JP4767959B2 - 温度を決定するための測定装置およびこの測定装置の作動方法 - Google Patents
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Description
壁に配置された超音波パルスの送信/受信装置と、送信/受信装置とは反対側の壁表面に配置された超音波パルスの反射手段とを少なくとも備え、
壁が超音波パルスを少なくとも部分的に透過させ、
送信/受信装置が、少なくとも1個の超音波パルスを壁を通して反射手段の中に送信し、反射手段から温度に関係して送信/受信装置に向けて反射された前記少なくとも1個の超音波パルスの少なくとも1個の成分を受信する温度を決定するための測定装置において、
反射手段が、良熱伝導性壁と前記壁に向いた開口とを備えた容器として形成され、この容器が、前記壁より高い温度係数を持つ音速を有する材料を収容している測定装置によって解決される(請求項1)。
・送信/受信装置が少なくとも1個の音波変換器を有している(請求項2)。
・送信/受信装置が少なくとも2個の音波変換器を有している(請求項3)。
・少なくとも1個の第1音波変換器が、少なくとも1個の超音波パルスを壁を透過させて反射手段に向けて送信し、少なくとも1個の第2音波変換器が、反射手段から温度に関係して反射された少なくとも1個の超音波パルスを受信する(請求項4)。
・少なくとも1個の音波変換器が、少なくとも1個の超音波パルスを壁を透過させて反射手段に向けて送信し、かつ、反射手段から温度に関係して反射された少なくとも1個の超音波パルスを受信する(請求項5)。
・送信/受信装置が、音波変換器と壁との間に配置された音響導波路を有している(請求項6)。
・送信/受信装置が、反射手段の中に焦束される少なくとも1個の超音波パルスを送信する(請求項7)。
・反射手段が壁の凹所内に配置されている(請求項8)。
・反射手段が凹所の中に嵌合結合で配置されている(請求項9)。
・少なくとも1個の送信/受信装置を制御するための制御装置が設けられている(請求項10)。
・少なくとも1個の送信/受信装置内に発生された測定信号を処理するための信号処理装置が設けられている(請求項11)。処理された測定信号を伝送するための信号伝送手段が設けられている(請求項12)。伝送された測定信号を評価するための信号処理手段が設けられている(請求項13)。
図1は反射手段として、材料を収容する容器を備えた測定装置を示す。
図2は反射手段として、表面波共振器と音響モード変換器あるいは圧電変換器とを備えた測定装置を示す。
図3は反射手段として圧電振動子を備えた測定装置を示す。
図4は反射手段として、圧電振動子とこの圧電振動子に接続され鉄心を備えたインダクタンスとを備えた測定装置を示す。
図5は反射手段として、鉄心を備えたインダクタンスとキャパシタンスに接続された圧電振動子とを備えた測定装置を示す。
なお、図1〜5において同一部分には同一符号が付されている。
[1]「J.Appl.Phys.」42巻(2003年)、5205頁〜5207頁、日本、R.野村、K.米山等共著論文、「高張力繊維強化プラスチックにおける音速の温度依存性(Temperature Dependence of Sound Velocity in High-Strength Fiber-Reinforced Plastics)
[2]「IEEE Trans.」45巻、5号、1998年9月、「ウルトラサウンド、フェロエル.アンド フレク.コントロール(Ultrasound,Ferroel.and Frequ.Control)」におけるW. Buff、S.Klett、M.Rusko 等共著論文、「SAW共振装置を利用しての温度と圧力の受動遠隔感知(Passive Remote Sensing for Temperature and Pressure Using SAW Resonator Devices)」
[3]「ハイ テンペラチュア SAW(High Temperature SAW)」議事録、ゲーテ大学(フランクフルト)、スイス連邦工科大学(チューリッヒ)、ケルン大学、J.Schreuer、C.Thybaut、M.Prestat等共著論文、「LSGと関連複合物の高温時における異常電気機械挙動の理解に向けて(Towards an understanding of the anomalous electromecanical behaveiour of LGS and related compounds at high Temperatures)」
[4]バルホ ハンドブーホ(Valvo Handbuch)、J.Koch著、ISBN 3-7785-1755-4 「ピエゾキシド(PXE) アイゲンシャフテン ウント アンベンデゥング(Piezoxide(PXE) Eigenschaften und Anwendungen)」
[5]「IEEE Trans.」36巻、5号、2000年9月、「マグネティックス(Magnetics)におけるY.H.Kim、S.Hashi、K.Ishiyama 等共著論文、「反射磁界を利用しての遠隔温度感知システム(Remote Temperature Sensing System Using Reverberated Magnetic Flux)」
[6]「IEEE Trans.」36巻、5号、2000年9月、「マグネティックス(Magnetics)におけるR.R.Fletcher、N.A.Gershenfeld共著論文、「磁気材料をもとにした遠隔質問温度センサ(Remotely Interrogated Temperature Sensors Based on Magnetic Materials)」
[7]1988年 H.Kuttruff、S.Hirzel 出版 シュトゥットガルト 「フィジク ウント テクニーク デス ウルトラシャルス(Physik und Technik des Ultraschalls)」
2 対象物
9 材料
10 音響導波路
11 音波変換器
12 音響導波路
13 音響モード変換器または圧電変換器
14 表面波共振器
16 電極
17 電極
22 容器
50,61,62,63,70,80 超音波パルス
Claims (15)
- 壁(2)を通して温度を決定するための測定装置であって、
壁(2)に配置された超音波パルス(50,61,62,63,70,80)の送信/受信装置(S/E)と、送信/受信装置(S/E)とは反対側の壁表面(4)に配置された超音波パルス(50,51a,53a)の反射手段とを少なくとも備え、
壁(2)が超音波パルス(50,61,62,63,70,80)を少なくとも部分的に透過させ、
送信/受信装置(S/E)が、少なくとも1個の超音波パルス(50)を壁(2)を通して反射手段の中に送信し、反射手段から温度に関係して送信/受信装置(S/E)に向けて反射された前記少なくとも1個の超音波パルス(50)の少なくとも1個の成分(61,62,63,70,80)を受信する、温度を決定するための測定装置において、
反射手段が、良熱伝導性壁(8)と前記壁(2)に向いた開口とを備えた容器(22)として形成され、この容器(22)が、前記壁(2)より高い温度係数を持つ音速を有する材料(9)を収容している
ことを特徴とする温度を決定するための測定装置。 - 送信/受信装置(S/E)が少なくとも1個の音波変換器(1)を有していることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 送信/受信装置(S/E)が少なくとも2個の音波変換器(1,11)を有していることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 少なくとも1個の第1音波変換器(1)が、少なくとも1個の超音波パルス(50)を壁(2)を透過させて反射手段に向けて送信し、少なくとも1個の第2音波変換器(11)が、反射手段から温度に関係して反射された少なくとも1個の超音波パルス(61,62,63,70,80)を受信することを特徴とする請求項3に記載の測定装置。
- 少なくとも1個の音波変換器(1,11)が、少なくとも1個の超音波パルス(50)を壁(2)を透過させて反射手段に向けて送信し、かつ、反射手段から温度に関係して反射された少なくとも1個の超音波パルス(61,62,63,70,80)を受信することを特徴とする請求項2乃至4の1つに記載の測定装置。
- 送信/受信装置(S/E)が、音波変換器(1,11)と壁(2)との間に配置された音響導波路(10,12)を有していることを特徴とする請求項2乃至5の1つに記載の測定装置。
- 送信/受信装置(S/E)が、反射手段の中に焦束される少なくとも1個の超音波パルス(50)を送信することを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の測定装置。
- 反射手段が壁(2)の凹所内に配置されていることを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の測定装置。
- 反射手段が凹所の中に嵌合結合で配置されていることを特徴とする請求項8に記載の測定装置。
- 少なくとも1個の送信/受信装置(S/E)を制御するための制御装置が設けられていることを特徴とする請求項1乃至9の1つに記載の測定装置。
- 少なくとも1個の送信/受信装置(S/E)内に発生された測定信号を処理するための信号処理装置が設けられていることを特徴とする請求項1乃至10の1つに記載の測定装置。
- 処理された測定信号を伝送するための信号伝送手段が設けられていることを特徴とする請求項11に記載の測定装置。
- 伝送された測定信号を評価するための信号処理手段が設けられていることを特徴とする請求項12に記載の測定装置。
- 少なくとも1個の超音波パルス(50)が、壁(2)に配置された送信/受信装置(S/E)から壁(2)を通して送信/受信装置(S/E)とは反対側に配置された超音波パルス反射手段内に送信され、該反射手段から少なくとも部分的に送信/受信装置(S/E)に向けて温度に関係して反射され、送信/受信装置(S/E)によって受信されることを特徴とする請求項1乃至13の1つに記載の測定装置の作動方法。
- ガスタービンあるいは蒸気タービンにおける温度を決定するために用いられることを特徴とする請求項1乃至13の1つに記載の測定装置。
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