JP2017161410A - Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna - Google Patents

Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna Download PDF

Info

Publication number
JP2017161410A
JP2017161410A JP2016047350A JP2016047350A JP2017161410A JP 2017161410 A JP2017161410 A JP 2017161410A JP 2016047350 A JP2016047350 A JP 2016047350A JP 2016047350 A JP2016047350 A JP 2016047350A JP 2017161410 A JP2017161410 A JP 2017161410A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
horn
gas
level meter
microwave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016047350A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
原 周平
Shuhei Hara
周平 原
健太 川野
Kenta KAWANO
健太 川野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Chemical Corp
Original Assignee
JFE Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Chemical Corp filed Critical JFE Chemical Corp
Priority to JP2016047350A priority Critical patent/JP2017161410A/en
Publication of JP2017161410A publication Critical patent/JP2017161410A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microwave level meter with a horn antenna which can surely prevent the adhesion of a volatile matter to the inside of the horn antenna without complicating a device constitution, and a prevention method of the adhesion of the volatile matter to the horn antenna.SOLUTION: A microwave level meter 1 with a horn antenna comprises: a horn antenna 12 having an antenna part 10 which is arranged on a roof plate 3 of a storage tank 2 for storing a stored product 4 containing a volatile matter, emitting a microwave to a measurement face 4a of the stored product 4, and receiving the microwave which is reflected from the measurement face 4a, and a hollow truncated-cone shaped antenna horn part 11 for radiating the microwave which is emitted from the antenna part 10 to a single direction; a plurality of gas purge holes 16 which are formed at a plurality of points in the vicinity of an outlet of the antenna horn part 11; and a plurality of purge gas flow-in members 17 which are attached into the plurality of gas purge holes 16, make purge gases flow into the antenna horn part 11 from the gas purge holes 16, also make them collide with the holes, and store them in the holes.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、揮発物が含まれる貯蔵物の貯蔵タンクに取り付けられたホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計及びホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法に関する。   The present invention relates to a microwave level meter with a horn antenna attached to a storage tank of a storage containing volatile matter, and a method for preventing the attachment of volatile matter to the horn antenna.

一般にコークス炉で石炭を乾留した際に得られるコールタールなどの貯蔵物は、貯蔵タンクに貯蔵される。この貯蔵タンクにおいては、貯蔵されている貯蔵物のレベル(貯蔵量)を測定するために、例えばホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計などのマイクロ波レベル計が貯蔵タンクに設置されるのが一般的である。マイクロ波レベル計は、超音波レベル計と異なり、気体を伝播媒体とせず、測定経路上の気体の温度、圧力、流速等の影響をほとんど受けずに測定可能であるため、貯蔵されている貯蔵物のレベルを測定するのに一般的に使用される。   In general, a storage product such as coal tar obtained when carbonizing coal in a coke oven is stored in a storage tank. In this storage tank, a microwave level meter such as a microwave level meter with a horn antenna is generally installed in the storage tank in order to measure the level (storage amount) of the stored product. is there. Unlike ultrasonic level meters, microwave level meters do not use gas as a propagation medium and can be measured with little influence from the temperature, pressure, flow rate, etc. of the gas on the measurement path. Commonly used to measure the level of objects.

従来、転炉、高炉、溶融還元炉などにおける炉内のスラグレベル、溶鋼レベル、原料レベル等の原料のレベルをマイクロ波を利用して計測する炉内レベル計としては、例えば、特許文献1に示すものが知られている。
特許文献1に示す炉内レベル計は、炉内に挿入される送信アンテナ及び受信アンテナと、送信アンテナに対してマイクロ波信号を出力し、炉内のスラグ面で反射され、受信アンテナによって受信されたマイクロ波信号からこれらアンテナとスラグ面との距離を算出してレーダ計測信号として出力するマイクロ波レーダとを備えている。
Conventionally, as an in-furnace level meter for measuring raw material levels such as slag level, molten steel level, raw material level, etc. in a converter, blast furnace, smelting reduction furnace, etc. using microwaves, for example, in Patent Document 1 What is shown is known.
The in-furnace level meter shown in Patent Document 1 outputs a microwave signal to a transmitting antenna and a receiving antenna inserted into the furnace, and the transmitting antenna, is reflected by a slag surface in the furnace, and is received by the receiving antenna. And a microwave radar that calculates the distance between the antenna and the slag surface from the microwave signal and outputs it as a radar measurement signal.

そして、送信及び受信アンテナは、内側全体が導波管として機能し、先端に内側がホーンアンテナとして機能する拡径部を有する金属製の内管と、内管を取り囲む金属製の外管とからなる水冷ホーンアンテナであり、内管の基端側にパージ用ガスを流入させるガスパージ口を設けている。
また、従来、コークス炉内に投入された石炭の実際のレベルを正確に検知することができるコークス炉の装炭レベル測定装置として、例えば、特許文献2に示すものが知られている。
The transmitting and receiving antennas are composed of a metal inner tube having an enlarged diameter portion whose entire inside functions as a waveguide and the inner side functions as a horn antenna, and a metal outer tube surrounding the inner tube. The water-cooled horn antenna is provided with a gas purge port through which a purge gas flows into the proximal end side of the inner tube.
Conventionally, for example, a device disclosed in Patent Document 2 is known as a coal level measurement device for a coke oven that can accurately detect the actual level of coal charged into the coke oven.

特許文献2に示すコークス炉の装炭レベル測定装置においては、コークス炉上を走行する装炭車の給炭ホッパーの上部に、ガラス、陶磁器、耐熱性樹脂などからなる保護板を介してマイクロ波レベル計を取付ける。そして、マイクロ波レベル計は射出角度収束用のパラボラ状のアンテナを備えたもので、射出角度の小さいビームを給炭ホッパーの内部を通じて装炭口から炉内に射出し、石炭表面からの反射波によって装炭レベルを測定するものであり、保護板の下面には炭塵の付着を防止するワイパーが設置されている。   In the coke oven coal level measuring apparatus shown in Patent Document 2, the microwave level is placed on the upper part of a coal hopper of a coal car running on the coke oven via a protective plate made of glass, ceramic, heat-resistant resin, or the like. Install the total. The microwave level meter is equipped with a parabolic antenna for converging the injection angle. A beam with a small injection angle is injected into the furnace from the coal inlet through the inside of the coal feeding hopper, and the reflected wave from the coal surface. Is used to measure the coal level, and a wiper is installed on the lower surface of the protective plate to prevent the adhesion of coal dust.

特許第2570886号公報Japanese Patent No. 2570886 特開2005−306976号公報JP-A-2005-306976

ところで、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計を貯蔵タンクに設置して貯蔵物の貯蔵レベルを測定する場合、通常、貯蔵タンクの屋根板などにホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計が設置され、ホーンアンテナを屋根板より下の貯蔵タンクの内側に位置させることが行われる。しかし、長い間、かかるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計を使用し続けると、揮発物がホーンアンテナの内側に固着し、貯蔵されている貯蔵物のレベル測定が不可能となることがある。例えば、貯蔵物がコールタールの場合には、ナフタリンやタールの結晶物がホーンアンテナの内側に固着する。   By the way, when a microwave level meter with a horn antenna is installed in a storage tank to measure the storage level of stored items, a microwave level meter with a horn antenna is usually installed on the roof plate of the storage tank, and the horn antenna is installed on the roof. It is done inside the storage tank below the plate. However, if such a microwave level meter with a horn antenna is continuously used for a long time, volatile substances may stick to the inside of the horn antenna, and it may be impossible to measure the level of stored material. For example, when the stored material is coal tar, naphthalene or tar crystal is fixed inside the horn antenna.

この場合、定期的にホーンアンテナの清掃が必要となるが、貯蔵タンクの保有台数が増えるほど、清掃作業員の負荷が大きくなり清掃費用が大幅に増加する。
ここで、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計として、特許文献1に示す炉内レベル計を用いた場合には、内管の基端側に設けられたガスパージ口よりパージ用ガスを流入させて、ホーンアンテナの内側に固着した揮発物を除去することも考えられる。
In this case, it is necessary to periodically clean the horn antenna. However, as the number of storage tanks increases, the load on the cleaning worker increases and the cleaning cost increases significantly.
Here, when the in-furnace level meter shown in Patent Document 1 is used as a microwave level meter with a horn antenna, a purge gas is caused to flow from a gas purge port provided on the proximal end side of the inner tube, so that the horn It is also conceivable to remove volatile substances stuck inside the antenna.

しかし、内管の基端側に設けられたガスパージ口よりパージ用ガスを流入させるだけでは、ホーンアンテナの内側に固着した揮発物を確実に除去することができない。
また、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計として、特許文献2に示すマイクロ波レベル計を用いることを考慮した場合、装炭車がない場合には適切に取り付けることができない。また、仮に、マイクロ波レベル計を貯蔵タンクに取り付けたとしても、保護板やワイパーが必要となり、装置構成が複雑となる。
However, the volatile matter fixed inside the horn antenna cannot be reliably removed simply by flowing the purge gas from the gas purge port provided on the proximal end side of the inner tube.
Moreover, when considering using the microwave level meter shown in patent document 2 as a microwave level meter with a horn antenna, it cannot be attached appropriately when there is no charcoal vehicle. Further, even if the microwave level meter is attached to the storage tank, a protection plate and a wiper are required, and the device configuration becomes complicated.

従って、本発明はこれら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、装置構成を複雑とせずにホーンアンテナの内側に揮発物が付着するのを確実に防止することができるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計及びホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve these conventional problems, and the object thereof is to reliably prevent volatiles from adhering to the inside of the horn antenna without complicating the device configuration. Another object of the present invention is to provide a microwave level meter with a horn antenna and a method for preventing the attachment of volatile matter to the horn antenna.

上記問題点を解決するために、本発明の一態様に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計は、揮発物が含まれる貯蔵物を貯蔵する貯蔵タンクの屋根板に設置されるホーナンテナ付マイクロ波レベル計であって、前記屋根板に設置した際に前記貯蔵タンク内に位置するホーンアンテナであって、マイクロ波を前記貯蔵物の測定面に発射するとともに前記測定面から反射されたマイクロ波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部から発射されるマイクロ波を単一の方向へ放射する中空の円錐台形状のアンテナホーン部とを有するホーンアンテナと、前記アンテナホーン部の出口近傍の複数箇所に設けられた複数のガスパージ孔と、該複数のガスパージ孔の各々に取付られた、パージ用ガスを各ガスパージ孔から前記アンテナホーン部内に流入させて衝突、滞留させる複数のパージ用ガス流入部材とを備えていることを要旨とする。   In order to solve the above problems, a microwave level meter with a horn antenna according to one aspect of the present invention is a microwave level meter with a hornantenna installed on a roof plate of a storage tank that stores a storage containing volatiles. A horn antenna located in the storage tank when installed on the roof plate, which emits microwaves to the measurement surface of the stored item and receives microwaves reflected from the measurement surface A horn antenna having an antenna section and a hollow frustoconical antenna horn section that radiates microwaves emitted from the antenna section in a single direction; and provided at a plurality of locations near the outlet of the antenna horn section. A plurality of gas purge holes and purge gas attached to each of the plurality of gas purge holes flows into the antenna horn portion from each gas purge hole. Allowed to collide, and summarized in that and a plurality of purge gas inlet member to stay.

また、本発明の別の態様に係るホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法は、揮発物が含まれる貯蔵物を貯蔵する貯蔵タンクの屋根板に設置されるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計のホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法であって、前記ホーナンテナが、前記屋根板に設置した際に前記貯蔵タンク内に位置するとともに、マイクロ波を前記貯蔵物の測定面に発射するとともに前記測定面から反射されたマイクロ波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部から発射されるマイクロ波を単一の方向へ放射する中空の円錐台形状のアンテナホーン部とを有し、前記アンテナホーン部の出口近傍の複数箇所に設けられた複数のガスパージ孔から前記アンテナホーン部内にパージ用ガスを流入させて衝突、滞留させることを要旨とする。   In addition, the method for preventing volatile matter from adhering to the horn antenna according to another aspect of the present invention is a horn of a microwave level meter with a horn antenna installed on a roof plate of a storage tank for storing a stored matter containing volatile matter. A method for preventing the attachment of volatile matter to an antenna, wherein the honantena is located in the storage tank when installed on the roof plate, and emits a microwave to the measurement surface of the storage material and the measurement surface An antenna unit that receives the microwave reflected from the antenna unit, and a hollow frustoconical antenna horn unit that radiates the microwave emitted from the antenna unit in a single direction, and an outlet of the antenna horn unit The gist is to cause the purge gas to flow into the antenna horn portion from a plurality of gas purge holes provided at a plurality of locations in the vicinity so as to collide and stay.

本発明に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計及びホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法によれば、装置構成を複雑とせずにホーンアンテナの内側に揮発物が付着するのを確実に防止することができるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計及びホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法を提供できる。   According to the microwave level meter with a horn antenna and the method for preventing the attachment of volatile matter to the horn antenna according to the present invention, it is possible to reliably prevent the attachment of volatile matter to the inside of the horn antenna without complicating the device configuration. It is possible to provide a microwave level meter with a horn antenna and a method for preventing volatiles from adhering to the horn antenna.

本発明の一実施形態に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計を揮発物が含まれる貯蔵物を貯蔵する貯蔵タンクの屋根板に設置した状態の模式図である。It is a schematic diagram of the state which installed the microwave level meter with a horn antenna which concerns on one Embodiment of this invention in the roof plate of the storage tank which stores the stored matter containing a volatile matter. ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計を貯蔵タンクの屋根板に設置した際の測定原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measurement principle at the time of installing the microwave level meter with a horn antenna in the roof plate of a storage tank. ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計を貯蔵タンクの屋根板に設置した際の問題点を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the problem at the time of installing the microwave level meter with a horn antenna in the roof plate of a storage tank. 図1に示す本発明の一実施形態に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the microwave level meter with a horn antenna which concerns on one Embodiment of this invention shown in FIG. 図4に示すホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計において、ガスパージ孔周辺の構造を説明するための部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining a structure around a gas purge hole in the microwave level meter with a horn antenna shown in FIG. 4. 比較例に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計において、パージ用ガスを流入させた状態の模式図である。In the microwave level meter with a horn antenna concerning a comparative example, it is a mimetic diagram in the state where the gas for purge was made to flow.

以下、本発明の一実施形態に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計について図1乃至図4を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1を貯蔵物4、例えばコールタールを貯蔵する貯蔵タンク2の屋根板3に設置した状態が示されている。このホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1は、ホーンアンテナ12と、導波管部13と、マイクロ波を信号処理する信号処理部14とを備えている。
A microwave level meter with a horn antenna according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a state in which a microwave level meter 1 with a horn antenna according to an embodiment of the present invention is installed on a roof plate 3 of a storage tank 2 for storing a storage item 4, for example, coal tar. The microwave level meter 1 with a horn antenna includes a horn antenna 12, a waveguide section 13, and a signal processing section 14 that performs signal processing on the microwave.

ここで、ホーンアンテナ12は、図1に示すように、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1を屋根板3に設置した際に貯蔵タンク2内に位置する。そして、ホーンアンテナ12は、図1、図2及び図4に示すように、マイクロ波を貯蔵物4の測定面4aに発射するとともに測定面4aから反射されたマイクロ波を受信するアンテナ部10と、アンテナ部10から発射されるマイクロ波を単一の方向へ放射する中空の円錐台形状のアンテナホーン部11とを有している。   Here, the horn antenna 12 is located in the storage tank 2 when the microwave level meter 1 with a horn antenna is installed on the roof plate 3 as shown in FIG. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the horn antenna 12 emits microwaves to the measurement surface 4a of the storage 4 and receives the microwaves reflected from the measurement surface 4a. And a hollow frustoconical antenna horn unit 11 that radiates microwaves emitted from the antenna unit 10 in a single direction.

そして、ホーンアンテナ12は、図4に示すように、アンテナ部10を基端側として取付板15に複数の取付ねじにより取り付けられる。取付板15は、図示はしないが貯蔵タンク2の屋根板3に取り付けられる。
また、導波管部13は、アンテナ部10と信号処理部14とを接続するものであり、信号処理部14により導波管部13、アンテナ部10およびアンテナホーン部11を介して送信された電磁波からなるマイクロ波が、貯蔵物4の測定面4aより反射され、アンテナホーン部11、アンテナ部10及び導波管部13を介して信号処理部14に受信される。
As shown in FIG. 4, the horn antenna 12 is attached to the attachment plate 15 with a plurality of attachment screws with the antenna portion 10 as the base end side. The attachment plate 15 is attached to the roof plate 3 of the storage tank 2 although not shown.
The waveguide unit 13 connects the antenna unit 10 and the signal processing unit 14 and is transmitted by the signal processing unit 14 via the waveguide unit 13, the antenna unit 10, and the antenna horn unit 11. Microwaves made of electromagnetic waves are reflected from the measurement surface 4 a of the stored item 4 and received by the signal processing unit 14 via the antenna horn unit 11, the antenna unit 10, and the waveguide unit 13.

信号処理部14は、マイクロ波を導波管部13に送信するとともに受信されたマイクロ波を信号処理し、マイクロ波を発射してから帰ってくるまでの時間を測定して、貯蔵物4の測定面4aまでの距離を算出する。
このホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1の測定原理は、図2に示されており、電磁波からなるマイクロ波を、ホーンアンテナ12のアンテナ部10及びアンテナホーン部11を介して貯蔵物4の測定面4a、即ち矢印A方向(下方向)に向けて発射する。そして、マイクロ波は、貯蔵物4の測定面4aより矢印B方向(上方向)に反射され、アンテナホーン部11、アンテナ部10及び導波管部13を介して信号処理部14に受信される。そして、信号処理部14が、マイクロ波を発射してから帰ってくるまでの時間を測定して、貯蔵物4の測定面4aまでの距離を算出する。
The signal processing unit 14 transmits the microwave to the waveguide unit 13 and performs signal processing on the received microwave, measures the time from when the microwave is emitted until it returns, The distance to the measurement surface 4a is calculated.
The measurement principle of the microwave level meter 1 with a horn antenna is shown in FIG. 2, and a microwave comprising electromagnetic waves is applied to the measurement surface of the storage 4 via the antenna unit 10 and the antenna horn unit 11 of the horn antenna 12. 4a, that is, fire in the direction of arrow A (downward). Then, the microwave is reflected in the direction of arrow B (upward) from the measurement surface 4 a of the stored item 4 and is received by the signal processing unit 14 through the antenna horn unit 11, the antenna unit 10, and the waveguide unit 13. . And the signal processing part 14 measures the time from returning a microwave to returning, and calculates the distance to the measurement surface 4a of the stored article 4.

ここで、アンテナホーン部11は、アンテナ部10から発射されるマイクロ波を、拡散させずに単一方向に放射する機能を有し、図2に示すように、アンテナ部10がある側の基端部から先端部までの長さLが長いほど、マイクロ波の指向性がよくなり、より正確な貯蔵物4のレベル測定が可能となる。
このホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1が貯蔵物4の貯蔵タンク2におけるレベル測定に用いられる理由は次の通りである。
Here, the antenna horn unit 11 has a function of radiating microwaves emitted from the antenna unit 10 in a single direction without diffusing, and as shown in FIG. The longer the length L from the end portion to the front end portion, the better the directivity of the microwave and the more accurate level measurement of the stored item 4 becomes possible.
The reason why the microwave level meter 1 with the horn antenna is used for level measurement in the storage tank 2 of the stored item 4 is as follows.

タンク内の液面レベルの測定には、超音波レベル計を用いる場合と、マイクロ波レベル計を用いる場合とが考えられる。ここで、超音波レベル計は、気体を伝播媒体とするのに対し、マイクロ波レベル計は、マイクロ波が真空中でも伝播するため、気体を伝播媒体とはしていない。そして、マイクロ波レベル計は、測定経路上の気体の温度、圧力、流速等にはほとんど影響を受けずに測定可能である。コークス炉で石炭を乾留した際に得られるコールタールは常温で固体となるために、常に、加熱保温しているため、コールタールを貯蔵した貯蔵タンクの内部には、ナフタリンやタールの蒸気が充満しており、気体を伝播媒体としないマイクロ波レベル計が好適である。このため、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1が貯蔵物4の貯蔵タンク2におけるレベル測定に用いられる。   In the measurement of the liquid level in the tank, there are a case where an ultrasonic level meter is used and a case where a microwave level meter is used. Here, the ultrasonic level meter uses gas as the propagation medium, whereas the microwave level meter does not use gas as the propagation medium because the microwave propagates even in vacuum. The microwave level meter can perform measurement with almost no influence on the temperature, pressure, flow velocity, etc. of the gas on the measurement path. Since coal tar obtained when carbonizing coal in a coke oven becomes solid at room temperature, it is always heated and kept warm, so the inside of the storage tank that stores coal tar is filled with naphthalene and tar vapor. Therefore, a microwave level meter that does not use gas as a propagation medium is suitable. For this reason, the microwave level meter 1 with a horn antenna is used for level measurement in the storage tank 2 of the stored item 4.

ここで、ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1を、ホーンアンテナ12が貯蔵タンク2内に位置するように、貯蔵タンク2の屋根板3に設置し、数か月程度使用し続けると、図3に示すように、ホーンアンテナ12の内側、つまりアンテナホーン部11の内側に揮発物(例えば、ナフタリンやタール等の結晶物)Cが固着する。これにより、貯蔵されている貯蔵物4のレベル測定が不可能となる。   Here, when the microwave level meter 1 with the horn antenna is installed on the roof plate 3 of the storage tank 2 so that the horn antenna 12 is located in the storage tank 2 and used continuously for several months, FIG. As shown, a volatile substance (for example, a crystalline substance such as naphthalene or tar) C is fixed inside the horn antenna 12, that is, inside the antenna horn unit 11. This makes it impossible to measure the level of the stored item 4 being stored.

この問題を解決するために、本実施形態に係るホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1においては、図4及び図5に示すように、アンテナホーン部11の出口近傍の、アンテナホーン部11の中心線CLを通る対角線上の2箇所に、2つのガスパージ孔16を設けている。そして、この2つのガスパージ孔16の各々に、パージ用ガスを各ガスパージ孔16からアンテナホーン部11内に流入させて衝突、滞留させる2つのパージ用ガス流入部材17を取り付けている。   In order to solve this problem, in the microwave level meter 1 with a horn antenna according to this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the center line of the antenna horn unit 11 in the vicinity of the outlet of the antenna horn unit 11 is used. Two gas purge holes 16 are provided at two locations on the diagonal line passing through CL. Two purge gas inflow members 17 are attached to each of the two gas purge holes 16 to cause the purge gas to flow into the antenna horn part 11 from the respective gas purge holes 16 to collide and stay.

ここで、2つのガスパージ孔16を設けるアンテナホーン部11の出口近傍とは、アンテナホーン部11の先端部(開口部のあるところ)から18mm以上72mm以下の範囲を意味する。アンテナホーン部11の先端部から18mm未満であると、パージ用ガス滞留部がアンテナホーン先端より下部に発生し、揮発物がアンテナホーン内部へ侵入し固着するという不都合があり、また、アンテナホーン部11の先端部から72mmよりも大きいと、アンテナホーン先端での滞留効果が薄れ、アンテナホーン先端で揮発物が固着するという不都合がある。   Here, the vicinity of the outlet of the antenna horn part 11 provided with the two gas purge holes 16 means a range of 18 mm or more and 72 mm or less from the tip part (where the opening part is provided) of the antenna horn part 11. If it is less than 18 mm from the tip of the antenna horn part 11, there is a disadvantage that a purging gas retention part is generated below the tip of the antenna horn, and volatiles enter and adhere to the inside of the antenna horn. If it is larger than 72 mm from the tip of 11, the retention effect at the tip of the antenna horn is weakened, and there is a disadvantage that volatile matter adheres at the tip of the antenna horn.

また、各ガスパージ孔16の直径は、2mm以上6mm以下が好適である。
また、各パージ用ガス流入部材17は、一端が金属製ブロック19を介してアンテナホーン部11のガスパージ孔16に連通するようにして取り付けられ、他端が継手20を介して取付板15に取り付けられた第1取付部材21に接続された配管18と、第1取付部材21に対向するように取付板15に取り付けられた第2取付部材23に接続された入口形成部材22とを備えている。配管18の一端は、図5に示すように、金属製ブロック19に固定される。そして、金属製ブロック19には、図5に示すように、配管18の管内の流路をアンテナホーン部11のガスパージ孔16に連通させる貫通孔19aが形成されている。そして、入口形成部材22は、継手により構成され、入口形成部材22に入口が形成されている。
The diameter of each gas purge hole 16 is preferably 2 mm or more and 6 mm or less.
Each purge gas inflow member 17 is attached so that one end communicates with the gas purge hole 16 of the antenna horn part 11 through a metal block 19, and the other end is attached to the attachment plate 15 through a joint 20. A pipe 18 connected to the first mounting member 21 and an inlet forming member 22 connected to a second mounting member 23 mounted on the mounting plate 15 so as to face the first mounting member 21. . One end of the pipe 18 is fixed to a metal block 19 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the metal block 19 is formed with a through hole 19 a that allows the flow path in the pipe 18 to communicate with the gas purge hole 16 of the antenna horn unit 11. The inlet forming member 22 is configured by a joint, and the inlet is formed in the inlet forming member 22.

そして、ホーンアンテナ12への揮発物の付着を防止するに際し、入口形成部材22に形成された入口から矢印Dで示す方向(下方向)にパージ用ガスが流入さる。入口に流入されたパージ用ガスは、入口形成部材22、第2取付部材23、第1取付部材21、配管18、及び金属製ブロック19の貫通孔19aを通ってガスパージ孔16に到る。そして、パージ用ガスは、ガスパージ孔16からアンテナホーン部11の内部に図4における矢印E1で示す方向に流入し、対角線上に設けられたガスパージ孔16からアンテナホーン部11の内部に図4における矢印E2で示す方向に流入したパージ用ガスとアンテナホーン部11の中心線CL近傍で衝突し、その近傍で滞留することになる。   When the volatile matter is prevented from adhering to the horn antenna 12, the purge gas flows from the inlet formed in the inlet forming member 22 in the direction indicated by the arrow D (downward). The purge gas that has flowed into the inlet reaches the gas purge hole 16 through the inlet forming member 22, the second mounting member 23, the first mounting member 21, the pipe 18, and the through hole 19 a of the metal block 19. The purge gas flows from the gas purge hole 16 into the antenna horn portion 11 in the direction indicated by the arrow E1 in FIG. 4, and enters the antenna horn portion 11 from the gas purge hole 16 provided on the diagonal line in FIG. The purge gas that has flowed in the direction indicated by the arrow E2 collides with the vicinity of the center line CL of the antenna horn unit 11 and stays in the vicinity thereof.

これにより、装置構成を複雑とせずにアンテナホーン部11の内側に揮発物(例えば、ナフタリンやタール等の結晶物)Cが付着するのを確実に防止することができる。このため、揮発物の付着を原因とするホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1の計器不良が解消されるとともに、揮発物が付着した際の清掃作業が不要となり、計器保全負荷を大幅に軽減することができる。   Thereby, it can prevent reliably that volatile matter (for example, crystal | crystallization things, such as naphthalene and tar) C adheres to the inner side of the antenna horn part 11 without complicating an apparatus structure. For this reason, while the instrument defect of the microwave level meter 1 with a horn antenna caused by the attachment of the volatile matter is eliminated, the cleaning work when the volatile matter adheres becomes unnecessary, and the instrument maintenance load is greatly reduced. Can do.

ここで、パージ用ガスとしては、貯蔵タンク2内の貯蔵物4と反応しない窒素ガスが用いられ、パージ用ガスのパージは、常時、最低10m/hの流量で行われる。
なお、ホーンアンテナ12への揮発物の付着を防止する別の方法としては、窒素ガスをアンテナホーン部11内に流入させて、揮発物の融点(例えば、ナフタリンの場合は80℃)以上の温度まで加熱することも考えられる。しかし、この方法では、窒素ガスを加熱する加熱装置の設置費及び維持費が膨大で、設置場所を確保することが困難なことから、その方法を利用する現実性は乏しい。
Here, nitrogen gas that does not react with the stored material 4 in the storage tank 2 is used as the purge gas, and the purge gas is always purged at a flow rate of 10 m 3 / h.
As another method for preventing the attachment of volatile matter to the horn antenna 12, nitrogen gas is allowed to flow into the antenna horn unit 11 and the temperature is higher than the melting point of the volatile matter (for example, 80 ° C. in the case of naphthalene). It is also conceivable to heat up to. However, in this method, the installation cost and the maintenance cost of the heating device for heating the nitrogen gas are enormous, and it is difficult to secure the installation location.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、ガスパージ孔16は、アンテナホーン部11の出口近傍の、アンテナホーン部11の中心線CLを通る対角線上の2箇所に、2つ設けられているが、3箇所以上の複数箇所に複数個設けられてもよい。この場合、複数個のガスパージ孔16の各々に、パージ用ガスを各ガスパージ孔16からアンテナホーン部11内に流入させて衝突、滞留させる複数のパージ用ガス流入部材17を設ける。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
For example, two gas purge holes 16 are provided in two locations on the diagonal line passing through the center line CL of the antenna horn unit 11 in the vicinity of the outlet of the antenna horn unit 11. It may be provided. In this case, a plurality of purge gas inflow members 17 are provided in each of the plurality of gas purge holes 16 to allow the purge gas to flow into the antenna horn unit 11 from the respective gas purge holes 16 to collide and stay.

また、2つのガスパージ孔26が、アンテナホーン部11の出口近傍の、アンテナホーン部11の中心線CLを通る対角線上の2箇所に設けられているが、必ずしも対角線上でなくてもよい。例えば、2つのガスパージ孔26を、アンテナホーン部11の出口近傍の周方向に90度ずれた2箇所に設けたり、周方向に180度ずれた2箇所から少しずれた位置に設けてもよい。各ガスパージ孔16からアンテナホーン部11の内部に流入させたパージ用ガスをアンテナホーン部11の中心線CL近傍で衝突させるためには、2つのガスパージ孔16の設置位置のずれができるだけ180度に近いことが好ましい。   In addition, although the two gas purge holes 26 are provided at two locations on the diagonal line passing through the center line CL of the antenna horn unit 11 in the vicinity of the outlet of the antenna horn unit 11, the gas purge holes 26 are not necessarily on the diagonal line. For example, the two gas purge holes 26 may be provided at two positions shifted by 90 degrees in the circumferential direction in the vicinity of the outlet of the antenna horn unit 11 or at positions slightly shifted from two positions shifted by 180 degrees in the circumferential direction. In order to cause the purge gas that has flowed into the antenna horn part 11 from each gas purge hole 16 to collide in the vicinity of the center line CL of the antenna horn part 11, the displacement of the installation positions of the two gas purge holes 16 is as much as 180 degrees. It is preferable to be close.

更に、パージ用ガスは、貯蔵タンク2内の貯蔵物4や揮発物と反応しなければ窒素ガス以外であってもよい。
また、貯蔵タンク2に貯蔵される貯蔵物4は、コールタール以外の貯蔵物であってもよい。
Further, the purge gas may be other than nitrogen gas as long as it does not react with the stored matter 4 or volatile matter in the storage tank 2.
Further, the stored item 4 stored in the storage tank 2 may be a stored item other than coal tar.

本発明の効果を検証すべく、図4に示すホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1をコールタールを貯蔵した貯蔵タンク2の屋根板3に設置し、窒素ガスを各入口形成部材22に形成された入口から流入させ、各ガスパージ孔16からアンテナホーン部11の内部に流入させた。
ここで、アンテナホーン部11のホーン長さ(図2における符号L参照)を205mm、アンテナホーン部11の先端の開口部の直径をφ145mmとし、アンテナホーン部11において、この先端の開口部から45mmの位置の中心線CLを通る対角線上の2箇所に2つのガスパージ孔16を設けた。各ガスパージ孔16の直径はφ4mmである。また、パージ用ガス流入部材17を構成するφ6mmのステンレス製の配管18を金属製ブロック19を介して各ガスパージ孔16に連通するように取り付けた。配管18の端部を金属製ブロック19に固定するともに、金属製ブロック19をアンテナホーン部11に溶接により固定する。そして、各ガスパージ孔16からアンテナホーン部11の内部に流入させる窒素ガスのパージにおける窒素ガスの流量は10m/hとした。
In order to verify the effect of the present invention, the microwave level meter 1 with a horn antenna shown in FIG. 4 was installed on the roof plate 3 of the storage tank 2 storing coal tar, and nitrogen gas was formed at each inlet forming member 22. The gas was introduced from the inlet, and the gas purge holes 16 were introduced into the antenna horn unit 11.
Here, the horn length of the antenna horn part 11 (see reference symbol L in FIG. 2) is 205 mm, the diameter of the opening at the tip of the antenna horn part 11 is φ145 mm, and the antenna horn part 11 is 45 mm from the opening at the tip. Two gas purge holes 16 were provided at two locations on the diagonal line passing through the center line CL at the position. Each gas purge hole 16 has a diameter of 4 mm. Further, a stainless steel pipe 18 having a diameter of 6 mm constituting the purge gas inflow member 17 was attached so as to communicate with each gas purge hole 16 through a metal block 19. While fixing the edge part of the piping 18 to the metal block 19, the metal block 19 is fixed to the antenna horn part 11 by welding. The nitrogen gas flow rate in purging the nitrogen gas flowing into the antenna horn unit 11 from each gas purge hole 16 was 10 m 3 / h.

この結果、長期にわたり、アンテナホーン部11の内側にナフタリンやタール等の結晶物が付着するのを防止できた。
一方、比較例として図6に示すホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1をコールタールを貯蔵した貯蔵タンク2の屋根板3に設置した。この図6に示すホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計1は、ホーンアンテナ12のアンテナホーン部11のアンテナ部10近傍に2箇所のガスパージ孔を設けたものである。そして、窒素ガスを各ガスパージ孔からコールタールの測定面に向けて矢印Fで示す垂直下方に流入させた。この窒素ガスのパージにおける窒素ガスの流量を、3m/h、5m/h、7m/h、10m/hと変化させた。
As a result, it was possible to prevent the crystalline substance such as naphthalene and tar from adhering to the inside of the antenna horn part 11 for a long period of time.
On the other hand, the microwave level meter 1 with a horn antenna shown in FIG. 6 was installed in the roof plate 3 of the storage tank 2 which stored coal tar as a comparative example. The microwave level meter 1 with a horn antenna shown in FIG. 6 is provided with two gas purge holes in the vicinity of the antenna portion 10 of the antenna horn portion 11 of the horn antenna 12. Nitrogen gas was allowed to flow vertically downward as indicated by arrow F from each gas purge hole toward the coal tar measurement surface. The flow rate of nitrogen gas in the purge of nitrogen gas was changed to 3 m 3 / h, 5 m 3 / h, 7 m 3 / h, and 10 m 3 / h.

この結果、窒素ガスの流量がいずれの場合であっても、アンテナホーン部11の内側にナフタリンやタール等の結晶物が付着した。この理由は、アンテナホーン部11の形状が下方に行くにしたがって広がる円錐台形状をしており、アンテナホーン部11の開口部で窒素ガスの流速が下がり、十分にパージ効果が表れなかったのが原因と考えられる。   As a result, crystal matter such as naphthalene and tar adhered to the inside of the antenna horn portion 11 regardless of the flow rate of the nitrogen gas. The reason is that the shape of the antenna horn part 11 has a truncated cone shape that expands downward, and the flow rate of nitrogen gas decreases at the opening of the antenna horn part 11 and the purge effect is not sufficiently exhibited. Possible cause.

1 ホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計
2 貯蔵タンク
3 屋根板
4 貯蔵物
10 アンテナ部
11 アンテナホーン部
12 ホーンアンテナ
16 ガスパージ孔
17 パージ用ガス流入部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microwave level meter with a horn antenna 2 Storage tank 3 Roof plate 4 Stored thing 10 Antenna part 11 Antenna horn part 12 Horn antenna 16 Gas purge hole 17 Gas inflow member for purge

Claims (4)

揮発物が含まれる貯蔵物を貯蔵する貯蔵タンクの屋根板に設置されるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計であって、
前記屋根板に設置した際に前記貯蔵タンク内に位置するホーンアンテナであって、マイクロ波を前記貯蔵物の測定面に発射するとともに前記測定面から反射されたマイクロ波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部から発射されるマイクロ波を単一の方向へ放射する中空の円錐台形状のアンテナホーン部とを有するホーンアンテナと、
前記アンテナホーン部の出口近傍の複数箇所に設けられた複数のガスパージ孔と、
該複数のガスパージ孔の各々に取付られた、パージ用ガスを各ガスパージ孔から前記アンテナホーン部内に流入させて衝突、滞留させる複数のパージ用ガス流入部材とを備えていることを特徴とするホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計。
A microwave level meter with a horn antenna installed on a roof plate of a storage tank for storing a storage containing volatile matter,
A horn antenna located in the storage tank when installed on the roof plate, an antenna unit that emits microwaves to the measurement surface of the stored item and receives microwaves reflected from the measurement surface; A horn antenna having a hollow frustoconical antenna horn section that radiates microwaves emitted from the antenna section in a single direction;
A plurality of gas purge holes provided at a plurality of locations near the outlet of the antenna horn unit;
A horn comprising a plurality of purge gas inflow members attached to each of the plurality of gas purge holes, for causing a purge gas to flow into the antenna horn portion from each gas purge hole to collide and stay therewith. Microwave level meter with antenna.
前記アンテナホーン部の出口近傍の、前記アンテナホーン部の中心線を通る対角線上の2箇所に、2つの前記ガスパージ孔を設け、2つの前記ガスパージ孔の各々に前記パージ用ガス流入部材を取り付けたことを特徴とする請求項1に記載のホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計。   Two gas purge holes are provided at two locations on the diagonal line passing through the center line of the antenna horn portion in the vicinity of the outlet of the antenna horn portion, and the purge gas inflow member is attached to each of the two gas purge holes. The microwave level meter with a horn antenna according to claim 1. 前記パージ用ガスは、窒素ガスであることを特徴とする請求項1又は2に記載のホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計。   The microwave level meter with a horn antenna according to claim 1 or 2, wherein the purge gas is nitrogen gas. 揮発物が含まれる貯蔵物を貯蔵する貯蔵タンクの屋根板に設置されるホーンアンテナ付きマイクロ波レベル計のホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法であって、
前記ホーナンテナが、前記屋根板に設置した際に前記貯蔵タンク内に位置するとともに、マイクロ波を前記貯蔵物の測定面に発射するとともに前記測定面から反射されたマイクロ波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部から発射されるマイクロ波を単一の方向へ放射する中空の円錐台形状のアンテナホーン部とを有し、
前記アンテナホーン部の出口近傍の複数箇所に設けられた複数のガスパージ孔から前記アンテナホーン部内にパージ用ガスを流入させて衝突、滞留させることを特徴とするホーナンテナ付マイクロ波レベル計のホーンアンテナへの揮発物の付着防止方法。
A method for preventing adhesion of volatile matter to a horn antenna of a microwave level meter with a horn antenna installed on a roof plate of a storage tank for storing a stored matter containing volatile matter,
The Hornantenna is located in the storage tank when installed on the roof plate, and emits a microwave to the measurement surface of the stored item and receives the microwave reflected from the measurement surface; A hollow frustoconical antenna horn that radiates microwaves emitted from the antenna in a single direction;
To a horn antenna of a microwave level meter with a horn antenna, wherein a purge gas is caused to flow into the antenna horn part from a plurality of gas purge holes provided at a plurality of locations near the outlet of the antenna horn part, and collides and stays therein. How to prevent adhesion of volatiles.
JP2016047350A 2016-03-10 2016-03-10 Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna Pending JP2017161410A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016047350A JP2017161410A (en) 2016-03-10 2016-03-10 Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016047350A JP2017161410A (en) 2016-03-10 2016-03-10 Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017161410A true JP2017161410A (en) 2017-09-14

Family

ID=59857577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016047350A Pending JP2017161410A (en) 2016-03-10 2016-03-10 Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017161410A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860439A (en) * 2017-10-27 2018-03-30 四川嘉义雷科电子技术有限公司 Feed bin positioning apparatus with dust reduction capability
CN114659587A (en) * 2022-05-24 2022-06-24 南京一淳科技有限公司 Radar level gauge device and method for complex working conditions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004226264A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Wire Device:Kk Antenna and object detector
JP2006038756A (en) * 2004-07-29 2006-02-09 Jfe Steel Kk Microwave level meter for blast furnace
KR20080058545A (en) * 2006-12-22 2008-06-26 주식회사 포스코 Apparatus for measuring level of charges by using microwave in a finex melting furnace

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004226264A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Wire Device:Kk Antenna and object detector
JP2006038756A (en) * 2004-07-29 2006-02-09 Jfe Steel Kk Microwave level meter for blast furnace
KR20080058545A (en) * 2006-12-22 2008-06-26 주식회사 포스코 Apparatus for measuring level of charges by using microwave in a finex melting furnace

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860439A (en) * 2017-10-27 2018-03-30 四川嘉义雷科电子技术有限公司 Feed bin positioning apparatus with dust reduction capability
CN114659587A (en) * 2022-05-24 2022-06-24 南京一淳科技有限公司 Radar level gauge device and method for complex working conditions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110546475B (en) Acoustic detection method and device for liquid leakage
JP6669907B2 (en) Coking furnace coal level measurement method
WO2017164358A1 (en) Blast furnace charge-material surface detection device and detection method
JP2017161410A (en) Microwave level meter with horn antenna and prevention method of adhesion of volatile matter to horn antenna
US10400293B2 (en) Metal making lance with infrared camera in lance head
JP2012237560A (en) Profile measurement apparatus for object charged into blast furnace
JP5674542B2 (en) Profile measurement method for blast furnace interior
JP2018066589A (en) Surface detection device of high-temperature object
JP2009097035A (en) Method for controlling position of lance, and lance device
JP6033690B2 (en) Profile measuring device for blast furnace interior
JP5004469B2 (en) Microwave rangefinder
JP3855639B2 (en) Profile measurement method of blast furnace interior entrance surface
JP4231451B2 (en) Coke oven coal level measurement device
JP4481102B2 (en) Microwave level meter for blast furnace
JP7095928B1 (en) Microwave level meter
US20210396602A1 (en) Device and Method for Measuring a Temperature of a Molten Metal
JPH07174524A (en) Method and equipment for measuring variation of abrasion length of tuyere
JP6758643B2 (en) Adhesion state detection method of coal loading level measuring device
JPS6191529A (en) Temperature measuring apparatus for molten metal
JP2020172691A (en) Abnormality detection method, abnormality detection device, and operation method for converter type refining furnace
JP2005321325A (en) Microwave type distance measuring instrument
JPS6117919A (en) Temperature measuring instrument of molten metal
JP6844768B2 (en) Level meter for blast furnace
JP2017032460A (en) Detecting method for dust adhesion state in surface detecting device for charges in blast furnace
KR101371683B1 (en) Detector of stave for furnace and lookout system of stave using by it

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190312

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190924