JP2013190294A - 液位測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉塵や水蒸気が存在する環境においても正しい液位を測定できる液位測定装置を提供する。
【解決手段】測定対象の液面との距離を非接触で測定する液位測定装置本体１１と、液位測定装置本体１１の照射領域に送風するファン１２とを備える液位測定装置１である。ファン１２は、送風方向が液位測定装置本体１１の照射方向と一致するように配置されている。液位測定装置本体の照射領域に存在する粉塵や水蒸気をファンによる送風で効率良く除去できるので、正しい液位を測定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液位測定装置に関する。さらに詳しくは、例えば、銅精錬において、粉化された鉱物と水とが装入されてスラリーが生成されるタンクにおいて、タンク内のスラリー液位を測定する液位測定装置に関する。

銅精錬においては、銅鉱石などの原料を破砕機で破砕して粉化し、水を加えてスラリーとした後、分級機で分級して浮遊選鉱が行われる。ここで、スラリーの生成は、粉化された鉱物と水とをタンク内に装入することにより行われる。
このタンクには液位測定装置が取り付けられており、液位測定装置でスラリー液位を測定しつつ、スラリー液位を一定に保つように、スラリーの抜出量を制御している。

上記のようなタンクに取り付けられる液位測定装置として超音波レベル計が知られている。
しかし、破砕機により粉化された鉱物をタンクに装入する際に、粉塵や水蒸気が多量に発生する場合があり、この粉塵や水蒸気が、超音波レベル計が照射する超音波を反射して、正しいスラリー液位を測定できない場合がある。そうすると、スラリー液位を一定に保つ制御に支障をきたし、安定した操業が阻害されるという問題がある。

このような問題に対して、複数の超音波プラグを垂直に配置し、各超音波プラグが気相に位置するか液相に位置するかを判定することにより、液位を測定する技術が知られている（特許文献１）。
上記技術であれば、水蒸気が発生しても問題なく液位を測定できる。しかし、複数の超音波プラグを必要とすることから、高価であるという問題がある。

特開２００５−１７０１０号公報

本発明は上記事情に鑑み、粉塵や水蒸気が存在する環境においても正しい液位を測定できる液位測定装置を提供することを目的とする。

第１発明の液位測定装置は、測定対象の液面との距離を非接触で測定する液位測定装置本体と、該液位測定装置本体の照射領域に送風するファンと、を備えることを特徴とする。
第２発明の液位測定装置は、第１発明において、前記ファンは、送風方向が前記液位測定装置本体の照射方向と一致するように配置されていることを特徴とする。
第３発明の液位測定装置は、第１または第２発明において、前記液位測定装置本体は、超音波レベル計、電波レベル計または光学式レベル計であることを特徴とする。

第１発明によれば、液位測定装置本体の照射領域に存在する粉塵や水蒸気をファンによる送風で除去できるので、正しい液位を測定できる。
第２発明によれば、液位測定装置本体の照射領域に存在する粉塵や水蒸気をファンによる送風で効率良く除去できる。
第３発明によれば、非接触で液位を測定できる。

本発明の一実施形態に係る液位測定装置の説明図である。 他の実施形態に係る液位測定装置の説明図である。 （ａ）実施例、（ｂ）比較例におけるスラリー液位の時間変化を示すグラフである。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明は、粉塵や水蒸気が存在する環境において測定対象の液位を測定する種々の液位測定装置に適用できる。以下では、銅精錬において、粉化された鉱物と水とが装入されてスラリーが生成されるタンクに取り付けられ、タンク内のスラリー液位を測定する液位測定装置を例に説明する。

図１に示すように、銅精錬においては、銅鉱石などの原料をボールミルなどの破砕機Ｍで破砕して粉化し、粉化された鉱物と水とをタンクＴ内に装入してスラリーを生成し、生成したスラリーをタンクＴから抜き出してサクロンなどの分級機Ｃに送り、分級機Ｃで分級されたスラリーを用いて浮遊選鉱が行われる。

ここで、タンクＴには、粉化された鉱物と水とが所定の流量で装入される。そして、タンクＴに取り付けられた液位測定装置１でスラリー液位を測定し、その測定結果を基に、スラリー液位を一定に保つように、タンクＴからのスラリーの抜出量が制御される。具体的には、タンクＴ内のスラリーを分級機Ｃに移送するポンプＰの抜出量が制御される。

タンクＴには破砕機Ｍの排出口から粉化された鉱物が直接投下されるので、タンクＴ内にはその鉱物による粉塵が発生する。また、鉱物は破砕される際の摩擦熱により高温となっているため、タンクＴに装入された水の温度が上昇し水蒸気が発生する。

タンクＴは、上面が閉塞されていない開放タンクであるため、発生した粉塵や水蒸気はタンクＴの上面からある程度排出されるが、タンクＴの内部は粉塵や水蒸気が存在する環境となっている。

本発明の一実施形態に係る液位測定装置１は、超音波レベル計１１と、ファン１２とを備えている。
超音波レベル計１１は、測定対象に向けて超音波を照射し、エコーが戻ってくるまでの往復時間から距離を求めるものである。超音波レベル計１１は、タンクＴの上面近傍に図示しない取付部材を介して取り付けられている。ここで、超音波レベル計１１は、超音波の照射方向が鉛直下向になるように取り付けられている。この超音波レベル計１１により、測定対象であるスラリーの液面との距離を非接触で測定でき、その距離からスラリー液位を求めることができるようになっている。

ファン１２は、円筒形の外筒と、外筒の内部に設けられたプロペラとからなる円筒形ファンであり、超音波レベル計１１の真上に配置されている。ファン１２は、その送風方向が鉛直下向きであり、超音波レベル計１１の超音波の照射方向と一致するように配置されている。なお、ファン１２は、超音波レベル計１１でスラリー液位を測定している間常に送風している。

一般に、超音波レベル計１１は、自身を頂点とした円錐形の領域に超音波を照射する（この領域を照射領域と称する）。ファン１２は、上記のように配置されているので、超音波レベル計１１の超音波の照射領域に送風することができる。

以上のような構成であるので、タンクＴ内に粉塵や水蒸気が発生しても、超音波レベル計１１の超音波の照射領域に存在する粉塵や水蒸気を、ファン１２による送風で除去できる。そのため、超音波レベル計１１が照射する超音波が粉塵や水蒸気に反射されることがなく、スラリーの液面に達し、正しいスラリー液位を測定できる。

なお、ファン１２の送風により除去された粉塵や水蒸気は、タンクＴの上面から排出される。また、タンクＴに排蒸フードが取り付けられている場合には、除去された粉塵や水蒸気は、その排蒸フードから排出される。

（その他の実施形態）
図２に示すように、ファン１２を、送風方向が超音波レベル計１１の超音波の照射方向に対して斜めになるように配置してもよい。このように配置しても超音波レベル計１１の超音波の照射領域に送風できるので、照射領域に存在する粉塵や水蒸気を除去でき、正しい液位を測定できる。

ただし、ファン１２を、送風方向が超音波レベル計１１の超音波の照射方向と一致するように配置した方が、照射領域に存在する粉塵や水蒸気を効率良く除去できるので好ましい。
このように、ファン１２の位置および送風方向は、超音波レベル計１１の超音波の照射領域に存在する粉塵や水蒸気を効率良く除去できるように、適宜設計変更される。

また、超音波レベル計１１に代えて、電波レベル計や光学式レベル計など、他の非接触の液位測定装置を採用してもよい。
ここで、電波レベル計は、測定対象に向けて電波を照射して測定対象との距離を測定することから、特許請求の範囲に記載の照射方向および照射領域は、電波の照射方向および照射領域を意味する。また、光学式レベル計は、測定対象に向けてレーザ光を照射して測定対象との距離を測定することから、特許請求の範囲に記載の照射方向および照射領域は、レーザ光の照射方向および照射領域を意味する。

つぎに、実施例について説明する。
（実施例）
上記実施形態に係る液位測定装置１を取り付けたタンクＴに、粉化された鉱物と水とを装入してスラリーを生成し、生成したスラリーをタンクＴから抜き出して分級機Ｃに移送した（図１参照）。その際、液位測定装置１でスラリー液位を測定し、その測定結果を基に、スラリー液位を一定に保つように、タンクＴからのスラリーの抜出量を制御した。

その結果、図３（ａ）に示すように、スラリー液位の急激な変動はなく、安定した操業が行われた。なお、図３に示すグラフの縦軸は、タンクＴの深さを100%としたときのスラリー液位を表す。

（比較例）
ファン１２を設置しないことを除き、実施例と同様の条件で操業を行った。
その結果、図３（ｂ）に示すように、実施例に比べてスラリー液位の変動が大きくなり、6:00〜7:00に２度スラリー液位の急激な変化が見られた。また、これによりスラリー液位を一定に保つ制御が誤作動を起こし、安定した操業が阻害された。なお、この時のタンクＴ内のスラリー液位を目視で確認したところ、測定値に誤りがあることが確認された。

１ 液位測定装置
１１ 超音波レベル計
１２ ファン

Claims (3)

1. 測定対象の液面との距離を非接触で測定する液位測定装置本体と、
   該液位測定装置本体の照射領域に送風するファンと、を備える
   ことを特徴とする液位測定装置。
2. 前記ファンは、送風方向が前記液位測定装置本体の照射方向と一致するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の液位測定装置。
3. 前記液位測定装置本体は、超音波レベル計、電波レベル計または光学式レベル計である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の液位測定装置。

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