JP2019052925A - Dryness measuring device and dryness measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、乾き度を測定する乾き度測定装置及び乾き度測定方法に関する。 The present invention relates to a dryness measuring apparatus and a dryness measuring method for measuring dryness.
従来から、近赤外光の光吸収により配管を流れる蒸気の乾き度を測定する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1では、2つの発光素子を用いて、飽和液で吸収される波長を有する検査光と、湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光とを発光している。そして、配管の側壁に設けられた窓を介して検査光及び参照光を配管の内部に進入させ、配管を流れる蒸気を透過した検査光及び参照光を受光し、その光に基づいて乾き度を算出している。ここで、参照光を用いることで、配管の内部での反射、散乱及び屈折並びに配管の側壁に設けられた窓の汚れ等による検査光の損失を補正できる。
また、上記2つの発光素子により発光された検査光及び参照光(配管を流れる蒸気を透過する前の検査光及び参照光)をモニタし、その光も考慮して乾き度を補正することで、乾き度とは無関係に2つの発光素子の発光強度が変化した場合でも、乾き度を正確に測定可能となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for measuring the dryness of steam flowing through piping by light absorption of near infrared light is known (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, two light emitting elements are used to emit inspection light having a wavelength that is absorbed by a saturated liquid and reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam. Then, the inspection light and the reference light are made to enter the inside of the pipe through the window provided on the side wall of the pipe, the inspection light and the reference light transmitted through the pipe are received, and the dryness is determined based on the light. Calculated. Here, by using the reference light, it is possible to correct the loss of inspection light due to reflection, scattering, and refraction inside the pipe and dirt on a window provided on the side wall of the pipe.
In addition, by monitoring the inspection light and reference light emitted by the two light emitting elements (inspection light and reference light before transmitting the vapor flowing through the pipe), and correcting the dryness in consideration of the light, Even when the light emission intensity of the two light emitting elements changes regardless of the dryness, the dryness can be accurately measured.
しかしながら、上記2つの発光素子により発光された検査光及び参照光(配管を流れる蒸気を透過する前の検査光及び参照光)をモニタし、その光に基づいて乾き度を補正する方法では、上記2つの発光素子の光路を分岐させてモニタを行う必要がある。そのため、この方法では、乾き度測定装置の構造が複雑となり、また、モニタ用の特殊な光ファイバ及び受光素子が必要になるという課題がある。 However, in the method of monitoring the inspection light and the reference light emitted by the two light emitting elements (the inspection light and the reference light before transmitting the vapor flowing through the pipe) and correcting the dryness based on the light, It is necessary to monitor by branching the optical paths of the two light emitting elements. Therefore, in this method, there is a problem that the structure of the dryness measuring apparatus is complicated and a special optical fiber and light receiving element for monitoring are required.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で、発光素子の発光強度の変化に基づく乾き度の補正を行うことができる乾き度測定装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a dryness measuring apparatus capable of correcting dryness based on a change in light emission intensity of a light emitting element with a simple configuration. It is an object.
この発明に係る乾き度測定装置は、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する検査光発光素子と、検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、検査光発光素子及び参照光発光素子に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該検査光発光素子により発光された検査光及び当該参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、検査光発光素子及び参照光発光素子の周辺温度を測定する周辺温度測定部と、受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、周辺温度測定部により測定された周辺温度に基づいて、配管を流れる蒸気の乾き度を算出する乾き度算出部とを備えたことを特徴とする。 A dryness measuring apparatus according to the present invention includes an inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength that is absorbed by a saturated liquid, and a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to inspection light emitted by the inspection light emitting element. A reference light-emitting element that emits a reference light, and the inspection light-emitting element and the reference light-emitting element, which are located within a certain range with respect to the inspection light-emitting element and the reference light-emitting element. A pipe through which the reference light emitted by the reference light emitting element is transmitted, a light receiving element that receives the inspection light and the reference light transmitted through the pipe, and an ambient temperature measurement that measures the ambient temperature of the inspection light emitting element and the reference light emitting element. Based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element, the absorbance calculation unit for calculating the absorbance of the vapor flowing through the pipe, the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, and the ambient temperature measurement Based on the measured ambient temperature by section, characterized in that a dryness fraction calculating unit for calculating the dryness of the steam flowing through the pipe.
この発明によれば、上記のように構成したので、簡易な構成で、発光素子の発光強度の変化に基づく乾き度の補正を行うことができる。 According to this invention, since it comprised as mentioned above, the dryness correction | amendment based on the change of the emitted light intensity of a light emitting element can be performed with a simple structure.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る乾き度測定装置1の構成例を示す模式図である。
乾き度測定装置1は、配管101を流れる蒸気(冷媒等)の乾き度zを測定する。この乾き度測定装置1は、図1に示すように、配管101、発光素子(検査光発光素子)102、発光素子(参照光発光素子)103、駆動回路104、光導波路105、光導波路106、光合波器107、光導波路108、光導波路109、受光素子110、信号増幅分離回路111、温度センサ(蒸気温度測定部)112、データ記憶装置113、CPU114、入力装置115、出力装置116、プログラム記憶装置117及び一時記憶装置118を備えている。また、データ記憶装置113は、演算情報記憶部1131を有している。また、CPU114は、吸光度算出部1141、乾き度算出部1142、温度推定部(周辺温度推定部)1143及び不具合判定部1144を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
The dryness measuring device 1 measures the dryness z of the steam (refrigerant etc.) flowing through the
配管101は、耐熱性を有し、蒸気が流れる配管である。また、図1に示す配管101の側壁には、窓1011及び窓1012が設けられている。窓1011及び窓1012は対向配置されている。この窓1011及び窓1012は、例えば光透過性を有する耐熱ガラスから構成されたサイトグラスである。
なお、乾き度測定装置1が測定対象としている蒸気の流動様式は、配管101が水平配置の場合には層状流及び波状流であり、配管101が垂直配置の場合には環状流である。以下では、配管101が水平配置の場合を想定して説明を行うが、配管101が垂直配置の場合についても同様である。
The
In addition, the flow pattern of the vapor | steam which the dryness measuring apparatus 1 is measuring object is a laminar flow and a wave-like flow, when the
発光素子102は、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する。なお、検査光はパルス光である。発光素子102としては発光ダイオード等が使用可能である。
The
発光素子103は、発光素子102により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する。なお、参照光はパルス光である。また、発光素子103は、発光素子102の周辺に配置される。発光素子103としては発光ダイオード等が使用可能である。
The
なお、配管101と発光素子102及び発光素子103との間の距離は、一定の範囲内となるように設定されている。上記一定の範囲とは、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLが、配管101の内部の蒸気温度Tsに伴って変化する範囲である。
Note that the distance between the
駆動回路104は、発光素子102及び発光素子103を駆動する。また、駆動回路104は、信号増幅分離回路111に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。この駆動回路104としては定電流駆動回路又は定電圧駆動回路等が使用可能である。
また、駆動回路104は、図1に示すように、温度センサ(周辺温度測定部)1041を有している。温度センサ1041は、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する。
The
Further, as shown in FIG. 1, the
光導波路105は、発光素子102により発光された検査光を光合波器107に伝搬する。光導波路105は、一端が発光素子102の出力部に対向配置され、他端が光合波器107の入力部に対向配置されている。
The
光導波路106は、発光素子103により発光された参照光を光合波器107に伝搬する。光導波路106は、一端が発光素子103の出力部に対向配置され、他端が光合波器107の入力部に対向配置されている。
The
光合波器107は、光導波路105により伝搬された検査光と光導波路106により伝搬された参照光とを合波する。
The
光導波路108は、光合波器107により合波された光(検査光及び参照光)を配管101に伝搬する。光導波路108は、一端が光合波器107の出力部に対向配置され、他端が配管101に設けられた窓1011の外面に対向配置されている。また、光導波路108の他端と窓1011の外面との間に、コリメータレンズを配置してもよい。
The
光導波路109は、一端が配管101を介して光導波路108の他端に対向配置され、配管101の内部からの光を受光素子110に伝搬する。光導波路109は、一端が配管101に設けられた窓1012の外面に対向配置され、他端が受光素子110の入力部に対向配置されている。また、光導波路109の一端と窓1012の外面との間に、光導波路109に配管101の内部からの光を入射させるレンズを配置してもよい。
One end of the
なお、光導波路105、光導波路106、光導波路108及び光導波路109としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA:Polymethyl Methacrylate)等のプラスチックから成るシングルコア光ファイバ、又は、石英ガラス等のガラスから成るシングルコア光ファイバ等が使用可能であるが、光を伝搬可能であればよく、これらに限定されない。
The
受光素子110は、光導波路109により伝搬された光(検査光及び参照光)を受光する。そして、受光素子110は、受光した光の光強度に応じた信号を出力する。受光素子110としてはフォトダイオード等の光強度検出素子が使用可能である。
The
信号増幅分離回路111は、受光素子110により出力された信号を増幅し、駆動回路104からの同期信号に基づいて、増幅した信号を検出光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とに分離する。この信号増幅分離回路111により分離された各信号はCPU114に出力される。
The signal amplifying /
温度センサ112は、配管101の内部の蒸気温度Tsを測定する。
The
演算情報記憶部1131は、CPU114で実施される演算で用いられる情報を記憶する。演算情報記憶部1131には、例えば、蒸気の吸光度Asと乾き度zとの関係を示す情報、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数f(TL,Ts)を示す情報、及び、周辺温度TLと蒸気温度Tsとの関係を示す情報等が記憶される。
The calculation
吸光度算出部1141は、受光素子110により受光された光に基づいて、配管101を流れる蒸気の吸光度Asを算出する。
乾き度算出部1142は、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、温度センサ1041により測定された周辺温度TL、及び、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
Dryness
温度推定部1143は、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを推定する。
不具合判定部1144は、温度センサ1041により測定された周辺温度TLを温度推定部1143により推定された周辺温度TLと比較することで、不具合の有無を判定する。
なお、温度推定部1143及び不具合判定部1144は必須の構成ではなく、乾き度測定装置1から取除いてもよい。
The
The
Note that the
入力装置115は、演算情報記憶部1131に記憶される情報のユーザ入力を受付ける。入力装置115としてはスイッチ及びキーボード等が使用可能である。
出力装置116は、乾き度算出部1142により算出された乾き度zを示す情報を出力する。出力装置116としては、光インジケータ、デジタルインジケータ及び液晶表示装置等が使用可能である。
プログラム記憶装置117は、CPU114に接続された装置間のデータ送受信等をCPU114に実行させるためのプログラムを記憶する。
一時記憶装置118は、CPU114の演算過程でのデータを一時的に記憶する。
The
The
The
The
次に、実施の形態1に係る乾き度測定装置1による乾き度zの算出方法について説明する。
図2に示すように、標準大気圧下においては、水は沸点(100℃)に達した後、飽和蒸気(蒸気)と飽和液(水)とが混合した湿り蒸気となる。蒸気の圧力Pが一定である場合、蒸気の加熱及び冷却により潜熱が変化するため、飽和温度は一定となる。ここで、下式(1)のように、乾き度zは、湿り蒸気全量に対する飽和蒸気の質量比で表される。したがって、飽和蒸気の乾き度zは1となり、飽和液の乾き度zは0となる。
z=mvapor/(mvapor+mwater) (1)
なお、式(1)において、mvaporは蒸気中の飽和蒸気の質量を表し、mwaterは蒸気中の飽和液の質量を表す。
Next, a method for calculating the dryness z by the dryness measuring apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, under standard atmospheric pressure, water reaches a boiling point (100 ° C.) and then becomes wet steam in which saturated steam (steam) and saturated liquid (water) are mixed. When the steam pressure P is constant, the saturation temperature is constant because the latent heat changes due to the heating and cooling of the steam. Here, as in the following formula (1), the dryness z is represented by the mass ratio of saturated steam to the total amount of wet steam. Therefore, the dryness z of saturated steam is 1, and the dryness z of saturated liquid is 0.
z = m vapor / (m vapor + m water ) (1)
In formula (1), m vapor represents the mass of the saturated vapor in the vapor, and m water represents the mass of the saturated liquid in the vapor.
ここで、蒸気中の飽和蒸気の質量mvaporは、蒸気中の飽和蒸気の吸光度avaporに比例する。また、蒸気中の飽和液の質量mwaterは、蒸気中の飽和液の吸光度awaterに比例する。そのため、式(1)から下式(2)が導かれる。
z=mvapor/(mvapor+mwater)
=avapor/(avapor+k×awater) (2)
なお、式(2)において、kはモル吸光係数比を表す。
Here, the mass m vapor of the saturated vapor in the vapor is proportional to the absorbance a vapor of the saturated vapor in the vapor . Further, the mass m water of the saturated liquid in the vapor is proportional to the absorbance a water of the saturated liquid in the vapor. Therefore, the following formula (2) is derived from the formula (1).
z = m vapor / (m vapor + m water )
= A vapor / (a vapor + k × a water ) (2)
In the formula (2), k represents a molar extinction coefficient ratio.
また、モル吸光係数比kは下式(3)で与えられる。
k≒evapor/ewater (3)
なお、式(3)において、evaporは蒸気中の飽和蒸気の吸光係数を表し、ewaterは蒸気中の飽和液の吸光係数を表す。
The molar extinction coefficient ratio k is given by the following formula (3).
k ≒ e vapor / e water (3)
In equation (3), e vapor represents the extinction coefficient of the saturated vapor in the vapor, and e water represents the extinction coefficient of the saturated liquid in the vapor.
また、蒸気の吸光度Asは、下式(4)のように、蒸気中の飽和蒸気の吸光度avaporと蒸気中の飽和液の吸光度awaterとの和で与えられる。
As=avapor+awater (4)
Also, the absorbance A s of the vapor, as in the following equation (4) is given by the sum of the absorbance a water saturated solution of absorbance a Vapor and vapor of the saturated vapor in the vapor.
A s = a vapor + a water (4)
一方、検査光を用いて蒸気の吸光度As’を求めることもできる。この蒸気の吸光度As’は、ランベルト・ベールの法則により、下式(5)のように、蒸気を透過する前又は蒸気が存在しない場合での検査光の光強度Isteam0に対する、蒸気を透過した後の検査光の光強度Isteam1の比の対数で与えられる。
As’=−ln(Isteam1/Isteam0) (5)
On the other hand, the absorbance A s ′ of the vapor can be obtained using the inspection light. The absorbance A s ′ of the vapor is transmitted through the vapor with respect to the light intensity I steam0 of the inspection light before the vapor is transmitted or when there is no vapor, according to Lambert Beer's law, as shown in the following formula (5). Is obtained as a logarithm of the ratio of the light intensity I steam1 of the inspection light.
A s ′ = −ln (I steam1 / I steam0 ) (5)
図3に示すように、飽和蒸気の吸収スペクトル301と飽和液の吸収スペクトル302とは異なり、蒸気の乾き度zが変化すると蒸気中の飽和液の吸収スペクトル302が変化する。例えば、乾き度zが0から1に向かって変化するにつれて蒸気中の飽和液の含有量は減少するので、飽和液の吸収スペクトル302のピーク波長における蒸気の吸光度Asも減少する。なお図3において、符号303は、蒸気の吸光スペクトルを示している。飽和液の吸収スペクトル302のピーク波長は、1880nm付近である。
なお、湿り蒸気においては、飽和蒸気の体積が飽和液の体積より非常に大きい。よって、蒸気温度Ts(又は圧力P)が一定であれば飽和蒸気の吸光度avaporは一定とみなすことができ、飽和蒸気の吸光度avaporを蒸気温度Ts(又は圧力P)から導くことができる。
As shown in FIG. 3, unlike the
In wet steam, the volume of saturated steam is much larger than the volume of saturated liquid. Therefore, the absorbance a Vapor saturated steam if the steam temperature T s (or pressure P) is constant can be regarded as constant, that guide the absorbance a Vapor saturated steam from the steam temperature T s (or pressure P) it can.
一方、図3に示すように、乾き度測定装置1から配管101の内部に進入した検査光304のうちの一部の光305は、配管101の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等され、検査光304は損失する。また、配管101に設けられた窓1011及び窓1012が汚れている場合にも、上記検査光304の一部は損失する。よって、これらの損失の分、検査光304を用いて算出した蒸気の吸光度As’は、蒸気の吸光度Asからずれる。そこで、参照光306を用いて算出した蒸気の吸光度Arにより、上記反射、散乱及び屈折並びに窓1011及び窓1012の汚れ等による検査光304の損失を補正する。なお図3において、光307は、参照光306のうちの、配管101の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等した光を示している。また図3において、光304〜307の幅は、光強度の強弱を表している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a part of the
ここで、蒸気の吸光度Arは、ランベルト・ベールの法則により、下式(6)のように、蒸気を透過する前又は蒸気が存在しない場合での参照光の光強度Iref0に対する、蒸気を透過した後の参照光の光強度Iref1の比の対数で与えられる。
Ar=−ln(Iref1/Iref0) (6)
Here, the absorbance A r of the steam, by the Lambert-Beer law, as in the following equation (6), the reference light in the absence of a prior or vapor passes through the vapor to light intensity I ref0, steam It is given by the logarithm of the ratio of the light intensity I ref1 of the reference light after passing through.
A r = −ln (I ref1 / I ref0 ) (6)
そして、下式(7)のように、検査光を用いて算出した蒸気の吸光度As’から、参照光を用いて算出した蒸気の吸光度Arを差し引く。これにより、配管101の内部における反射、散乱及び屈折並びに窓1011及び窓1012の汚れ等による検査光の損失を補正でき、蒸気の吸光度Asを得ることができる。
As=As’−Ar (7)
Then, as in the following equation (7), from the absorbance A s' of the calculated steam using the inspection light, subtracting the absorbance A r of the vapor is calculated using the reference light. Thus, reflection in the interior of the
A s = A s ' −A r (7)
そして、乾き度zは、式(2)及び式(4)から下式(8)のようにも導かれる。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(TL,Ts)) (8)
なお、式(8)において、f(TL,Ts)は、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(TL,Ts)は、事前に、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
The dryness z is also derived from the formula (2) and the formula (4) as in the following formula (8).
z = 1 / (1−k + (k / a vapor ) × A s × f (T L , T s )) (8)
In Expression (8), f (T L , T s ) is a function having the ambient temperature T L and the vapor temperature T s as variables, and corrects changes in the light emission intensity of the
また、式(8)において、モル吸光係数比kは定数である。また、上述したように、飽和蒸気の吸光度avaporは一定の蒸気温度Ts(又は一定の圧力P)の下では一定とみなせるため、飽和蒸気の吸光度avaporは蒸気温度Ts(又は圧力P)から導くことができる。そのため、蒸気の吸光度As及び関数f(TL,Ts)を算出することで、式(8)から乾き度zを算出できる。 In the formula (8), the molar extinction coefficient ratio k is a constant. Further, as described above, the absorbance a vapor of the saturated vapor can be regarded as constant under a constant vapor temperature T s (or a constant pressure P), so the absorbance a vapor of the saturated vapor is equal to the vapor temperature T s (or the pressure P ) Can be derived from. Therefore, by calculating the vapor absorbance A s and function f (T L, T s), it can be calculated dryness of z from Equation (8).
ここで、従来の乾き度測定装置では、2つの発光素子により発光された検査光及び参照光(配管を流れる蒸気を透過する前の検査光及び参照光)をモニタして、その光に基づいて乾き度zを補正している。この方法では、乾き度測定装置の構造が複雑となり、また、モニタ用の特殊な光ファイバ及び受光素子が必要になる。 Here, in the conventional dryness measuring apparatus, the inspection light and the reference light emitted by the two light emitting elements are monitored, and based on the light. The dryness z is corrected. This method complicates the structure of the dryness measuring apparatus and requires a special optical fiber and light receiving element for monitoring.
一方、例えば図4に示すように、発光素子102及び発光素子103の発光強度は、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLに依存する。また、例えば図5に示すように、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLは、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLに依存する。なお図4に示す発光強度は、基準値からの変化率を示している。また、発光素子102及び発光素子103は配管101の近くに配置されており、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLは配管101の内部の蒸気温度Tsに依存する。すなわち、発光素子102及び発光素子103の発光強度は、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLの影響を受ける。また、発光素子102及び発光素子103の発光強度は、配管101の内部の蒸気温度Tsの影響を受けるとも言える。なお、配管101の内部の蒸気温度Tsは150℃程度である。また、この蒸気温度Tsは、従来の乾き度測定装置においても必須のものとして測定している。
そこで、実施の形態1に係る乾き度測定装置1では、上記周辺温度TL及び蒸気温度Tsを測定し、その測定結果に基づいて発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化(関数f(TL,Ts))を推定し、その変化に応じて乾き度zを補正する。これにより、従来構成に対して簡易な構成で、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化に基づく乾き度zの補正を行うことができる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 4, the light emission intensity of the
Therefore, the dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 1 measures the ambient temperature T L and the vapor temperature T s , and changes in the emission intensity (function f) of the
次に、実施の形態1に係る乾き度測定装置1の動作例について、図6を参照しながら説明する。
実施の形態1に係る乾き度測定装置1の動作例では、図6に示すように、まず、発光素子102が、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する(ステップST601)。発光素子102により発光された検査光は、光導波路105を介して光合波器107に伝搬する。
ここで、発光素子102により発光される検査光は、例えば、波長領域が800〜2500nmの近赤外光である。図3に示すように、検査光304の中心波長を、飽和液の吸収スペクトル302のピーク波長(1880nm付近)としてもよい。
Next, an operation example of the dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
In the operation example of the dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 1, as shown in FIG. 6, first, the
Here, the inspection light emitted by the
また、発光素子103が、発光素子102により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する(ステップST602)。発光素子103により発光された参照光は、光導波路106を介して光合波器107に伝搬する。ここで、湿り蒸気に吸収され難い波長とは、例えば1300nm未満の波長である(図3参照)。
In addition, the
なお、発光素子102及び発光素子103の駆動は、駆動回路104により制御される。また、駆動回路104は、信号増幅分離回路111に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。
Note that driving of the light-emitting
次いで、光合波器107が、光導波路105により伝搬された検査光と光導波路106により伝搬された参照光とを合波する(ステップST603)。光合波器107により合波された光(検査光及び参照光)は、光導波路108を介して配管101の内部に進入し、配管101を流れる蒸気を透過した後、光導波路109を介して受光素子110に伝搬する。
Next, the
ここで、光導波路108の他端から発せられた光に含まれる検査光は、配管101の内部において、蒸気中の飽和液によって吸収される。また上述したように、蒸気中の飽和液は、乾き度zが0から1に近づくにつれて減少する。したがって、乾き度zが0から1に近づくにつれて、蒸気の吸光度Asは低下する傾向にある。
Here, the inspection light contained in the light emitted from the other end of the
また、光導波路108の他端から発せられた光のうちの一部は、配管101の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等され、当該光は損失する。また、配管101に設けられた窓1011及び窓1012が汚れている場合にも、上記光の一部は損失する。ここで、上記反射、散乱及び屈折並びに窓1011及び窓1012の汚れ等による検査光の損失量は、参照光の損失量と略同一である。
A part of the light emitted from the other end of the
次いで、受光素子110が、光導波路109により伝搬された光(検査光及び参照光)を受光する(ステップST604)。そして、受光素子110は、受光した光の光強度に応じた信号を出力する。そして、信号増幅分離回路111は、受光素子110により出力された信号を増幅し、駆動回路104からの同期信号に基づいて、増幅した信号を検出光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とに分離する。
Next, the
また、温度センサ1041が、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する(ステップST605)。
また、温度センサ112が、配管101の内部の蒸気温度Tsを測定する(ステップST606)。
Further, the
The
次いで、吸光度算出部1141が、受光素子110により受光された光に基づいて、配管101を流れる蒸気の吸光度Asを算出する(ステップST607)。
Then, the
この際、吸光度算出部1141は、まず、信号増幅分離回路111から、受光素子110により受光された検査光の光強度Isteam1(測定値)を示す信号及び参照光の光強度Iref1(測定値)を示す信号を受信する。
次に、吸光度算出部1141は、検査光の光強度Isteam1に基づいて、例えば式(5)に従い、蒸気の吸光度As’を算出する。なお、蒸気を透過する前又は配管101に蒸気が流れていない場合での検査光の光強度Isteam0は、事前に測定された値を定数として用いてもよい。
At this time, the
Next, the
同様に、吸光度算出部1141は、参照光の光強度Iref1に基づいて、例えば式(6)に従い、蒸気の吸光度Arを算出する。なお、蒸気を透過する前又は配管101に蒸気が流れていない場合での参照光の光強度Iref0は、事前に測定された値を定数として用いてもよい。
Similarly, the
次に、吸光度算出部1141は、例えば式(7)に従い、検査光を用いて算出した蒸気の吸光度As’から、参照光を用いて算出した蒸気の吸光度Arを差し引くことで、吸光度Asを算出する。
Next, the
次いで、乾き度算出部1142が、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、温度センサ1041により測定された周辺温度TL、及び、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する(ステップST608)。
Next, the
この際、乾き度算出部1142は、まず、吸光度算出部1141から、蒸気の吸光度Asを示す情報を受信する。また、乾き度算出部1142は、温度センサ1041から周辺温度TL(測定値)を示す情報を受信する。また、乾き度算出部1142は、温度センサ112から蒸気温度Ts(測定値)を示す情報を受信する。
At this time, the dryness
次に、乾き度算出部1142は、周辺温度TL及び蒸気温度Tsに基づいて、関数f(TL,Ts)を算出する。
次に、乾き度算出部1142は、例えば式(8)に対し、蒸気の吸光度Asの値と、算出した関数f(TL,Ts)の値とを代入して、乾き度zを算出する。なお式(8)における飽和蒸気の吸光度avaporは、蒸気温度Tsから導く。
Next, the
Next, the
また、温度推定部1143が、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを推定する(ステップST609)。なお、蒸気温度Tsと周辺温度TLとの関係は、事前に、蒸気温度Tsを変えながら周辺温度TLを測定する等して得ることができ、温度推定部1143は、この情報を元に周辺温度TLの推定を行う。例えば、発光素子102及び発光素子103が配管101の直近に配置されている場合には、周辺温度TLは蒸気温度Tsに対してほぼ比例する。
The
次いで、不具合判定部1144が、温度センサ1041により測定された周辺温度TLを温度推定部1143により推定された周辺温度TLと比較することで、不具合の有無を判定する(ステップST610)。ここで、不具合判定部1144は、測定された周辺温度TLが推定された周辺温度TLに対して閾値以上乖離していると判定した場合には、乾き度測定装置1に不具合が発生したと判定する。
Then,
ここで、実施の形態1に係る乾き度測定装置1では、検査光及び参照光を合波した後、光導波路108の他端から配管101の内部に照射する。これにより、配管101の内部における検査光の光路及び参照光の光路はほぼ同じとなる。ここで、配管101の内部における検査光の光路及び参照光の光路が異なる場合、配管101の内部の乾き度zを正確に測定できないことがありうる。これに対し、実施の形態1に係る乾き度測定装置1によれば、配管101の内部の乾き度zを正確に測定できる。
Here, in the dryness measuring apparatus 1 according to the first embodiment, the inspection light and the reference light are combined and then irradiated to the inside of the
また、実施の形態1に係る乾き度測定装置1では、周辺温度TL及び蒸気温度Tsに基づいて発光素子102及び発光素子103の発光強度を推定し、その発光強度の変化に応じて乾き度zの補正を行う。これにより、従来のようなモニタ用の特殊な光ファイバ及び受光素子を用いずに、従来構成に対して簡易な構成で、乾き度zとは無関係に発光素子102及び発光素子103の発光強度が変化した場合でも、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化に基づく乾き度zの補正を行うことができ、乾き度zを正確に測定可能となる。
Also, the dryness fraction measuring device 1 according to the first embodiment, the light emission intensity of the
また、実施の形態1に係る乾き度測定装置1では、蒸気温度Tsに基づいて周辺温度TLを予測している。このように、乾き度測定装置1で従来から必須のものとして測定されている蒸気温度Tsによる発光素子102及び発光素子103への影響をモデル化し、周辺温度TLの温度予測を取り入れることで、予測的な対応が可能となる。また、予測した周辺温度TLと温度センサ1041により測定された周辺温度TLとの乖離度合から、乾き度測定装置1に対する不具合の発生が予測可能となる。
Also, the dryness fraction measuring device 1 according to the first embodiment predicts the ambient temperature T L based on steam temperature T s. In this way, by modeling the influence on the
なお図1では、配管101に光透過性を有する窓1011を設け、窓1011の外面に光導波路108の他端が対向配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、配管101には窓1011を設けず、光導波路108の他端が配管101の側壁に貫通されてもよい。
また図1では、光導波路108の他端が窓1011の外面に対向配置された場合を示したが、これに限らず、光導波路108は用いず、光合波器107の出力部が窓1011の外面に対向配置されてもよい。
In FIG. 1, a case where a light-transmitting
1 shows the case where the other end of the
また図1では、配管101に光透過性を有する窓1012を設け、窓1012の外面に光導波路109の一端が対向配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、配管101には窓1012を設けず、光導波路109の一端が配管101の側壁に貫通されてもよい。
また図1では、光導波路109の一端が窓1012の外面に対向配置された場合を示したが、これに限らず、光導波路109は用いず、受光素子110の入力部が窓1012の外面に対向配置されてもよい。
Further, FIG. 1 shows a case where the
1 shows a case where one end of the
また図1では、光導波路108と光導波路109とが対向配置された透過形の構成を示したが、これに限らず、反射形に構成されてもよい。この場合、窓1012に代えて、配管101の側壁における窓1011に対向する内面に反射板が配置される。また、光導波路109は一端が窓1011の外面に対向配置される。この場合、光導波路108により配管101の内部に伝搬された光は、配管101の内部を進行して反射板で反射され、光導波路109により受光素子110に伝搬される。
1 shows a transmissive configuration in which the
なお上記では、乾き度算出部1142が、蒸気温度Tsから飽和蒸気の吸光度avaporを算出する場合を示した。しかしながら、これに限らず、配管101の内部の圧力Pを測定する圧力センサ(圧力測定部)を乾き度測定装置1に追加し、乾き度算出部1142が、圧力センサにより測定された圧力Pから飽和蒸気の吸光度avaporを算出してもよい。
In the above description, the case where the
また上記では、温度センサ112が蒸気温度Tsを測定する場合を示した。しかしながら、温度センサ112による蒸気温度Tsの測定は必須ではなく、温度センサ112を乾き度測定装置1から取除いてもよい。
この場合、乾き度算出部1142は、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、及び、温度センサ1041により測定された周辺温度TLに基づいて、例えば下式(9)に従って、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(TL)) (9)
なお、式(9)において、f(TL)は、周辺温度TLを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(TL)は、事前に、周辺温度TLを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
In the above description, the
In this case, the
z = 1 / (1-k + (k / a vapor ) × A s × f (T L )) (9)
Note that in Expression (9), f (T L ) is a function having the ambient temperature T L as a variable, and is a function for correcting a change in light emission intensity of the
以上のように、この実施の形態1によれば、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する発光素子102と、発光素子102により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する発光素子103と、発光素子102及び発光素子103に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該発光素子102により発光された検査光及び当該発光素子103により発光された参照光が透過する配管101と、配管101を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子110と、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する温度センサ1041と、受光素子110により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管101を流れる蒸気の吸光度Asを算出する吸光度算出部1141と、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、及び、温度センサ1041により測定された周辺温度TLに基づいて、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する乾き度算出部1142とを備えたので、簡易な構成で、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化に基づく乾き度zの補正を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
実施の形態1では、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを用いて乾き度zを補正する場合を示した。一方、上述したように、発光素子102及び発光素子103の発光強度は、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLに依存する。また、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLは、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLに依存する。そこで、実施の形態2では、上記周辺温度TLに代えて又は追加して、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLを用いて乾き度zを補正する場合について示す。
図7はこの発明の実施の形態2に係る乾き度測定装置1の構成例を示す模式図である。この図7に示す実施の形態2に係る乾き度測定装置1では、図1に示す実施の形態1に係る乾き度測定装置1に対し、駆動回路104を駆動回路104bに変更し、乾き度算出部1142を乾き度算出部1142bに変更している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the dryness z is corrected using the ambient temperature T L and the steam temperature T s has been described. On the other hand, as described above, the light emission intensities of the
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 2 of the present invention. In the dryness measuring apparatus 1 according to the second embodiment shown in FIG. 7, the
駆動回路104bは、発光素子102及び発光素子103を駆動する。また、駆動回路104bは、信号増幅分離回路111に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。この駆動回路104bとしては定電流駆動回路又は定電圧駆動回路等が使用可能である。
また、駆動回路104bは、図7に示すように、温度センサ(周辺温度測定部)1041及び電圧測定部1042を有している。温度センサ1041は、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する。電圧測定部1042は、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLを測定する。
The
In addition, the
乾き度算出部1142bは、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VL、温度センサ1041により測定された周辺温度TL、及び、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、例えば下式(10)に従って、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(VL,TL,Ts)) (10)
なお、式(10)において、f(VL,TL,Ts)は、順方向電圧VL、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(VL,TL,Ts)は、事前に、順方向電圧VL、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
Dryness
z = 1 / (1−k + (k / a vapor ) × A s × f (V L , T L , T s )) (10)
In Expression (10), f (V L , T L , T s ) is a function having the forward voltage V L , the ambient temperature T L, and the vapor temperature T s as variables, and the
また上記では、温度センサ1041が周辺温度TLを測定する場合を示した。しかしながら、温度センサ1041による周辺温度TLの測定は必須ではなく、温度センサ1041を乾き度測定装置1から取除いてもよい。
この場合、乾き度算出部1142bは、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VL、及び、温度センサ112により測定された蒸気温度Tsに基づいて、例えば下式(11)に従って、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(VL,Ts)) (11)
なお、式(11)において、f(VL,Ts)は、順方向電圧VL及び蒸気温度Tsを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(VL,Ts)は、事前に、順方向電圧VL及び蒸気温度Tsを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
In the above description, the
In this case, the dryness
z = 1 / (1−k + (k / a vapor ) × A s × f (V L , T s )) (11)
In Expression (11), f (V L , T s ) is a function having the forward voltage V L and the vapor temperature T s as variables, and corrects the change in the emission intensity of the
また上記では、温度センサ1041が周辺温度TLを測定し、温度センサ112が蒸気温度Tsを測定する場合を示した。しかしながら、温度センサ1041による周辺温度TLの測定及び温度センサ112による蒸気温度Tsの測定は必須ではなく、温度センサ1041及び温度センサ112を乾き度測定装置1から取除いてもよい。
この場合、乾き度算出部1142bは、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、及び、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VLに基づいて、例えば下式(12)に従って、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(VL)) (12)
なお、式(12)において、f(VL)は、順方向電圧VLを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(VL)は、事前に、順方向電圧VLを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
In the above, it shows the case where the
In this case, the dryness
z = 1 / (1-k + (k / a vapor ) × A s × f (V L )) (12)
Note that in Expression (12), f (V L ) is a function having the forward voltage V L as a variable, and is a function for correcting a change in light emission intensity of the
以上のように、この実施の形態2によれば、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する発光素子102と、発光素子102により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する発光素子103と、発光素子102及び発光素子103に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該発光素子102により発光された検査光及び当該発光素子103により発光された参照光が透過する配管101と、配管101を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子110と、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLを測定する電圧測定部1042と、受光素子110により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管101を流れる蒸気の吸光度Asを算出する吸光度算出部1141と、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、及び、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VLに基づいて、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する乾き度算出部1142bとを備えても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態1では、周辺温度TL及び蒸気温度Tsを用いて乾き度zを補正する場合を示した。それに対し、実施の形態3では、周辺温度TL及び順方向電圧VLを用いて乾き度zを補正する場合について示す。
図8はこの発明の実施の形態3に係る乾き度測定装置1の構成例を示す模式図である。この図8に示す実施の形態3に係る乾き度測定装置1では、図1に示す実施の形態1に係る乾き度測定装置1に対し、温度センサ112を取除き、駆動回路104を駆動回路104cに変更し、乾き度算出部1142を乾き度算出部1142cに変更し、温度推定部1143を温度推定部1143cに変更し、不具合判定部1144を不具合判定部1144cに変更している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the case where the dryness z is corrected using the ambient temperature T L and the steam temperature T s has been described. On the other hand, the third embodiment shows a case where the dryness z is corrected using the ambient temperature TL and the forward voltage VL .
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of the dryness measuring apparatus 1 according to Embodiment 3 of the present invention. In the dryness measuring apparatus 1 according to the third embodiment shown in FIG. 8, the
駆動回路104cは、発光素子102及び発光素子103を駆動する。また、駆動回路104cは、信号増幅分離回路111に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。この駆動回路104cとしては定電流駆動回路又は定電圧駆動回路等が使用可能である。
また、駆動回路104cは、図8に示すように、温度センサ(周辺温度測定部)1041及び電圧測定部1042を有している。温度センサ1041は、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する。電圧測定部1042は、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLを測定する。
The
The
乾き度算出部1142cは、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VL、及び、温度センサ1041により測定された周辺温度TLに基づいて、例えば下式(13)に従って、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する。
z=1/(1−k+(k/avapor)×As×f(VL,TL)) (13)
なお、式(13)において、f(VL,TL)は、順方向電圧VL及び周辺温度TLを変数とする関数であり、発光素子102及び発光素子103の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数f(VL,TL)は、事前に、順方向電圧VL及び周辺温度TLを変えながら発光素子102及び発光素子103の発光強度を測定する等して得ることができる。
Dryness
z = 1 / (1−k + (k / a vapor ) × A s × f (V L , T L )) (13)
In Expression (13), f (V L , T L ) is a function having the forward voltage V L and the ambient temperature T L as variables, and corrects changes in the light emission intensity of the
温度推定部1143cは、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VLに基づいて、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを推定する。
不具合判定部1144cは、温度センサ1041により測定された周辺温度TLを温度推定部1143cにより推定された周辺温度TLと比較することで、不具合の有無を判定する。なお、不具合判定部1144cによる不具合判定方法は、実施の形態1における不具合判定部1144による不具合判定方法と同様である。
なお、温度推定部1143c及び不具合判定部1144cは必須の構成ではなく、乾き度測定装置1から取除いてもよい。
The
以上のように、この実施の形態3によれば、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する発光素子102と、発光素子102により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する発光素子103と、発光素子102及び発光素子103に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該発光素子102により発光された検査光及び当該発光素子103により発光された参照光が透過する配管101と、配管101を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子110と、発光素子102及び発光素子103の順方向電圧VLを測定する電圧測定部1042と、発光素子102及び発光素子103の周辺温度TLを測定する温度センサ1041と、受光素子110により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管101を流れる蒸気の吸光度Asを算出する吸光度算出部1141と、吸光度算出部1141により算出された蒸気の吸光度As、電圧測定部1042により測定された順方向電圧VL、及び、温度センサ1041により測定された周辺温度TLに基づいて、配管101を流れる蒸気の乾き度zを算出する乾き度算出部1142cとを備えても、実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the third embodiment, the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 乾き度測定装置
101 配管
102 発光素子(検査光発光素子)
103 発光素子(参照光発光素子)
104,104b,104c 駆動回路
105 光導波路
106 光導波路
107 光合波器
108 光導波路
109 光導波路
110 受光素子
111 信号増幅分離回路
112 温度センサ(蒸気温度測定部)
113 データ記憶装置
114 CPU
115 入力装置
116 出力装置
117 プログラム記憶装置
118 一時記憶装置
1011 窓
1012 窓
1041 温度センサ(周辺温度測定部)
1042 電圧測定部
1131 演算情報記憶部
1141 吸光度算出部
1142,1142b,1142c 乾き度算出部
1143,1143c 温度推定部(周辺温度推定部)
1144,114b,1144c 不具合判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
103 Light Emitting Element (Reference Light Emitting Element)
104, 104b,
113
115
1042
1144, 114b, 1144c Defect determination unit
Claims (12)
前記検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該検査光発光素子により発光された検査光及び当該参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、
前記配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子の周辺温度を測定する周辺温度測定部と、
前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、
前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する乾き度算出部と
を備えた乾き度測定装置。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid;
A reference light emitting element that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element;
The inspection light emitting element and the reference light emitting element are located within a certain range, the vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitted by the reference light emitting element are Permeate piping,
A light receiving element for receiving inspection light and reference light transmitted through the pipe;
An ambient temperature measuring unit for measuring ambient temperatures of the inspection light emitting element and the reference light emitting element;
Based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element, an absorbance calculation unit that calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe;
A dryness degree provided with a dryness calculation unit that calculates the dryness of the steam flowing through the pipe based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit and the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit measuring device.
前記乾き度算出部は、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の乾き度測定装置。 A steam temperature measuring unit for measuring the steam temperature inside the pipe;
The dryness calculation unit is configured based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit, and the steam temperature measured by the steam temperature measurement unit. The dryness measuring apparatus according to claim 1, wherein the dryness of the steam flowing through is calculated.
前記周辺温度測定部により測定された周辺温度を前記周辺温度推定部により推定された周辺温度と比較することで、不具合の有無を判定する不具合判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項2記載の乾き度測定装置。 Based on the vapor temperature measured by the vapor temperature measurement unit, an ambient temperature estimation unit that estimates the ambient temperature of the inspection light-emitting element and the reference light-emitting element,
3. A failure determination unit that determines whether or not there is a defect by comparing the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit with the ambient temperature estimated by the ambient temperature estimation unit. Described dryness measuring device.
前記検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該検査光発光素子により発光された検査光及び当該参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、
前記配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子の順方向電圧を測定する電圧測定部と、
前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、
前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記電圧測定部により測定された順方向電圧に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する乾き度算出部と
を備えた乾き度測定装置。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid;
A reference light emitting element that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element;
The inspection light emitting element and the reference light emitting element are located within a certain range, the vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitted by the reference light emitting element are Permeate piping,
A light receiving element for receiving inspection light and reference light transmitted through the pipe;
A voltage measuring unit for measuring a forward voltage of the inspection light emitting element and the reference light emitting element;
Based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element, an absorbance calculation unit that calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe;
The dryness degree provided with the dryness degree calculation part which calculates the dryness degree of the steam which flows through the piping based on the light absorbency of the vapor computed by the light absorbency calculation part, and the forward voltage measured by the voltage measurement part measuring device.
前記乾き度算出部は、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、前記電圧測定部により測定された順方向電圧、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする請求項4記載の乾き度測定装置。 A steam temperature measuring unit for measuring the steam temperature inside the pipe;
The dryness calculation unit is configured to calculate the pipe based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, the forward voltage measured by the voltage measurement unit, and the vapor temperature measured by the vapor temperature measurement unit. The dryness measurement apparatus according to claim 4, wherein the dryness of the steam flowing through is calculated.
前記乾き度算出部は、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、前記電圧測定部により測定された順方向電圧、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする請求項5記載の乾き度測定装置。 An ambient temperature measuring unit for measuring ambient temperatures of the inspection light emitting element and the reference light emitting element;
The dryness calculation unit includes the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, the forward voltage measured by the voltage measurement unit, the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit, and the vapor temperature measurement unit. The dryness measuring apparatus according to claim 5, wherein the dryness of the steam flowing through the pipe is calculated based on the steam temperature measured by the method.
前記周辺温度測定部により測定された周辺温度を前記周辺温度推定部により推定された周辺温度と比較することで、不具合の有無を判定する不具合判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項6記載の乾き度測定装置。 Based on the vapor temperature measured by the vapor temperature measurement unit, an ambient temperature estimation unit that estimates the ambient temperature of the inspection light-emitting element and the reference light-emitting element,
7. A failure determination unit that determines the presence or absence of a failure by comparing the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit with the ambient temperature estimated by the ambient temperature estimation unit. Described dryness measuring device.
前記検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子に対して一定の範囲内に位置し、蒸気が流れ、当該検査光発光素子により発光された検査光及び当該参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、
前記配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子の順方向電圧を測定する電圧測定部と、
前記検査光発光素子及び前記参照光発光素子の周辺温度を測定する周辺温度測定部と、
前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、
前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、前記電圧測定部により測定された順方向電圧、及び、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する乾き度算出部と
を備えた乾き度測定装置。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid;
A reference light emitting element that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element;
The inspection light emitting element and the reference light emitting element are located within a certain range, the vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitted by the reference light emitting element are Permeate piping,
A light receiving element for receiving inspection light and reference light transmitted through the pipe;
A voltage measuring unit for measuring a forward voltage of the inspection light emitting element and the reference light emitting element;
An ambient temperature measuring unit for measuring ambient temperatures of the inspection light emitting element and the reference light emitting element;
Based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element, an absorbance calculation unit that calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe;
Based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, the forward voltage measured by the voltage measurement unit, and the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit, the dryness of the steam flowing through the pipe is determined. A dryness measuring apparatus comprising: a dryness calculating unit for calculating.
前記周辺温度測定部により測定された周辺温度を前記周辺温度推定部により推定された周辺温度と比較することで、不具合の有無を判定する不具合判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項8記載の乾き度測定装置。 Based on the forward voltage measured by the voltage measuring unit, an ambient temperature estimating unit that estimates the ambient temperature of the inspection light emitting element and the reference light emitting element,
9. A failure determination unit that determines the presence or absence of a failure by comparing the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit with the ambient temperature estimated by the ambient temperature estimation unit. Described dryness measuring device.
吸光度算出部が、前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出し、
乾き度算出部が、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする乾き度測定方法。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength that is absorbed by the saturated liquid, and a reference light that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element. The light emitting element is positioned within a certain range with respect to the inspection light emitting element and the reference light emitting element, vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitting element emit light. A pipe through which the reference light is transmitted, a light receiving element that receives the inspection light and the reference light transmitted through the pipe, and an ambient temperature measurement unit that measures the ambient temperature of the inspection light emitting element and the reference light emitting element. A dryness measuring method using a dryness measuring device,
The absorbance calculation unit calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element,
The dryness calculating unit calculates the dryness of the steam flowing through the pipe based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculating unit and the ambient temperature measured by the ambient temperature measuring unit. How to measure dryness.
吸光度算出部が、前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出し、
乾き度算出部が、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記電圧測定部により測定された順方向電圧に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする乾き度測定方法。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength that is absorbed by the saturated liquid, and a reference light that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element. The light emitting element is positioned within a certain range with respect to the inspection light emitting element and the reference light emitting element, vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitting element emit light. A pipe through which the reference light is transmitted, a light receiving element that receives the inspection light and the reference light transmitted through the pipe, and a voltage measuring unit that measures a forward voltage of the inspection light emitting element and the reference light emitting element. A dryness measuring method using a dryness measuring device,
The absorbance calculation unit calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element,
The dryness calculation unit calculates the dryness of the steam flowing through the pipe based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit and the forward voltage measured by the voltage measurement unit. How to measure dryness.
吸光度算出部が、前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出し、
乾き度算出部が、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、前記電圧測定部により測定された順方向電圧、及び、前記周辺温度測定部により測定された周辺温度に基づいて、前記配管を流れる蒸気の乾き度を算出する
ことを特徴とする乾き度測定方法。 An inspection light emitting element that emits inspection light having a wavelength that is absorbed by the saturated liquid, and a reference light that emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by wet steam with respect to the inspection light emitted by the inspection light emitting element. The light emitting element is positioned within a certain range with respect to the inspection light emitting element and the reference light emitting element, vapor flows, and the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitting element emit light. A pipe through which the reference light is transmitted, a light receiving element that receives the inspection light and the reference light transmitted through the pipe, a voltage measuring unit that measures a forward voltage of the inspection light emitting element and the reference light emitting element, A dryness measuring method by a dryness measuring device comprising an inspection light emitting element and an ambient temperature measuring unit for measuring the ambient temperature of the reference light emitting element,
The absorbance calculation unit calculates the absorbance of the vapor flowing through the pipe based on the inspection light and the reference light received by the light receiving element,
The dryness calculation unit is configured to connect the pipe based on the absorbance of the vapor calculated by the absorbance calculation unit, the forward voltage measured by the voltage measurement unit, and the ambient temperature measured by the ambient temperature measurement unit. A dryness measuring method characterized by calculating dryness of flowing steam.
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