形状も円や楕円などとすることが考えられる。また、監視窓23が矩形であれば、分離器22の外周形状も矩形とすることが考えられる。もちろん、円形や楕円形の監視窓23の前方に外周形状が矩形の分離器22を設けることや、矩形の監視窓23の前方に外周形状が円形や楕円形の分離器22を設けることも考えられる。   Further, the outer peripheral shape of the separator 22 shown in FIG. 2 is a rectangle (here, a square), but the outer peripheral shape may be appropriately changed according to the shape of the monitoring window 23. For example, if the monitoring window 23 is circular or elliptical, the outer peripheral shape of the separator 22 may be circular or elliptical. In addition, if the monitoring window 23 is rectangular, the outer peripheral shape of the separator 22 may be rectangular. Of course, it is also conceivable that a separator 22 having a rectangular outer peripheral shape is provided in front of the circular or elliptical monitoring window 23 or a separator 22 having a circular or elliptical outer peripheral shape is provided in front of the rectangular monitoring window 23. It is done.

ところで、図1に示すように、監視窓23は、設備Eの外壁に形成された略円筒状の開口突部11に設けられている。監視窓23は、設備Eの内側の環境と外側の環境とを仕切ると共に、少なくとも可視光を透過させるものである。監視窓23は、例えば透明な耐熱ガラスなどである。なお、監視窓23と設備Eの開口突部11との間はシール部材で封止されている。   By the way, as shown in FIG. 1, the monitoring window 23 is provided in the substantially cylindrical opening protrusion 11 formed on the outer wall of the equipment E. The monitoring window 23 divides the environment inside the facility E from the environment outside and transmits at least visible light. The monitoring window 23 is, for example, transparent heat resistant glass. The space between the monitoring window 23 and the opening protrusion 11 of the equipment E is sealed with a seal member.

設備監視装置Xでは、前述したように分離器22が可視光を透過するものであるため、設備E内部の監視対象で反射した可視光は、分離器22を透過して監視窓23に導かれる。これにより、作業者は、監視窓23から監視対象の状態を目視により監視することができる。なお、監視窓23から外部に出射される可視光を、ミラーなどの補助反射部材を用いて任意の位置に反射させ、該位置で作業者による監視対象の目視を可能とする構成も他の実施例として考えられる。   In the equipment monitoring apparatus X, as described above, the separator 22 transmits visible light. Therefore, the visible light reflected by the monitoring target inside the equipment E passes through the separator 22 and is guided to the monitoring window 23. . Thereby, the operator can visually monitor the state of the monitoring target from the monitoring window 23. In addition, the configuration in which visible light emitted from the monitoring window 23 to the outside is reflected to an arbitrary position using an auxiliary reflecting member such as a mirror so that an operator can visually observe the monitoring target at the position is also implemented. Considered as an example.

マイクロ波検出部24は、設備E内部の監視対象で反射した後のマイクロ波が分離器22で反射される方向(図1(a)における上方向)に設けられている。
マイクロ波検出部24は、所定周波数のマイクロ波を照射すると共に、マイクロ波検出部24に入射されるマイクロ波を受信するマイクロ波センサを有している。なお、マイクロ波検出部24には、例えばパルスレーダやFM−CWレーダ、その他の各種方式のレーダを用いることができる。そして、マイクロ波検出部24は、マイクロ波センサにより受信されたマイクロ波に基づいて設備E内部における監視対象の位置(監視対象の状態の一例)を検出する。
The microwave detection unit 24 is provided in a direction (upward direction in FIG. 1A) where the microwave after being reflected by the monitoring target inside the facility E is reflected by the separator 22.
The microwave detection unit 24 includes a microwave sensor that irradiates a microwave having a predetermined frequency and receives a microwave incident on the microwave detection unit 24. For the microwave detection unit 24, for example, pulse radar, FM-CW radar, and other various types of radar can be used. And the microwave detection part 24 detects the position (an example of the state of a monitoring object) of the monitoring object inside the installation E based on the microwave received by the microwave sensor.

具体的に、設備監視装置Xでは、前述したように分離器22がマイクロ波を反射するものである。そのため、マイクロ波検出部24から分離器22の反射部22aに対して45°の角度で照射されたマイクロ波は、該反射部22aにより90°の反射角で監視対象に向けて反射される。その後、監視対象で反射して監視方向(経路)Lに沿って進行するマイクロ波は、分離器22の反射部22aにより90°の反射角でマイクロ波検出部24に向けて反射される。これにより、マイクロ波検出部24では、受信されたマイクロ波に基づいて、マイクロ波検出部24から監視対象までの距離を測定することができる。なお、マイクロ波検出部24は、例えば出射したマイクロ波と受信したマイクロ波との周波数の差分に基づいて距離を測定する。一方、マイクロ波検出部24から分離器22を経て監視窓23(又は、設備Eの外壁位置)に至るまでの距離は既知であり、その距離は予めマイクロ波検出部24にパラメータとして記憶されている。そして、マイクロ波検出部24は、マイクロ波に基づいて測定したマイクロ波検出部24から監視対象までの距離と、既知であるマイクロ波検出部24から監視窓23(又は、設備Eの外壁位置)までの距離との差分により、監視窓23(又は、設備Eの外壁位置)から監視対象までの距離、例えば、反応装置内における液面の高さや、高温炉や熱処理炉内の処理対象までの距離を検出することができる。なお、マイクロ波検出部24で検出された距離(反応装置内における液面の高さや、高温炉や熱処理炉内の処理対象までの距離)は、不図示のコンピュータ等に転送されて表示され、また、設備Eの内部温度制御や送風量制御などの各種稼働制御の指標としても用いられる。   Specifically, in the equipment monitoring apparatus X, as described above, the separator 22 reflects microwaves. Therefore, the microwave irradiated from the microwave detection unit 24 to the reflection unit 22a of the separator 22 at an angle of 45 ° is reflected toward the monitoring target by the reflection unit 22a at a reflection angle of 90 °. Thereafter, the microwave reflected by the monitoring target and traveling along the monitoring direction (path) L is reflected toward the microwave detection unit 24 at a reflection angle of 90 ° by the reflection unit 22 a of the separator 22. Thereby, in the microwave detection part 24, the distance from the microwave detection part 24 to a monitoring object can be measured based on the received microwave. In addition, the microwave detection part 24 measures distance based on the difference of the frequency of the emitted microwave and the received microwave, for example. On the other hand, the distance from the microwave detection unit 24 through the separator 22 to the monitoring window 23 (or the outer wall position of the equipment E) is known, and the distance is stored in advance in the microwave detection unit 24 as a parameter. Yes. And the microwave detection part 24 is the distance from the microwave detection part 24 measured based on the microwave to the monitoring object, and the monitoring window 23 (or the outer wall position of the equipment E) from the known microwave detection part 24. The distance from the monitoring window 23 (or the outer wall position of the equipment E) to the monitoring target, for example, the height of the liquid level in the reaction apparatus, the processing target in the high temperature furnace or the heat treatment furnace The distance can be detected. The distance detected by the microwave detection unit 24 (the height of the liquid level in the reaction apparatus and the distance to the processing target in the high temperature furnace or heat treatment furnace) is transferred to a computer (not shown) and displayed. Further, it is also used as an index for various operation controls such as the internal temperature control of the equipment E and the air flow control.

以上説明したように、設備監視装置Xでは、分離器22によって監視対象で反射される可視光及びマイクロ波をそれぞれ異なる方向に分岐することができる。従って、設備監視装置Xによれば、作業者による監視対象の目視と、マイクロ波検出部24からのマイクロ波による監視対象の深度検出(距離検出)との両方による監視を同時に行うことが可能である。なお、設備E内に測定棒などを挿入する必要もないため、該監視対象の深度検出を設備Eの操業中にも行うことができる。   As described above, in the equipment monitoring apparatus X, the visible light and the microwave reflected by the monitoring target by the separator 22 can be branched in different directions. Therefore, according to the equipment monitoring apparatus X, it is possible to simultaneously perform monitoring by both visual observation of the monitoring target by the worker and depth detection (distance detection) of the monitoring target by the microwave from the microwave detection unit 24. is there. In addition, since it is not necessary to insert a measuring rod etc. in the installation E, the depth detection of this monitoring object can be performed during the operation of the installation E.

ところで、本実施形態では、分離器22の反射部22aが矩形状を成す網状の導体である場合について説明した。一方、反射部22aが、導体薄膜によってマイクロ波を反射させると共に可視光を透過させるものであることも他の実施例として考えられる。
具体的には、基板22bがガラスであって、反射部22aが基板22bに金属を蒸着することによって該基板22b上に形成される導体薄膜であることが考えられる。このように構成された反射部22aでも、マイクロ波を反射させると共に可視光を透過させることができる。
By the way, in this embodiment, the case where the reflection part 22a of the separator 22 was a rectangular net-like conductor was demonstrated. On the other hand, it is also conceivable as another embodiment that the reflecting portion 22a reflects microwaves and transmits visible light by the conductor thin film.
Specifically, it is conceivable that the substrate 22b is glass, and the reflecting portion 22a is a conductive thin film formed on the substrate 22b by vapor-depositing a metal on the substrate 22b. The reflection part 22a configured in this way can reflect microwaves and transmit visible light.

さらに、反射部22aが導体薄膜である構成では、可視光が反射部22aを透過する際に減衰することとなる。そのため、設備E内で強い発光がある場合に、監視窓23から監視対象を目視する作業者に強い光が直接届くことを防止し、作業者の目を保護することができる。   Further, in the configuration in which the reflecting portion 22a is a conductor thin film, visible light is attenuated when passing through the reflecting portion 22a. Therefore, when there is strong light emission in the facility E, it is possible to prevent the strong light from directly reaching the worker viewing the monitoring target from the monitoring window 23 and to protect the eyes of the worker.

実施例1では、図3を参照しつつ、分離器22の他の例として分離器221について説明する。なお、図3の(a)は正面図、(b)は側面図である。実施例1で説明する分離器221は、マイクロ波検出部24が直線偏波のマイクロ波を送受信する構成に適応可能である。
図3に示すように、分離器221は、複数の導体が所定間隔で平行に配置されたすだれ状の反射部221aと、透明な誘電体で形成され、反射部221aを支持する基板221bとを有している。反射部221aは、例えば金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム等の金属である。また、基板221bは、例えば、フッ化カルシウムや石英ガラス、サファイア(単結晶酸化アルミニウム)などである。なお、金属で形成される反射部22aは耐熱性に優れるため、基板22bを省略して反射部22aを自立配置させることで、分離器22が配置される環境についての制約を少なくすることも考えられる。
In the first embodiment, a separator 221 will be described as another example of the separator 22 with reference to FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a side view. The separator 221 described in the first embodiment is applicable to a configuration in which the microwave detection unit 24 transmits and receives linearly polarized microwaves.
As shown in FIG. 3, the separator 221 includes an interdigital reflector 221a in which a plurality of conductors are arranged in parallel at predetermined intervals, and a substrate 221b that is formed of a transparent dielectric and supports the reflector 221a. Have. The reflection part 221a is a metal such as gold, silver, copper, aluminum, rhodium, for example. The substrate 221b is, for example, calcium fluoride, quartz glass, sapphire (single crystal aluminum oxide), or the like. In addition, since the reflection part 22a formed with a metal is excellent in heat resistance, it may be considered that the substrate 22b is omitted and the reflection part 22a is arranged in a self-supporting manner to reduce restrictions on the environment in which the separator 22 is arranged. It is done.

そして、分離器221は、分離器22と同様に監視方向Lに対して45°傾斜した状態で導波管21内に配置されている。このとき、分離器221は、反射部221aにおいてすだれ状に配置された導体がマイクロ波の直線偏波方向と平行になる状態で配置される。これにより、分離器221においても、分離器22と同様に、反射部221aによってマイクロ波を反射させ、可視光を透過させることができる。   And the separator 221 is arrange | positioned in the waveguide 21 in the state inclined 45 degrees with respect to the monitoring direction L similarly to the separator 22. FIG. At this time, the separator 221 is disposed in a state in which the conductor disposed in the interdigital shape in the reflecting portion 221a is parallel to the linear polarization direction of the microwave. Thereby, also in the separator 221, similarly to the separator 22, the microwave can be reflected by the reflecting portion 221 a and the visible light can be transmitted.

また、図3に示す反射部221aでは、平行に配置された複数の導体の上端部及び下端部が連結されているが、これに限らず、複数の導体を連結せずに単に基板221b上に並べて配置することも他の実施例として考えられる。このとき、マイクロ波は、その直線偏波の方向に平行に配置された導体の長さが該マイクロ波の波長の1/2の長さである場合に効率良く反射される。そのため、反射部221aにおける各導体の長さはマイクロ波の波長の1/2であることが望ましい。   Moreover, in the reflection part 221a shown in FIG. 3, although the upper end part and lower end part of the several conductor arrange | positioned in parallel are connected, not only this but a several conductor is connected, and it only on the board | substrate 221b. Arrangement side by side is also conceivable as another embodiment. At this time, the microwave is efficiently reflected when the length of the conductor arranged parallel to the direction of the linearly polarized wave is ½ the wavelength of the microwave. Therefore, it is desirable that the length of each conductor in the reflecting portion 221a is ½ of the wavelength of the microwave.

図1(b)を参照しながら、実施例2について説明する。
実施例2では、可視光を反射させてマイクロ波を透過させる構成について説明する。ここに、図1(b)は、実施例2に係る設備監視装置Xの概略構成を示す図である。なお、図1と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図1(b)に示すように、実施例2に係る設備監視装置Xでは、図1(a)と比較して、分離器に対する目視の位置とマイクロ波検出部24の位置が逆転している。つまり、設備監視装置Xは、分離器22に代えて、可視光を反射させると共に、マイクロ波を透過させる分離器222を備えている。
Example 2 will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, a configuration that reflects visible light and transmits microwaves will be described. FIG. 1B is a diagram illustrating a schematic configuration of the equipment monitoring device X according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 1B, in the equipment monitoring apparatus X according to the second embodiment, the visual position with respect to the separator and the position of the microwave detection unit 24 are reversed as compared with FIG. . That is, the equipment monitoring apparatus X includes a separator 222 that reflects visible light and transmits microwaves instead of the separator 22.

これによって、実施例2に係る設備監視装置Xは、可視光が分離器222で反射した可視光を作業者が目視でき、且つ分離器222を透過したマイクロ波をマイクロ波検出部24で検出できる構成となっている。
ここに、図4は分離器222の構成例を具体的に示す模式図であって、(a)は正面図、(b)は側面図である。
As a result, the facility monitoring apparatus X according to the second embodiment allows the operator to visually observe the visible light reflected by the separator 222, and can detect the microwave transmitted through the separator 222 by the microwave detection unit 24. It has a configuration.
FIG. 4 is a schematic diagram specifically showing a configuration example of the separator 222, where (a) is a front view and (b) is a side view.

図4に示すように、分離器222は、例えばフッ化カルシウム等の誘電体で形成された基板223と、基板223の表面上に数層から数十層の光学薄膜が積層されることにより形成された誘電体多層膜224とを有している。
具体的に、誘電体多層膜224は、図4(a)に示すように、フッ化カルシウムやフッ化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化チタンなどの透明誘電体材料の薄膜224a及び薄膜224bを交互に積層することによって形成されている。なお、基板223には最下層の薄膜224aが接触している。
As shown in FIG. 4, the separator 222 is formed by laminating a substrate 223 made of a dielectric material such as calcium fluoride and several to several tens of optical thin films on the surface of the substrate 223. The dielectric multilayer film 224 is provided.
Specifically, as shown in FIG. 4A, the dielectric multilayer film 224 is formed by alternately laminating thin films 224a and thin films 224b made of a transparent dielectric material such as calcium fluoride, magnesium fluoride, silicon dioxide, and titanium dioxide. It is formed by doing. Note that the lowermost thin film 224 a is in contact with the substrate 223.

ここで、薄膜224a及び薄膜224bは、共に光学的厚み(=屈折率×膜厚)が可視光の1/4波長となるように形成されているが、薄膜224aは薄膜224bよりも光の屈折率が高い材料で形成されている。なお、屈折率は誘電率の平方根により求まる。
このように構成された分離器222では、屈折率が異なる薄膜224a、224bを交互に積層した誘電体多層膜224により任意の光学反射特性を得ることができ、可視光を反射させることが可能である。なお、薄膜224a、224bの積層数が多いほど誘電体多層膜224における可視光の反射率は高まる。
Here, the thin film 224a and the thin film 224b are both formed so that the optical thickness (= refractive index × film thickness) is ¼ wavelength of visible light, but the thin film 224a is more refracting light than the thin film 224b. It is made of a material with a high rate. The refractive index is obtained from the square root of the dielectric constant.
In the separator 222 configured as described above, an arbitrary optical reflection characteristic can be obtained by the dielectric multilayer film 224 in which the thin films 224a and 224b having different refractive indexes are alternately laminated, and visible light can be reflected. is there. In addition, the reflectance of visible light in the dielectric multilayer film 224 increases as the number of stacked thin films 224a and 224b increases.

一方、誘電体多層膜224を構成する薄膜224a、224bの厚みは光の波長(約500nm程度)以下であるため、波長が可視光の約1万倍ほどのマイクロ波から見た薄膜224a、224bの厚みは0に等しい。また、誘電体多層膜224は誘電体である。そのため、誘電体多層膜224におけるマイクロ波の反射は生じない。さらに、基板223を、マイクロ波に対する屈折率と基板223の厚み(幾何学的厚み)との積が該マイクロ波の1/2波長の整数倍となるように形成すれば、基板223におけるマイクロ波の反射も抑制される。   On the other hand, since the thickness of the thin films 224a and 224b constituting the dielectric multilayer film 224 is equal to or less than the wavelength of light (about 500 nm), the thin films 224a and 224b viewed from a microwave whose wavelength is about 10,000 times that of visible light. The thickness of is equal to zero. The dielectric multilayer film 224 is a dielectric. Therefore, the reflection of the microwave in the dielectric multilayer film 224 does not occur. Furthermore, if the substrate 223 is formed such that the product of the refractive index with respect to the microwave and the thickness (geometric thickness) of the substrate 223 is an integral multiple of ½ wavelength of the microwave, the microwave on the substrate 223 is formed. Is also suppressed.

以上、説明したように、設備監視装置Xにおいても、分離器222によって監視対象からの可視光及びマイクロ波を異なる方向に分岐することができる。従って、設備監視装置Xによれば、作業者による監視対象の目視と、マイクロ波検出部24からのマイクロ波による監視対象の深度検出(距離検出)との両方による監視を同時に行うことが可能である。   As described above, also in the equipment monitoring apparatus X, visible light and microwaves from the monitoring target can be branched in different directions by the separator 222. Therefore, according to the equipment monitoring apparatus X, it is possible to simultaneously perform monitoring by both visual observation of the monitoring target by the worker and depth detection (distance detection) of the monitoring target by the microwave from the microwave detection unit 24. is there.

なお、誘電体多層膜224の反射特性を、マイクロ波を反射させて可視光を透過させるように構成すれば、該誘電体多層膜224の厚みが大きくなるが、設備監視装置Xの分離器22,221に代えて用いることも可能である。   Note that if the reflection characteristic of the dielectric multilayer film 224 is configured to reflect microwaves and transmit visible light, the thickness of the dielectric multilayer film 224 increases, but the separator 22 of the equipment monitoring device X is used. , 221 can be used instead.

実施例3では、監視窓23に可視光及びマイクロ波の分離機能を持たせる構成について説明する。ここに、図5,図6は、実施例3に係る設備監視装置Xの要部構成図である。なお、図1と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
まず、図5(a)に示すように、実施例3に係る設備監視装置Xでは、図1を用いて説明した設備Eの略円筒状の開口突部11の代わりに、略T字型の開口突部12(以下、T字開口突部12という)が設けられている。T字開口突部12は、略円筒状の開口突部11の長手方向におけるほぼ中央に上方に向かう開口を有している。図5(b)に示すように、T字開口突部12における開口の断面は略円形である。
In the third embodiment, a configuration in which the monitoring window 23 has a function of separating visible light and microwaves will be described. FIGS. 5 and 6 are main part configuration diagrams of the equipment monitoring apparatus X according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
First, as shown to Fig.5 (a), in the equipment monitoring apparatus X which concerns on Example 3, instead of the substantially cylindrical opening protrusion 11 of the equipment E demonstrated using FIG. An opening protrusion 12 (hereinafter referred to as a T-shaped opening protrusion 12) is provided. The T-shaped opening protrusion 12 has an opening directed upward at substantially the center in the longitudinal direction of the substantially cylindrical opening protrusion 11. As shown in FIG.5 (b), the cross section of the opening in the T-shaped opening protrusion 12 is substantially circular.

T字開口突部12には、監視窓23及び分離器22(図1参照)に代えて監視窓231(仕切部材の一例)が設けられている。具体的に、監視窓231は、マイクロ波を反射させて可視光を透過させる反射部231aと、透明な誘電体で形成され、反射部231aを支持する基板231bとを有している。また、監視窓231は、該監視窓231をT字開口突部12内に45°傾斜させて配置したときに基板231bの外周面がT字開口突部12の内壁と平行になるように形成されている。そして、監視窓231は、基板231bの外周面とT字開口突部12の内壁との間がシールされることにより設備Eの内外を仕切る。   The T-shaped opening projection 12 is provided with a monitoring window 231 (an example of a partition member) instead of the monitoring window 23 and the separator 22 (see FIG. 1). Specifically, the monitoring window 231 includes a reflective portion 231a that reflects microwaves and transmits visible light, and a substrate 231b that is formed of a transparent dielectric and supports the reflective portion 231a. The monitoring window 231 is formed so that the outer peripheral surface of the substrate 231 b is parallel to the inner wall of the T-shaped opening protrusion 12 when the monitoring window 231 is disposed in the T-shaped opening protrusion 12 by being inclined by 45 °. Has been. The monitoring window 231 partitions the inside and outside of the equipment E by sealing between the outer peripheral surface of the substrate 231b and the inner wall of the T-shaped opening protrusion 12.

即ち、設備監視装置Xは、監視窓231とマイクロ波検出部24を含んで構成されており、一つの監視窓231が分離器22及び監視窓23の機能を兼ねている。従って、T字開口突部12の開口側にマイクロ波検出部24を配置すれば、監視窓231で反射したマイクロ波を検出することができる。
このように、分離器22及び監視窓23の機能を一つの監視窓231によって実現することで、設備監視装置Xの構成部品を削減し低コスト化を図ることができる。
That is, the equipment monitoring apparatus X includes a monitoring window 231 and a microwave detection unit 24, and one monitoring window 231 also functions as the separator 22 and the monitoring window 23. Therefore, if the microwave detection unit 24 is arranged on the opening side of the T-shaped projection 12, the microwave reflected by the monitoring window 231 can be detected.
As described above, by realizing the functions of the separator 22 and the monitoring window 23 by the single monitoring window 231, the components of the equipment monitoring device X can be reduced and the cost can be reduced.

一方、図6に示すように、実施例3に係る設備監視装置Xでは、図1を用いて説明した設備Eの略円筒状の開口突部11の代わりに、略L字型の開口突部13(以下、L字開口突部13という)が設けられている。L字開口突部13は、L字の両端と該L字の屈曲部に開口を有しており、一端の開口で設備Eと接続されている。このL字開口突部13の屈曲部の開口に、監視方向Lに垂直であってL字開口突部13の内径方向に突出するシール壁部21cが設けられている。そして、監視窓23及び分離器22(図1参照)に代えて監視窓232(仕切部材の一例)が設けられている。即ち、設備監視装置Xでは、一つの監視窓232が分離器22及び監視窓23の機能を兼ねている。   On the other hand, as shown in FIG. 6, in the equipment monitoring apparatus X according to the third embodiment, a substantially L-shaped opening protrusion instead of the substantially cylindrical opening protrusion 11 of the equipment E described using FIG. 13 (hereinafter referred to as an L-shaped opening protrusion 13) is provided. The L-shaped opening protrusion 13 has openings at both ends of the L-shape and the bent portion of the L-shape, and is connected to the equipment E through the opening at one end. A seal wall portion 21 c that is perpendicular to the monitoring direction L and protrudes in the inner diameter direction of the L-shaped opening protrusion 13 is provided at the opening of the bent portion of the L-shaped opening protrusion 13. A monitoring window 232 (an example of a partition member) is provided instead of the monitoring window 23 and the separator 22 (see FIG. 1). That is, in the equipment monitoring apparatus X, one monitoring window 232 functions as the separator 22 and the monitoring window 23.

具体的に、監視窓232は、マイクロ波を反射させて可視光を透過させる反射部232aと、透明な誘電体で形成され、反射部232aを支持する透明な基材232b及び円筒状に形成されたシール部232cとを有している。
基材232bは、反射部232aを45°傾斜した状態で内包する直方体、立方体、円柱などに形成されたものである。これにより、図6に示すように、L字開口突部13内に監視窓232が設置されたとき、反射部232aは監視方向Lに対して45°傾斜して配置される。また、L字開口突部13内に配置された監視窓232では、基材232b及びシール部232cの全体形状における可視光の入射面及び出射面が、該可視光の入射方向に対して垂直な平行平面となるため、該監視窓232における可視光の屈折の影響を抑制することができる。
Specifically, the monitoring window 232 is formed of a reflective portion 232a that reflects microwaves and transmits visible light, a transparent dielectric, a transparent base material 232b that supports the reflective portion 232a, and a cylindrical shape. And a sealing portion 232c.
The base material 232b is formed in a rectangular parallelepiped, a cube, a cylinder, or the like that encloses the reflecting portion 232a in a state inclined by 45 °. Accordingly, as shown in FIG. 6, when the monitoring window 232 is installed in the L-shaped opening protrusion 13, the reflecting portion 232 a is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the monitoring direction L. Further, in the monitoring window 232 disposed in the L-shaped opening protrusion 13, the visible light incident surface and the light emitting surface in the overall shape of the base material 232 b and the seal portion 232 c are perpendicular to the incident direction of the visible light. Since it becomes a parallel plane, the influence of refraction of visible light in the monitoring window 232 can be suppressed.

一方、図6(b)に示すように、基材232bは、直方体又は立方体の部材であり、シール壁部21cの内径よりも大きな径を有している。また、シール部232cは、円柱状の部材であり、シール壁部21cの内径とほぼ同じ径を有している。そして、監視窓232は、基材232bとシール壁部21cとが接触し、シール部232cの外周面とシール壁部21cの内面とが接触した状態でシールされることにより該監視窓232の内外を仕切る。これにより、監視窓232に、設備Eの内外を仕切るシール機能を持たせることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, the base material 232b is a rectangular parallelepiped or cubic member, and has a diameter larger than the inner diameter of the seal wall portion 21c. Further, the seal portion 232c is a columnar member, and has substantially the same diameter as the inner diameter of the seal wall portion 21c. The monitoring window 232 is sealed in a state where the base material 232b and the seal wall portion 21c are in contact with each other, and the outer peripheral surface of the seal portion 232c and the inner surface of the seal wall portion 21c are in contact with each other. Partition. Thereby, the monitoring window 232 can be provided with a sealing function for partitioning the inside and outside of the facility E.

設備監視装置Xと同様に、設備監視装置Xは、監視窓232とマイクロ波検出部24を含んで構成されており、一つの監視窓232が分離器22及び監視窓23の機能を兼ねている。従って、L字開口突部13の開口側にマイクロ波検出部24を配置すれば、監視窓232で反射したマイクロ波を検出することができる。
このように、分離器22及び監視窓23の機能を一つの監視窓232によって実現することで、設備監視装置Xの構成部品を削減し低コスト化を図ることができる。
Similar to the equipment monitoring device X, the equipment monitoring device X includes a monitoring window 232 and a microwave detection unit 24, and one monitoring window 232 also functions as the separator 22 and the monitoring window 23. . Therefore, if the microwave detection unit 24 is arranged on the opening side of the L-shaped opening protrusion 13, the microwave reflected by the monitoring window 232 can be detected.
As described above, by realizing the functions of the separator 22 and the monitoring window 23 by the single monitoring window 232, the components of the equipment monitoring device X can be reduced and the cost can be reduced.

なお、実施例3では監視窓231や監視窓232がマイクロ波を反射させて可視光を透過させる場合を例に挙げて説明したが、もちろんその逆の構成であっても同様に構成することが可能である。   In the third embodiment, the case where the monitoring window 231 and the monitoring window 232 reflect microwaves and transmits visible light has been described as an example. Of course, the reverse configuration may be configured similarly. Is possible.

実施例4では、上述の設備監視装置Xを高炉Zに適用した例を示している。当然ながら、本実施例は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図7(a)に示すように、設備監視装置Xは、分離器22(分離手段の一例)、及びマイクロ波検出部24(マイクロ波検出手段の一例)などを含んで構成されており、監視窓23(仕切部材の一例)を有する導波管21に配置されている。
In Example 4, the example which applied the above-mentioned equipment monitoring apparatus X to the blast furnace Z is shown. Needless to say, the present embodiment is an example embodying the present invention, and is not of a character that limits the technical scope of the present invention.
As shown in FIG. 7A, the equipment monitoring device X is configured to include a separator 22 (an example of a separation unit), a microwave detection unit 24 (an example of a microwave detection unit), and the like. Arranged in a waveguide 21 having a window 23 (an example of a partition member).

導波管21は、高炉Zのブローパイプ4に延設されている。分離器22は、監視方向(経路)L上であって導波管21の内部且つ監視窓23の手前側(高炉Z側)に設けられている。分離器22は、マイクロ波検出部24から出射されるマイクロ波を高炉Zのレースウェイ5に向けて反射させ、レースウェイ5で反射された後のマイクロ波をマイクロ波検出部24に向けて反射させる。   The waveguide 21 is extended to the blow pipe 4 of the blast furnace Z. The separator 22 is provided on the monitoring direction (path) L and inside the waveguide 21 and on the front side (the blast furnace Z side) of the monitoring window 23. The separator 22 reflects the microwave emitted from the microwave detection unit 24 toward the raceway 5 of the blast furnace Z, and reflects the microwave reflected by the raceway 5 toward the microwave detection unit 24. Let

図7(a)に示すように、監視窓23は、監視方向Lに沿って設けられたブローパイプ4及び導波管21のレースウェイ5とは反対側の端部の壁面21aに設けられている。監視窓23は、高炉Zの内側の環境と外側の環境とを仕切ると共に、少なくとも可視光を透過させるものである。
この設備監視装置Xによれば、作業者によるレースウェイ5の目視と、マイクロ波検出部24によるマイクロ波によるレースウェイ5の深度検出との両方による監視を同時に行うことが可能である。
As shown in FIG. 7A, the monitoring window 23 is provided on the wall surface 21a at the end opposite to the raceway 5 of the blow pipe 4 and the waveguide 21 provided along the monitoring direction L. Yes. The monitoring window 23 divides the environment inside the blast furnace Z from the environment outside and transmits at least visible light.
According to this equipment monitoring apparatus X, it is possible to simultaneously perform monitoring by both visual observation of the raceway 5 by an operator and depth detection of the raceway 5 by the microwave detection unit 24.

なお、図7(b)に示すように、高炉Zに対する設備監視装置Xでは、分離器22(221)が、監視方向L上ではあるが、監視窓23の外側に設けられていてもよい。
ところで、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
7B, in the equipment monitoring apparatus X for the blast furnace Z, the separator 22 (221) may be provided outside the monitoring window 23 although it is in the monitoring direction L.
By the way, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

再度述べるが、本発明に係る設備監視装置(設備監視技術)は、産業上の様々なプロセスに適用可能であることは言うまでもない。   Again, it goes without saying that the equipment monitoring apparatus (equipment monitoring technology) according to the present invention is applicable to various industrial processes.

本発明は、産業上の様々なプロセスで用いられる設備内部の状態を監視する設備監視装置として利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a facility monitoring apparatus that monitors the state inside a facility used in various industrial processes.

1 :高炉壁
2 :羽口
3 :熱風支管
4 :ブローパイプ
11:開口突部
12:T字開口突部
13:L字開口突部
21:導波管
21a:端部壁
22:分離器(分離手段の一例)
22a:反射部
22b:基板
23:監視窓(仕切部材の一例)
24:マイクロ波検出部(マイクロ波検出手段の一例)
E :設備
L :監視方向
X :設備監視装置
Z :高炉
1: Blast furnace wall 2: Tuyere 3: Hot air branch pipe 4: Blow pipe 11: Opening protrusion 12: T-shaped opening protrusion 13: L-shaped opening protrusion 21: Waveguide 21a: End wall 22: Separator ( An example of separation means)
22a: Reflector 22b: Substrate 23: Monitoring window (an example of a partition member)
24: Microwave detection unit (an example of microwave detection means)
E: Equipment L: Monitoring direction X: Equipment monitoring device Z: Blast furnace

Claims (8)

所定の設備内の監視対象を観察するために用いられる光とマイクロ波との共通の経路上に設けられ、前記光及びマイクロ波のいずれか一方を透過させると共に、他方を前記透過方向とは異なる方向に向けて反射させる分離手段と、
前記分離手段による前記マイクロ波の透過方向又は反射方向に設けられ、該マイクロ波に基づいて前記監視対象の状態を検出するマイクロ波検出手段と、
を備えてなることを特徴とする設備監視装置。
Provided on a common path of light and microwave used for observing a monitoring target in a predetermined facility, and transmits one of the light and microwave, and the other is different from the transmission direction. Separating means for reflecting in the direction;
Microwave detection means provided in the transmission direction or reflection direction of the microwave by the separation means, and detecting the state of the monitoring target based on the microwave;
An equipment monitoring device comprising:
前記分離手段は、網状又はすだれ状に形成された導体により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものである請求項1に記載の設備監視装置。   The equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separating unit transmits the visible light and reflects the microwaves through a conductor formed in a net shape or a comb shape. 前記分離手段は、所定間隔で平行配置された前記マイクロ波の波長の1/2の長さの導体により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものである請求項1に記載の設備監視装置。   The facility according to claim 1, wherein the separating means transmits the visible light and reflects the microwave through a conductor having a length of ½ of the wavelength of the microwave arranged in parallel at a predetermined interval. Monitoring device. 前記分離手段は、導体薄膜により前記可視光を透過させると共に前記マイクロ波を反射させるものである請求項1に記載の設備監視装置。   The facility monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separating unit transmits the visible light and reflects the microwave through a conductive thin film. 前記分離手段は、積層された光学薄膜により前記可視光を反射させると共に前記マイクロ波を透過させるものである請求項1に記載の設備監視装置。   The equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separating unit reflects the visible light and transmits the microwaves by using a laminated optical thin film. 前記所定の設備は、前記監視対象を観察するための監視窓を有するものであり、
前記監視窓は、前記所定の設備の内外を仕切ると共に、少なくとも前記可視光を透過させる仕切部材であって、
前記分離手段が、前記仕切部材を兼ねてなる請求項1〜5のいずれかに記載の設備監視装置。
The predetermined facility has a monitoring window for observing the monitoring target,
The monitoring window is a partition member that partitions the inside and outside of the predetermined facility and transmits at least the visible light,
The equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separation unit also serves as the partition member.
前記経路に沿って設けられた導波管の前記監視対象とは反対側の端部に設けられて前記所定の設備の内外を仕切ると共に、少なくとも前記可視光を透過させる仕切部材を備えてなり、
前記分離手段が、前記仕切部材の内側に設けられてなる請求項1〜5のいずれかに記載の設備監視装置。
The waveguide provided along the path is provided at an end opposite to the monitoring target and partitions the inside and outside of the predetermined facility, and includes a partition member that transmits at least the visible light,
The equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separation unit is provided inside the partition member.
前記経路に沿って設けられた導波管の前記監視対象とは反対側の端部に設けられて前記所定の設備の内外を仕切ると共に、前記可視光及び前記マイクロ波を透過させる仕切部材を備えてなり、
前記分離手段が、前記仕切部材の外側に設けられてなる請求項1〜5のいずれかに記載の設備監視装置。
A partition member provided at an end of the waveguide provided along the path opposite to the monitoring target to partition the inside and outside of the predetermined facility and to transmit the visible light and the microwave. And
The equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the separation unit is provided outside the partition member.
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