JP3126584B2 - 輸送管内を流れる流動物の成分構成比測定装置 - Google Patents
輸送管内を流れる流動物の成分構成比測定装置Info
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- JP3126584B2 JP3126584B2 JP06035267A JP3526794A JP3126584B2 JP 3126584 B2 JP3126584 B2 JP 3126584B2 JP 06035267 A JP06035267 A JP 06035267A JP 3526794 A JP3526794 A JP 3526794A JP 3126584 B2 JP3126584 B2 JP 3126584B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、輸送管内を流れる流
動物の成分構成比測定装置、特に、輸送管内を流れる汚
泥等の流動物の成分構成比を気泡の混入にかかわらず高
精度で測定することができる装置に関するものである。
動物の成分構成比測定装置、特に、輸送管内を流れる汚
泥等の流動物の成分構成比を気泡の混入にかかわらず高
精度で測定することができる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、輸送管内を流れる、有機物と水
との混合物からなる汚泥の有機物と水との成分構成比を
輸送管外から求める方法として、中性子計測法の使用が
考えられる。中性子計測法による成分構成比の求め方に
ついて説明する。
との混合物からなる汚泥の有機物と水との成分構成比を
輸送管外から求める方法として、中性子計測法の使用が
考えられる。中性子計測法による成分構成比の求め方に
ついて説明する。
【0003】中性子は、被測定物中の水素と感応する。
一方、有機物と水との水素含有率は異なる。従って、一
定体積中の有機物と水との比率が異なると、中性子の散
乱あるいは透過線量率が変化するので、下記(4)およ
び(5)式によって有機物と水との成分構成比を求める
ことができる。
一方、有機物と水との水素含有率は異なる。従って、一
定体積中の有機物と水との比率が異なると、中性子の散
乱あるいは透過線量率が変化するので、下記(4)およ
び(5)式によって有機物と水との成分構成比を求める
ことができる。
【0004】 w+v=100 --- (5) 但し、下記(4)および(5)式において、I0 :輸送
管に水を満たしたときの中性子計測率(カウント/
秒)、I :中性子計測率(カウント/秒)、w :水
の容積百分率(=重量百分率、水の密度ρが1.0のた
め)(%)、v :有機物の容積百分率(=重量百分
率、有機物の密度ρが約1.0のため)(%)、K :
有機物中の水素の重量比/水中の水素の重量比(約1/
15)。
管に水を満たしたときの中性子計測率(カウント/
秒)、I :中性子計測率(カウント/秒)、w :水
の容積百分率(=重量百分率、水の密度ρが1.0のた
め)(%)、v :有機物の容積百分率(=重量百分
率、有機物の密度ρが約1.0のため)(%)、K :
有機物中の水素の重量比/水中の水素の重量比(約1/
15)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、汚泥中
に気泡が混入すると、上記(5)式は、 w+v+H=100 --- (6) 但し、H:汚泥中の気泡の容積百分率(%)。となっ
て、一義的な解を求めることができず、基本的には測定
不能となる。
に気泡が混入すると、上記(5)式は、 w+v+H=100 --- (6) 但し、H:汚泥中の気泡の容積百分率(%)。となっ
て、一義的な解を求めることができず、基本的には測定
不能となる。
【0006】汚泥中への気泡の混入による測定誤差の解
決方法が、特開昭58−223039号公開公報に開示
されている。但し、この方法は、汚泥の成分構成比を求
めるものではない。この方法は、スラリーの輸送管路内
に、容積式流量計と質量式流量計とを直列に接続し、そ
れぞれの流量計によってスラリーの流量を測定し、そし
て、質量式流量計によって測定した流量値を、容積式流
量計によって測定した流量値で除してスラリーの密度を
演算するものである。
決方法が、特開昭58−223039号公開公報に開示
されている。但し、この方法は、汚泥の成分構成比を求
めるものではない。この方法は、スラリーの輸送管路内
に、容積式流量計と質量式流量計とを直列に接続し、そ
れぞれの流量計によってスラリーの流量を測定し、そし
て、質量式流量計によって測定した流量値を、容積式流
量計によって測定した流量値で除してスラリーの密度を
演算するものである。
【0007】しかしながら、上述した方法は、大容量且
つ高粘性のスラリーの質量を測定する質量式流量計が現
存せず、実用的ではないといった問題を有している。
つ高粘性のスラリーの質量を測定する質量式流量計が現
存せず、実用的ではないといった問題を有している。
【0008】従って、この発明の目的は、大容量且つ低
粘性のスラリーは勿論、高粘性のスラリー等であって
も、その成分構成比を、気泡の有無にかかわらず輸送管
外から高精度で測定することができる、輸送管内を流れ
る流動物の成分構成比測定装置を提供することにある。
粘性のスラリーは勿論、高粘性のスラリー等であって
も、その成分構成比を、気泡の有無にかかわらず輸送管
外から高精度で測定することができる、輸送管内を流れ
る流動物の成分構成比測定装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、気泡を含む
流動物が流れる輸送管の任意の計測点Aに設けられた第
1中性子計数計および第1圧力計と、前記計測点Aから
所定距離離れた前記輸送管の計測点Bに設けられた第2
中性子計数計および第2圧力計と、前記流動物の流速を
測定するための流速計と、演算処理器とからなり、前記
演算処理器は、前記流速計からの前記流動物の流速、前
記第1中性子計数計および前記第1圧力計によって測定
した、前記計測点Aを通過する前記流動物の中性子計数
率および圧力、および、前記第2中性子計数計および前
記第2圧力計によって測定した、前記計測点Aを通過し
た前記流動物が前記計測点Bに到達した時の前記流動物
の中性子計数率および圧力に基づいて、前記流動物の成
分構成比を演算する機能を有していることに特徴を有す
るものである。
流動物が流れる輸送管の任意の計測点Aに設けられた第
1中性子計数計および第1圧力計と、前記計測点Aから
所定距離離れた前記輸送管の計測点Bに設けられた第2
中性子計数計および第2圧力計と、前記流動物の流速を
測定するための流速計と、演算処理器とからなり、前記
演算処理器は、前記流速計からの前記流動物の流速、前
記第1中性子計数計および前記第1圧力計によって測定
した、前記計測点Aを通過する前記流動物の中性子計数
率および圧力、および、前記第2中性子計数計および前
記第2圧力計によって測定した、前記計測点Aを通過し
た前記流動物が前記計測点Bに到達した時の前記流動物
の中性子計数率および圧力に基づいて、前記流動物の成
分構成比を演算する機能を有していることに特徴を有す
るものである。
【0010】
【作用】流体中の液体および固体の体積は、圧力により
殆ど変化しない(通常無視できる)。これに対して流体
中の気泡の体積は、圧力に反比例して変化する。従っ
て、輸送管内を流れる流動物の同一部位の中性子計数率
を圧力差が生じる2箇所の計測点で測定すれば、流動物
中への気泡の混入にかかわらず、流動物の構成成分比を
高精度で測定することができる。
殆ど変化しない(通常無視できる)。これに対して流体
中の気泡の体積は、圧力に反比例して変化する。従っ
て、輸送管内を流れる流動物の同一部位の中性子計数率
を圧力差が生じる2箇所の計測点で測定すれば、流動物
中への気泡の混入にかかわらず、流動物の構成成分比を
高精度で測定することができる。
【0011】
【実施例】次に、この発明の、輸送管内を流れる流動物
の成分構成比測定装置の一実施態様を、図面を参照しな
がら説明する。
の成分構成比測定装置の一実施態様を、図面を参照しな
がら説明する。
【0012】図1は、この発明の、輸送管内を流れる流
動物の成分構成比測定装置の一実施態様を示すブロック
図である。
動物の成分構成比測定装置の一実施態様を示すブロック
図である。
【0013】図1において、1は、気泡を含む流動物と
しての汚泥が流れる汚泥輸送管、2は、輸送管1の任意
の計測点Aに設けられた第1中性子計数計、3は、計測
点Aに設けられた第1圧力計、4は、計測点Aから所定
距離(l)離れた輸送管1の計測点Bに設けられた第2
中性子計数計、5は、計測点Bに設けられた第2圧力
計、6は、輸送管1の任意の位置に設けた流速計、そし
て、7は、汚泥を構成する水の容積百分率(重量百分
率)、有機物の容積百分率(重量百分率)および汚泥中
の気泡の容積百分率を後述する演算式に従ってそれぞれ
演算する機能を有している。
しての汚泥が流れる汚泥輸送管、2は、輸送管1の任意
の計測点Aに設けられた第1中性子計数計、3は、計測
点Aに設けられた第1圧力計、4は、計測点Aから所定
距離(l)離れた輸送管1の計測点Bに設けられた第2
中性子計数計、5は、計測点Bに設けられた第2圧力
計、6は、輸送管1の任意の位置に設けた流速計、そし
て、7は、汚泥を構成する水の容積百分率(重量百分
率)、有機物の容積百分率(重量百分率)および汚泥中
の気泡の容積百分率を後述する演算式に従ってそれぞれ
演算する機能を有している。
【0014】有機物および水からなる汚泥は、汚泥流入
口において気泡を巻き込み、図1中矢印方向に輸送管1
内を圧送される。通常、汚泥は、粘性が高いために輸送
管1内を距離(l)だけ流れる間に圧損が生じる。
口において気泡を巻き込み、図1中矢印方向に輸送管1
内を圧送される。通常、汚泥は、粘性が高いために輸送
管1内を距離(l)だけ流れる間に圧損が生じる。
【0015】汚泥の流速は、流速計6によって測定され
る。従って、計測点Aを通過した汚泥は、l/S秒後に
計測点Bに到達する。任意の時刻(t0 )の計測点Aに
おける中性子計測率を(Ia )(カウント/秒)、管内
圧力を(Pa )(kg/cm2 )、汚泥の流速を(S)
(m/秒)とし、時刻(t0 +l/S)(秒)後の計測
点Bにおける中性子計測率を(Ib )(カウント/
秒)、管内圧力を(Pb )(kg/cm2 )とすると、
下記(1)〜(3)式が成り立つ。但し、計測点Aと計
測点Bとの間の輸送管1の内径寸法に変化はないものと
する。
る。従って、計測点Aを通過した汚泥は、l/S秒後に
計測点Bに到達する。任意の時刻(t0 )の計測点Aに
おける中性子計測率を(Ia )(カウント/秒)、管内
圧力を(Pa )(kg/cm2 )、汚泥の流速を(S)
(m/秒)とし、時刻(t0 +l/S)(秒)後の計測
点Bにおける中性子計測率を(Ib )(カウント/
秒)、管内圧力を(Pb )(kg/cm2 )とすると、
下記(1)〜(3)式が成り立つ。但し、計測点Aと計
測点Bとの間の輸送管1の内径寸法に変化はないものと
する。
【0016】 但し、上記(1)〜(3)式において、I0 :前記輸送
管に水を満たしたときの中性子計測率(カウント/
秒)、Ia :前記計測点Aにおける中性子計測率(カウ
ント/秒)、Ib :前記計測点Bにおける中性子計測率
(カウント/秒)、Pa :前記計測点Aにおける管内圧
力(kg/cm2 )、Pb :前記計測点Bにおける管内
圧力(kg/cm2 )、w :計測点Aにおける水の容
積百分率(=重量百分率、水の密度ρは、約1.0のた
め)(%)、v :計測点Aにおける有機物の容積百分
率(=重量百分率、有機物の密度ρは、約1.0のた
め)(%)、H0 :管内圧力が1kg/cm2 時の汚泥中
の気泡の容積百分率(%)、K :有機物中の水素の重
量比/水中の水素の重量比(約9/15)。
管に水を満たしたときの中性子計測率(カウント/
秒)、Ia :前記計測点Aにおける中性子計測率(カウ
ント/秒)、Ib :前記計測点Bにおける中性子計測率
(カウント/秒)、Pa :前記計測点Aにおける管内圧
力(kg/cm2 )、Pb :前記計測点Bにおける管内
圧力(kg/cm2 )、w :計測点Aにおける水の容
積百分率(=重量百分率、水の密度ρは、約1.0のた
め)(%)、v :計測点Aにおける有機物の容積百分
率(=重量百分率、有機物の密度ρは、約1.0のた
め)(%)、H0 :管内圧力が1kg/cm2 時の汚泥中
の気泡の容積百分率(%)、K :有機物中の水素の重
量比/水中の水素の重量比(約9/15)。
【0017】演算処理器7は、上記(1)〜(3)式か
らなる三元一次方程式を解いて、水の容積百分率(w)
(%)、有機物の容積百分率(v)(%)、および、管
内圧力が1(kg/cm2 )時の汚泥中の気泡の容積百
分率(H0 )(%)を演算する。このようにして、汚泥
を構成する水と有機物との成分構成比および汚泥に含ま
れる気泡の容積百分率を一義的に求めることができる。
らなる三元一次方程式を解いて、水の容積百分率(w)
(%)、有機物の容積百分率(v)(%)、および、管
内圧力が1(kg/cm2 )時の汚泥中の気泡の容積百
分率(H0 )(%)を演算する。このようにして、汚泥
を構成する水と有機物との成分構成比および汚泥に含ま
れる気泡の容積百分率を一義的に求めることができる。
【0018】計測点Aと計測点Bとの圧力差は大きい
程、気泡の体積変化が増加するため、得られる計測値の
変化量も増大し、目的とする水および有機物の容積百分
率の測定精度が向上する。これは、気泡の容積百分率の
測定精度が向上するからである。
程、気泡の体積変化が増加するため、得られる計測値の
変化量も増大し、目的とする水および有機物の容積百分
率の測定精度が向上する。これは、気泡の容積百分率の
測定精度が向上するからである。
【0019】粘性の高い乾燥汚泥の場合、輸送管中の圧
損は、約0.3(kg/cm2 ・m)に達するため、計
測点Aと計測点Bとの距離が5mとした実験において
は、圧力差が約1.5(kg/cm2 )となり、水およ
び有機物の容積百分率を、気泡の量にかかわらず、1%
以内の誤差で測定することができた。
損は、約0.3(kg/cm2 ・m)に達するため、計
測点Aと計測点Bとの距離が5mとした実験において
は、圧力差が約1.5(kg/cm2 )となり、水およ
び有機物の容積百分率を、気泡の量にかかわらず、1%
以内の誤差で測定することができた。
【0020】しかしながら、水分量が殆どの汚泥あるい
は水と重油等、粘性が低い流動物の場合には、輸送管内
における圧損が小さく、計測点Aと計測点Bとの間にお
いて、実用的な圧力差(0.5kg/cm2 以上)が得
られないことがある。
は水と重油等、粘性が低い流動物の場合には、輸送管内
における圧損が小さく、計測点Aと計測点Bとの間にお
いて、実用的な圧力差(0.5kg/cm2 以上)が得
られないことがある。
【0021】この場合には、図2に示すように、計測点
Aと計測点Bとの高さを位置を変えて、重力による圧力
差を付けると良い。圧力差を付けるには、この方法以外
に、輸送管の径を部分的に細くする等の方法が考えられ
る。図2において、(l)は、輸送管1の中心線に沿っ
て測った計測点Aと計測点Bとの間の距離であり、
(h)は、計測点Aと計測点Bとの高さ位置の差を示
す。この他、図1におけると同一番号は、同一物を示し
説明は省略する。
Aと計測点Bとの高さを位置を変えて、重力による圧力
差を付けると良い。圧力差を付けるには、この方法以外
に、輸送管の径を部分的に細くする等の方法が考えられ
る。図2において、(l)は、輸送管1の中心線に沿っ
て測った計測点Aと計測点Bとの間の距離であり、
(h)は、計測点Aと計測点Bとの高さ位置の差を示
す。この他、図1におけると同一番号は、同一物を示し
説明は省略する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、輸送管内を流れる流動物の同一部位の中性子計数率
を圧力差が生じる2箇所の計測点で測定することによっ
て、流動物中への気泡の混入にかかわらず、流動物の構
成成分比を高精度で測定することができるといった有用
な効果がもたらされる。
ば、輸送管内を流れる流動物の同一部位の中性子計数率
を圧力差が生じる2箇所の計測点で測定することによっ
て、流動物中への気泡の混入にかかわらず、流動物の構
成成分比を高精度で測定することができるといった有用
な効果がもたらされる。
【図1】この発明の、輸送管内を流れる流動物の成分構
成比測定装置の一実施態様を示すブロック図である。
成比測定装置の一実施態様を示すブロック図である。
【図2】この発明の、輸送管内を流れる流動物の成分構
成比測定装置の他の実施態様を示すブロック図である。
成比測定装置の他の実施態様を示すブロック図である。
1:輸送管、 2:第1中性子計数計、 3:第1圧力計、 4:第2中性子計数計、 5:第2圧力計、 6:流速計、 7:演算処理器。
フロントページの続き (72)発明者 猪川 修郎 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−243995(JP,A) 特開 平9−33452(JP,A) 特開 平9−43170(JP,A) 特開 昭58−223039(JP,A) 特開 昭61−71341(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/00 - 23/227 JICSTファイル(JOIS)
Claims (2)
- 【請求項1】 気泡を含む流動物が流れる輸送管の任意
の計測点Aに設けられた第1中性子計数計および第1圧
力計と、前記計測点Aから所定距離離れた前記輸送管の
計測点Bに設けられた第2中性子計数計および第2圧力
計と、前記流動物の流速を測定するための流速計と、演
算処理器とからなり、前記演算処理器は、前記流速計か
らの前記流動物の流速、前記第1中性子計数計および前
記第1圧力計によって測定した、前記計測点Aを通過す
る前記流動物の中性子計数率および圧力、および、前記
第2中性子計数計および前記第2圧力計によって測定し
た、前記計測点Aを通過した前記流動物が前記計測点B
に到達した時の前記流動物の中性子計数率および圧力に
基づいて、前記流動物の成分構成比を演算する機能を有
していることを特徴とする、輸送管内を流れる流動物の
成分構成比測定装置。 - 【請求項2】 前記演算処理器は、下式(1)〜
(3)、 但し、上記(1)〜(3)式において、I0 :前記輸送
管に水を満たしたときの中性子計測率(カウント/
秒)、Ia :前記計測点Aにおける中性子計測率(カウ
ント/秒)、Ib :前記計測点Bにおける中性子計測率
(カウント/秒)、Pa :前記計測点Aにおける管内圧
力(kg/cm2 )、Pb :前記計測点Bにおける管内
圧力(kg/cm2 )、w :計測点Aにおける水の容
積百分率(%)、v :計測点Aにおける有機物の容積
百分率(%)、H0 :管内圧力が1kg/cm2 時の汚泥
中の気泡の容積百分率(%)、K :有機物中の水素の
重量比/水中の水素の重量比。に従って、気泡を含む汚
泥の有機物と水との成分構成比を演算する機能を有して
いることを特徴とする、請求項1記載の、輸送管内を流
れる流動物の成分構成比測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06035267A JP3126584B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 輸送管内を流れる流動物の成分構成比測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06035267A JP3126584B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 輸送管内を流れる流動物の成分構成比測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07243994A JPH07243994A (ja) | 1995-09-19 |
JP3126584B2 true JP3126584B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=12437033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06035267A Expired - Fee Related JP3126584B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 輸送管内を流れる流動物の成分構成比測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3126584B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP06035267A patent/JP3126584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07243994A (ja) | 1995-09-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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