JP5638912B2 - Density distribution estimation method inside reactor using muon - Google Patents

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Description

本発明は、宇宙線ミュオンを用いて反応炉内部の密度分布を推定する方法に関する。   The present invention relates to a method for estimating a density distribution inside a reactor using cosmic ray muons.

一般に、化学反応は反応炉に投入された原料が、温度、圧力、雰囲気等の反応条件が適切な条件下に置かれることで進行する。化学工業においては所望の品質の製品を得るために化学反応を適切に制御・管理することが極めて重要であり、反応条件を含めた操業条件は厳密に管理されている。しかしながら、反応炉内部の状況というのは把握しにくく、熱電対を反応炉壁に設置するなどして温度分布をモニターする程度のことしか通常は行われていない。そのため、反応炉内における原料、中間体、及び生成物の分布状況は十分に掴めなかった。   In general, a chemical reaction proceeds when raw materials put into a reaction furnace are placed under appropriate conditions such as temperature, pressure, and atmosphere. In the chemical industry, it is extremely important to appropriately control and manage a chemical reaction in order to obtain a product of a desired quality, and operating conditions including reaction conditions are strictly controlled. However, it is difficult to grasp the situation inside the reaction furnace, and usually only temperature monitoring is performed by installing a thermocouple on the reaction furnace wall. Therefore, the distribution of raw materials, intermediates, and products in the reactor could not be grasped sufficiently.

そこで、最近は反応炉内部の状況を把握するために宇宙線ミュオンを利用することが試みられている。宇宙線ミュオンは宇宙から飛来する素粒子の一つであり、次の特徴を持つ。
・山などを通過できる非常に高い透過力を持つ。
・飛来角度によってミュオンの強度は一定である。
・ミュオンは物体の密度のみに応じて減衰する。
・時間当たりのミュオンの飛来数はほぼ一定である。
従って、ミュオンが構造物を通過すると、その構造物の密度に応じてミュオン強度は減衰する。減衰したミュオン強度と構造物が無い場合のミュオン強度を比較し、ミュオン強度の減衰幅から構造物の密度情報が得られる。
Therefore, recently, attempts have been made to use cosmic ray muons to grasp the internal conditions of the reactor. A cosmic ray muon is one of the elementary particles flying from space and has the following characteristics.
・ It has very high permeability that can pass through mountains.
・ The strength of muon is constant depending on the flying angle.
・ The muon attenuates only according to the density of the object.
・ The number of muons flying per hour is almost constant.
Therefore, when the muon passes through the structure, the muon intensity is attenuated according to the density of the structure. The attenuated muon intensity is compared with the muon intensity when there is no structure, and density information of the structure can be obtained from the attenuation width of the muon intensity.

特開2008−145141号公報(特許文献1)では、「宇宙線ミュオンを計測する計測装置により高炉を透過して飛来する高炉透過の宇宙線ミュオン強度と、該高炉透過の宇宙線ミュオンの飛来方向の判別情報と、高炉を非透過の非透過宇宙線ミュオン強度とを一定時間蓄積し、該実測による蓄積データに基づいて、高炉の状態を密度として炉底透過の宇宙線ミュオン強度と非透過宇宙線ミュオン強度との強度比で表し、高炉の耐火物と推定される強度比と境界をなす炉内充填物の強度比から該炉内充填物の密度を求め、該充填物を推定することを特徴とする高炉の炉内状況推定方法」(請求項1)が開示されている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-145141 (Patent Document 1), “the cosmic ray muon intensity transmitted through the blast furnace through the blast furnace by the measuring device for measuring the cosmic ray muon and the flying direction of the cosmic ray muon transmitted through the blast furnace” Information and non-transparent cosmic ray muon intensity that is not transmitted through the blast furnace are accumulated for a certain period of time, and based on the accumulated data obtained from the actual measurement, the blast furnace state is used as the density, and the cosmic ray muon intensity transmitted through the furnace bottom and the non-transparent universe. Representing the density of the in-furnace filling from the strength ratio of the in-furnace filling that represents the strength ratio of the blast furnace refractory and expressed as a strength ratio to the line muon strength, and estimating the filling A featured blast furnace in-furnace situation estimation method "(Claim 1) is disclosed.

特許文献1に記載の発明によれば、「炉内充填物及び底盤、炉壁の密度を炉底透過の宇宙線ミュオン強度と非透過宇宙線ミュオン強度との強度比で表すことができる。このため、耐火レンガなどの耐火物と境界をなす炉内充填物を密度から推定可能となり、特定位置における耐火物と境界をなす炉内充填物との関係から、炉内状況が正常か否かが判別できる。その結果、炉内状況を高精度に推定でき、その状況に合わせて高炉の制御を行える。」(段落0034)とされる。   According to the invention described in Patent Document 1, “the density of the filling in the furnace, the bottom plate, and the furnace wall can be expressed by the intensity ratio between the cosmic ray muon intensity transmitted through the furnace bottom and the non-transparent cosmic ray muon intensity. Therefore, it is possible to estimate from the density the filling in the furnace that forms a boundary with the refractory such as refractory bricks.From the relationship between the refractory in the specific position and the filling in the furnace that forms the boundary, whether or not the state of the furnace is normal is determined. As a result, the situation inside the furnace can be estimated with high accuracy, and the blast furnace can be controlled in accordance with the situation "(paragraph 0034).

特開2007−121203号公報(特許文献2)では、「高炉炉底耐火物内に配置された温度計測手段により計測した計測温度に応じて該耐火物の残存厚みを推定し、宇宙線ミュオンを利用して該温度計測した耐火物と炉内との境界位置を判定する境界位置判定手段で判定した該境界位置により該残存厚みを補完する高炉炉底管理方法であって、前記境界位置判定手段は、宇宙線ミュオンを計測する計測部により高炉炉底を透過して飛来する炉底透過の宇宙線ミュオン強度と、該炉底透過の宇宙線ミュオンの飛来方向の判別情報と、高炉を非透過の非透過宇宙線ミュオン強度とを一定時間蓄積し、該蓄積データに基づいて炉底の状態を炉底透過の宇宙線ミュオン強度と非透過宇宙線ミュオン強度との強度比で表し、該強度比に基づいて高炉炉底耐火物と炉内の境界位置を判定することを特徴とする高炉炉底管理方法。」(請求項1)が開示されている。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2007-121203 (Patent Document 2), “the remaining thickness of the refractory is estimated according to the measured temperature measured by the temperature measuring means arranged in the blast furnace bottom refractory, and the cosmic ray muon is calculated. A blast furnace furnace bottom management method for complementing the remaining thickness by the boundary position determined by a boundary position determining means for determining a boundary position between the refractory and the furnace in which the temperature is measured, wherein the boundary position determining means The measurement unit that measures the cosmic ray muon transmits the cosmic ray muon intensity transmitted through the bottom of the blast furnace furnace, the discrimination information of the flying direction of the cosmic ray muon transmitted through the bottom of the blast furnace, and the blast furnace non-transmitted The non-transparent cosmic ray muon intensity is accumulated for a certain period of time, and the state of the furnace bottom is represented by the intensity ratio between the cosmic ray muon intensity transmitted through the furnace bottom and the non-transparent cosmic ray muon intensity based on the accumulated data. Based on blast furnace Blast furnace bottom management method is characterized by determining the boundary position of the bottom refractory and the furnace. "(Claim 1) is disclosed.

特許文献2に記載の発明によれば、「炉底耐火物を通して熱電対などの温度計測手段により計測した計測温度に基づく耐火物の残存厚推定値を、宇宙線ミュオンを利用した高炉炉底の炉内と耐火物との境界位置の判定結果により補完するので、耐火物の残存厚をより一層高精度に推定することができる。」(段落0019)とされる。   According to the invention described in Patent Document 2, the estimated value of the remaining thickness of the refractory based on the measured temperature measured by the temperature measuring means such as a thermocouple through the bottom refractory is used to calculate the blast furnace bottom using the cosmic ray muon. Since it is complemented by the determination result of the boundary position between the furnace and the refractory, the remaining thickness of the refractory can be estimated with higher accuracy "(paragraph 0019).

特開2006−284329号公報(特許文献3)では、大型構造物の測定対象部に対向する側方の有限間隔位置に、測定系として位置敏感検出手段を配置し、宇宙からの1次宇宙線により大気でつくられ地表に降り注ぐ素粒子ミュオンが、大型構造物の測定対象部を貫通して、位置敏感検出手段を構成する測定系に到達したときのミュオン強度を所定時間間隔で測定し、前記ミュオン強度の通過経路ごとの分布を知ることによって大型構造物の内部構造情報を得る方法において、「大型構造物の内部構造が時間と共に変化する場合、測定される全てのデータに、コンピューターで記録する際に、絶対時間をマイクロ秒以下の精度で付記することにより、大型構造物の動的内部構造情報を得ることを特徴とする」方法が開示されている(請求項3)。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-284329 (Patent Document 3), position sensitive detection means is arranged as a measurement system at a finite interval position on the side facing a measurement target portion of a large structure, and primary cosmic rays from space. Measures the muon intensity at a predetermined time interval when the elementary particle muon created in the atmosphere and poured on the ground surface penetrates the measurement target part of the large structure and reaches the measurement system constituting the position sensitive detection means, In the method of obtaining the internal structure information of a large structure by knowing the distribution of the muon intensity for each passing route, “If the internal structure of the large structure changes with time, record all the measured data with a computer. In particular, a method characterized by obtaining dynamic internal structure information of a large structure by adding an absolute time with an accuracy of microseconds or less is disclosed (claim) 3).

特許文献3に記載の発明によれば、「マイクロ秒以下の精度で絶対時間を付記してデータ取得を行うことにより、数々の実時間変化の追跡や、周期的な内部構造の時間変動に同期したストロボスコピックな解析を可能にする。」(段落0013)とされる。   According to the invention described in Patent Document 3, “Acquisition of absolute time with an accuracy of sub-microseconds or less to acquire data, thereby tracking a number of real-time changes and synchronizing with time fluctuations of a periodic internal structure. The stroboscopic analysis is possible "(paragraph 0013).

特開2008−145141号公報JP 2008-145141 A 特開2007−121203号公報JP 2007-121203 A 特開2006−284329号公報JP 2006-284329 A

特許文献1や特許文献2に記載の方法は、計測装置で計測されるミュオンの強度比を一定時間蓄積したデータを利用して、炉内充填物の密度を求めたり、高炉炉底耐火物と炉内の境界位置を判定したりしようとする発明である。しかしながら、これらの方法では蓄積期間の平均したデータが得られるに過ぎないから、蓄積期間中に操業条件が変化するような場合に、操業条件に応じた反応炉内部の状況を把握することはできない。特許文献3には、極めて短時間の絶対時間を付記してデータ取得を行うことで内部構造の時間変動に同期したストロボスコピックな解析を可能にすることが記載されているが、計測装置でカウントされる宇宙線ミュオンの周期は数秒から数十秒に1回であり、そのような短時間の情報では信頼性のあるデータを得ることはできない。反応炉内部の状況を正確に解析するためには数百時間程度は必要となる。   The methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 use the data obtained by accumulating the intensity ratio of muons measured by the measuring device for a certain period of time to obtain the density of the filling material in the furnace, It is an invention that tries to determine the boundary position in the furnace. However, since these methods only provide average data for the accumulation period, it is not possible to grasp the situation inside the reactor according to the operation conditions when the operation conditions change during the accumulation period. . Patent Document 3 describes that stroboscopic analysis that is synchronized with temporal fluctuations of the internal structure can be performed by adding data by adding an extremely short absolute time. The counted cosmic ray muon cycle is once every few seconds to several tens of seconds, and such short-time information cannot provide reliable data. Several hundred hours are required to accurately analyze the conditions inside the reactor.

そこで、本発明は宇宙線ミュオンを用いて、操業条件毎の反応炉内部の密度分布を推定する方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the method of estimating the density distribution inside the reactor for every operating condition using a cosmic ray muon.

反応炉の操業条件は生産計画等によって変化し、一日単位であったり、半日単位であったり、様々である。しかしながら、数百時間もの長い間一定の操業条件で反応炉を運転することはまずない。そのため、本発明者は、ミュオン計測器で検出される一定時間毎のミュオン強度のデータをその時間における操業条件と関連づけることで、ミュオンデータを操業条件毎に層別することを考えた。   The operating conditions of the reaction furnace vary depending on the production plan and the like, and vary from one day to half a day. However, it is unlikely that the reactor will be operated at constant operating conditions for hundreds of hours. Therefore, the present inventor considered that the muon data is stratified for each operation condition by associating the data of the muon intensity at a certain time detected by the muon measuring instrument with the operation condition at that time.

ミュオンデータを操業条件毎に層別化することで、ある操業条件におけるミュオンデータのみが後に抽出できるようになるため、データ解析に必要な時間だけその特定の操業条件におけるミュオンデータを収集すれば、操業条件が変化する場合であっても、特定の操業条件における反応炉内部の密度分布情報が得られる。   By stratifying muon data for each operating condition, only muon data under a certain operating condition can be extracted later, so if muon data under that specific operating condition is collected for the time required for data analysis, Even if the operating conditions change, the density distribution information inside the reaction furnace under specific operating conditions can be obtained.

従って、本発明は一側面において、
反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報を一定時間毎に繰り返し記録するステップ1と、
ステップ1を実施している最中の反応炉の操業条件の時間変化を記録するステップ2と、
ステップ1及びステップ2で記録された情報に基づいて、一定時間毎のミュオンの飛来方向毎の累積強度情報を操業条件と関連づけるステップ3と、
ステップ3で得られた情報に基づいて、特定の操業条件のときにミュオン計測器で検出された飛来方向毎の累積強度情報の合計値を生成するステップ4と、
を含む操業条件と関連づけられた反応炉内密度分布推定方法である。
Accordingly, the present invention in one aspect,
Step 1 of repeatedly recording the cumulative intensity information for each muon flying direction detected by the muon measuring instrument after passing through the inside of the reactor;
Step 2 for recording the change over time in the operating conditions of the reactor during the execution of Step 1;
Based on the information recorded in step 1 and step 2, step 3 for associating the accumulated intensity information for each direction of muon flight with a certain time with the operating condition;
Based on the information obtained in Step 3, Step 4 for generating a total value of cumulative intensity information for each flight direction detected by the muon measuring instrument under a specific operating condition;
Is a method for estimating the density distribution in the reactor associated with the operating conditions including

本発明に係る測定方法は一実施形態において、ミュオン計測器の幾何学的形状に起因する誤差を軽減するために、反応炉内部を通過せずにミュオン計測器で検出されるミュオン(以下、「後方ミュオン」という。)も併せてステップ1で記録し、後方ミュオンの飛来方向毎の累積強度情報に基づいてステップ4で得られた反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報の合計値を補正するステップを更に含む。   In one embodiment, a measurement method according to the present invention is a muon (hereinafter referred to as “muon”) that is detected by a muon measuring instrument without passing through the inside of the reactor in order to reduce errors caused by the geometric shape of the muon measuring instrument. "Backward muon") is also recorded in step 1, and the muon of the muon detected by the muon measuring instrument through the inside of the reactor obtained in step 4 based on the accumulated intensity information for each backward muon flight direction. The method further includes a step of correcting the total value of the accumulated intensity information for each flying direction.

本発明に係る測定方法は別の一実施形態において、反応炉内部を通過せずにミュオン計測器で検出されるミュオン(以下、「後方ミュオン」という。)も併せてステップ1で記録し、後方ミュオンの飛来方向毎の累積強度情報から水平角方向にミュオン検出器の幾何学的形状に即して減少している仰角を選定し、選定した仰角における水平角の中心にある累積強度情報を代表値とし、選定した仰角における水平角毎のイベント数を代表値でそれぞれ除して水平角毎の規格化定数を決定し、ステップ4で得られた反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報の合計値を水平角毎に当該規格化定数で除して、補正後の飛来方向毎の累積強度情報の合計値を算出するステップ5を更に含む。   In another embodiment of the measurement method according to the present invention, a muon detected by a muon measuring instrument without passing through the inside of the reactor (hereinafter referred to as “rear muon”) is also recorded in step 1 and Elevation angle decreasing according to the muon detector geometry in the horizontal angle direction is selected from the accumulated intensity information for each flying direction of the muon, and the accumulated intensity information at the center of the horizontal angle at the selected elevation angle is represented. The normalization constant for each horizontal angle is determined by dividing the number of events for each horizontal angle at the selected elevation angle by the representative value, passing through the reactor obtained in step 4, and detected by the muon measuring instrument. Step 5 is further included in which the total value of the accumulated intensity information for each flying direction of the muon is divided by the normalization constant for each horizontal angle to calculate the corrected total value of the accumulated intensity information for each flying direction.

本発明に係る測定方法は更に別の一実施形態において、ステップ4によって生成される合計値は、特定の操業条件のときの累積計測時間を500時間以上としたときの合計値である。   In yet another embodiment of the measurement method according to the present invention, the total value generated in step 4 is a total value when the cumulative measurement time under a specific operation condition is 500 hours or more.

本発明に係る測定方法は更に別の一実施形態において、ステップ3における一定時間が5〜20分である。   In still another embodiment of the measurement method according to the present invention, the predetermined time in Step 3 is 5 to 20 minutes.

本発明に係る測定方法は更に別の一実施形態において、反応炉がカルシウムカーバイド製造用電気炉である。   In still another embodiment of the measuring method according to the present invention, the reaction furnace is an electric furnace for producing calcium carbide.

本発明によれば、操業条件毎の反応炉内の密度分布を予測することが可能となる。反応炉内には、原料、中間体、及び生成物がある分布をもって存在していると考えられるが、これら炉内物質は異なる密度を有していることから、反応炉内の密度分布が明らかになると、これらの反応炉内における存在領域も推定できるようになる。これにより、操業の安定化・理論解析技術の発展が見込まれる。   According to the present invention, it is possible to predict the density distribution in the reactor for each operating condition. It is considered that the raw materials, intermediates, and products exist in the reactor with a certain distribution. However, since these reactor materials have different densities, the density distribution in the reactor is clear. Then, the existence area in these reactors can be estimated. As a result, the stabilization of operations and the development of theoretical analysis technology are expected.

本発明に係るミュオン測定系の一実施形態を側面からみた概略図である。It is the schematic which looked at one Embodiment of the muon measuring system which concerns on this invention from the side. ミュオン計測器の機器構成の一実施形態を示す。An embodiment of the equipment configuration of a muon measuring device is shown. シンチレーション検出器の一実施形態の模式図を示す。1 shows a schematic diagram of one embodiment of a scintillation detector. FIG. 実施例において検出されたミュオンの解析結果を示す例である。It is an example which shows the analysis result of the muon detected in the Example. ミュオン測定器による検出効率とミュオン入射角度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the detection efficiency by a muon measuring device, and a muon incident angle. 飛来方向毎のミュオンのイベント数をx、y座標系に表した例である。This is an example in which the number of muon events for each flight direction is represented in the x and y coordinate systems.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態では、反応炉としてカルシウムカーバイド製造用電気炉を使用している。本発明において、反応炉とは化学反応を工業的規模で行うための任意の炉であり、電気炉、溶解炉、焙焼炉及び焼成炉を含む概念である。反応炉で得られる生成物は最終製品でも中間製品でもよい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an electric furnace for producing calcium carbide is used as the reaction furnace. In the present invention, the reaction furnace is an arbitrary furnace for performing a chemical reaction on an industrial scale, and is a concept including an electric furnace, a melting furnace, a roasting furnace, and a firing furnace. The product obtained in the reactor may be a final product or an intermediate product.

図1は、本実施形態に係るミュオン測定系を側面からみた概略図であり、電気炉101と、ミュオン計測器102と、データ保存用PC103から構成される。ミュオン計測器102は、電気炉内部を通過した宇宙線ミュオンのイベント数(強度情報)及び飛来方向を検出し、飛来方向毎の累積イベント数をデータ保存用PC103のメモリに記憶する。また、電気炉の操業条件を管理するプロセスコンピュータ(図示せず)によって操業条件の時間変化をプロセスコンピュータ内の記憶部に自動的に記憶させる。プロセスコンピュータに蓄積された操業条件情報はデータ保存用PC103に転送して、データ保存用PC103で記憶させてもよい。操業条件は時間情報と共に紙媒体や電子媒体などに記録してもよい。   FIG. 1 is a schematic view of a muon measurement system according to this embodiment as viewed from the side, and includes an electric furnace 101, a muon measuring instrument 102, and a data storage PC 103. The muon measuring instrument 102 detects the number of events (intensity information) and the flying direction of cosmic ray muons that have passed through the electric furnace, and stores the cumulative number of events for each flying direction in the memory of the data storage PC 103. In addition, a process computer (not shown) that manages the operating conditions of the electric furnace automatically stores changes in operating conditions over time in a storage unit in the process computer. The operating condition information accumulated in the process computer may be transferred to the data storage PC 103 and stored in the data storage PC 103. The operating conditions may be recorded on a paper medium or an electronic medium together with time information.

ここで、イベント数とは、ミュオン計測器102で検出されたミュオンの数(より詳細には、後述する2台のシンチレーション検出器201a、201bを通過したミュオンの数)のことであり、イベント数はミュオンがミュオン計測器102に到達するまでに通過してきた物体の密度長(密度×長さ)が大きければ減少し、小さければ増加する。イベント数が多いほどミュオン強度は高いという評価になる。   Here, the number of events is the number of muons detected by the muon measuring device 102 (more specifically, the number of muons that have passed through two scintillation detectors 201a and 201b described later). Decreases if the density length (density × length) of the object that has passed through the muon until it reaches the muon measuring device 102, and increases if the density length is small. The more events, the higher the muon strength.

電気炉101内部では、原料である生石灰(CaO)及びコークス(C)の混合物が主体の原料層、生成物であるカーバイドが主体の溶融層、更には原料と生成物の入り交じった反応層に分かれていると考えられている。これらの層は密度が異なることから、電気炉内での密度分布が明らかになると、これらの層の電気炉内部での分布状態も明らかになる。   In the electric furnace 101, a raw material layer mainly composed of a mixture of raw lime (CaO) and coke (C) as a raw material, a molten layer mainly composed of carbide as a product, and a reaction layer in which a raw material and a product are intermingled. It is considered to be divided. Since these layers have different densities, when the density distribution in the electric furnace becomes clear, the distribution state of these layers in the electric furnace also becomes clear.

図2に示すように、ミュオン計測器102は、電気炉に向かって所定間隔で前後に配列された2台のシンチレーション検出器201a、201bと、電源202と、光電子増倍管からのパルス信号をデジタル信号に変換するディスクリミネータ203と、データ収集解析基盤204とがアルミニウム製の収納ボックス205に収容されて構成されている。   As shown in FIG. 2, the muon measuring instrument 102 receives pulse signals from two scintillation detectors 201a and 201b, a power source 202, and a photomultiplier tube arranged at a predetermined interval toward the electric furnace. A discriminator 203 for converting to a digital signal and a data collection / analysis base 204 are housed in an aluminum storage box 205.

図3を参照すると、シンチレーション検出器201a、201bはそれぞれ、水平方向に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられた光電子増倍管を有するモジュール301aを垂直方向に複数(図3では説明のため6行で表示しているが、実際はもっと多い)配列してなる垂直方向検知用のモジュール列と、垂直方向に延びるプラスチックシンチレータ及びその一端に設けられた光電子倍増管を有するモジュール301bを水平方向に複数(図3では説明のため6列で表示しているが、実際はもっと多い)配列してなる水平方向検知用のモジュール列とが重ね合わせられて構成されている。   Referring to FIG. 3, each of the scintillation detectors 201a and 201b includes a plurality of modules 301a having a plastic scintillator extending in the horizontal direction and a photomultiplier tube provided at one end thereof in the vertical direction (in FIG. A plurality of modules 301b having a vertical detection module row, a plastic scintillator extending in the vertical direction, and a photomultiplier tube provided at one end thereof in the horizontal direction are arranged in a horizontal direction. In FIG. 3, for the sake of explanation, it is displayed in six rows, but in actuality there are many more).

垂直方向及び水平方向に配列するモジュール301a、301bは、単位長さ当たりに設置する数が多いほどミュオンの飛来方向の測定精度が高まるため好ましいが、あまり多くするとコストが高くなるため、要求される精度や対象物によって適宜設定すればよい。シンチレーション検出器201a、201bの測定面の面積は測定対象となる反応炉の大きさによって適宜設定すればよい。   The modules 301a and 301b arranged in the vertical direction and the horizontal direction are preferable because the number of units installed per unit length increases as the measurement accuracy in the flying direction of the muon increases. However, if the number is too large, the cost increases. What is necessary is just to set suitably according to a precision or a target object. What is necessary is just to set suitably the area of the measurement surface of the scintillation detectors 201a and 201b according to the size of the reaction furnace to be measured.

図3に示す矢印の方向にミュオンが飛来してシンチレーション検出器201a、201bを通過すると、ミュオンの経路内に配置された前方後方それぞれのモジュール(301a、301b)内のプラスチックシンチレータが発光し、対応する光電子倍増管からそれぞれパルス信号が出力される。この信号はミュオンの飛来方向の情報を伝えることとなる。パルス信号はディスクリミネータ203を通ってデジタル信号に変換され、データ収集解析基盤204で検出器で発光した光がミュオン由来のものであるかの判別やミュオンが通過した経路を判別する処理が行われる。その後、ミュオンのイベント数及び飛来方向の情報はデータ保存用PC103に蓄積される。   When the muon flies in the direction of the arrow shown in FIG. 3 and passes through the scintillation detectors 201a and 201b, the plastic scintillators in the front and rear modules (301a and 301b) arranged in the muon path emit light and respond. Pulse signals are output from the photomultiplier tubes. This signal conveys information on the direction of muon flight. The pulse signal is converted into a digital signal through the discriminator 203, and processing for determining whether the light emitted from the detector in the data collection and analysis base 204 is derived from muon and determining the path through which the muon has passed is performed. Is called. Thereafter, the information on the number of muon events and the flight direction is stored in the data storage PC 103.

ここで、水平方向検知用のモジュール列に着目すると、ミュオンは電気炉101に近い側では右端から2番目のモジュールを通過し、電気炉101から遠い側では右端から3番目のモジュールを通過している。この座標情報と、前方及び後方に配列されたシンチレーション検出器同士の距離Mから、水平方向におけるミュオンの入射角度を特定することができる。同様に、垂直方向検知用のモジュール列に着目すると、ミュオンは電気炉101に近い側では上端から3番目のモジュールを通過し、電気炉101から遠い側では上端から3番目のモジュールを通過している。この座標情報と、前方及び後方に配列されたシンチレーション検出器同士の距離から、仰角方向におけるミュオンの入射角度を特定することができる。   Here, focusing on the horizontal detection module row, muon passes the second module from the right end on the side close to the electric furnace 101, and passes the third module from the right end on the side far from the electric furnace 101. Yes. From this coordinate information and the distance M between the scintillation detectors arranged forward and backward, the incident angle of the muon in the horizontal direction can be specified. Similarly, paying attention to the vertical detection module row, muon passes the third module from the upper end on the side closer to the electric furnace 101, and passes the third module from the upper end on the side far from the electric furnace 101. Yes. From this coordinate information and the distance between the scintillation detectors arranged forward and backward, the incident angle of the muon in the elevation angle direction can be specified.

ミュオンの飛来方向が分かればミュオンが通過した反応炉の領域も分かるため、ミュオンの特定の飛来方向におけるデータから、間接的に反応炉内部の特定領域の情報を把握できるようになる。   If the muon flight direction is known, the region of the reactor through which the muon has passed can also be known, so that information on the specific region inside the reactor can be indirectly grasped from the data in the specific muon flight direction.

ミュオン計測器102の中心は、電気炉101の中心から水平方向に距離L離れたところにある。また、前方及び後方に配列されたシンチレーション検出器同士は距離M離れている。LやMを変化させることで、測定可能な仰角や水平角が決定される。このことから、測定対象となる反応炉の径Dや高さHに合わせて距離L及びMを設定すればよい。   The center of the muon measuring instrument 102 is at a distance L from the center of the electric furnace 101 in the horizontal direction. Further, the scintillation detectors arranged in front and rear are separated by a distance M. By changing L and M, measurable elevation angle and horizontal angle are determined. Therefore, the distances L and M may be set according to the diameter D and height H of the reactor to be measured.

また、ミュオン計測器102では、反応炉を通過して前方のシンチレーション検出器201a、及び後方のシンチレーション検出器201bを順に通過したミュオンのほか、反応炉の反対側から飛来し、反応炉を通過せずに後方のシンチレーション検出器201b、及び前方のシンチレーション検出器201aを順に通過したミュオン(「後方ミュオン」という)も検出し、同様にイベント数(強度情報)及び飛来方向の情報をデータ保存用PC103に蓄積する。この後方ミュオンは後に述べるデータ補正(規格化)に利用する。検出されたミュオンが前方から飛来したものか後方から飛来したものかは、シンチレーション検出器201a、201bのいずれが先にミュオンを検出したかで判別する。   In addition to the muon passing through the reaction furnace and sequentially passing through the front scintillation detector 201a and the rear scintillation detector 201b, the muon measuring instrument 102 flies from the opposite side of the reaction furnace and passes through the reaction furnace. The muon (referred to as “rear muon”) that has passed through the rear scintillation detector 201b and the front scintillation detector 201a in sequence is also detected, and the number of events (intensity information) and information on the flying direction are similarly stored in the data storage PC 103. To accumulate. This backward muon is used for data correction (standardization) described later. Whether the detected muon flies from the front or from the rear is determined by which of the scintillation detectors 201a and 201b detects the muon first.

以上の手順で、データ保存用PC103には反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオン、及び反応炉を通過せずに後方から入射してミュオン計測器で検出されるミュオンについて、イベント数及び飛来方向の情報が時間の経過と共に徐々に蓄積されていく。   By the above procedure, the data storage PC 103 passes through the reactor and is detected by the muon measuring instrument, and the muon that is incident from the rear without passing through the reactor and detected by the muon measuring instrument. Information on the number of events and the flight direction is gradually accumulated over time.

蓄積された飛来方向毎のミュオンのイベント数は例えば水平角を横軸(x)に、仰角を縦軸(y)にして飛来方向毎のx、y座標系に表すことができる。図6は飛来方向毎のミュオンのイベント数をx、y座標系に表した例である。電気炉101側から飛来してきたミュオンが、前方及び後方のシンチレーション検出器(201a、201b)により、仰角70mrad、水平角+70mradから飛来してきたことが分かれば、座標中のA点がカウントアップされる。また、電気炉101の逆側から飛来してきたミュオンが前方及び後方のシンチレーション検出器(201a、201b)により、仰角70mrad、水平角+70mradから飛来してきたことが分かれば、座標中のB点がカウントアップされる。   The accumulated number of muon events for each flight direction can be expressed in the x, y coordinate system for each flight direction, for example, with the horizontal angle on the horizontal axis (x) and the elevation angle on the vertical axis (y). FIG. 6 shows an example in which the number of muon events for each flight direction is represented in the x and y coordinate systems. If the muon flying from the electric furnace 101 side comes from the front and rear scintillation detectors (201a, 201b) from an elevation angle of 70 mrad and a horizontal angle +70 mrad, the point A in the coordinates is counted up. . In addition, if the muon flying from the opposite side of the electric furnace 101 is flying from the elevation angle 70 mrad and the horizontal angle +70 mrad by the front and rear scintillation detectors (201a, 201b), the point B in the coordinates is counted. Will be up.

ここで、データ保存用PC103には測定開始から現在までの飛来方向毎の累積イベント数に関する情報が保存されている。従って、データ保存用PC103に保存されている当該情報に定期的にアクセスし、前回得た情報からの差分を計算することで、一定時間毎に増えたミュオンのイベント数を飛来方向と関連づけて入手することができる。この作業はコンピュータプログラムにより自動化するのが便利である。   Here, the data storage PC 103 stores information related to the cumulative number of events for each flight direction from the start of measurement to the present. Therefore, by regularly accessing the information stored in the data storage PC 103 and calculating the difference from the previously obtained information, the number of muon events increased at regular intervals is obtained in association with the flight direction. can do. This operation is conveniently automated by a computer program.

こうして得られた一定時間毎のミュオンの累積飛来情報は、その一定時間毎の操業条件と関連づけられる。例えば、10分間毎のミュオンの累積飛来情報が、各10分間における操業条件と関連づけられる。そのため、特定の時間帯に飛来したミュオンが如何なる操業条件で反応炉を運転していたときのミュオンであるのかが特定できる。   The muon cumulative flight information obtained at regular intervals thus obtained is correlated with the operation conditions at regular intervals. For example, accumulated flight information of muons every 10 minutes is associated with operating conditions for each 10 minutes. For this reason, it is possible to specify the muon when the reaction furnace is operated under what operating conditions the muon flying in a specific time zone.

一定時間というのは操業条件の変化する時間に合わせて設定すればよく、特に制限はないが、例えば微細な操業条件の変動を考慮するには5〜20分と比較的短い時間とするのがよく、大きな操業条件の変動を捉えればよいときには1日やそれよりも長い時間とすればよい。ただし、あまり操業条件を細かく区切ると、解析に必要なデータを収集する時間が長くなることに留意すべきである。操業条件としては、当業者にとって反応炉内の密度分布に影響を与えると考えられる条件であれば特に制限はないが、例えば電圧、電力、電流、温度、圧力、雰囲気、原料組成、滞留時間等が挙げられる。   The fixed time only needs to be set according to the time when the operating conditions change, and is not particularly limited. For example, in order to take into account minute fluctuations in the operating conditions, a relatively short time of 5 to 20 minutes is used. Well, when it is sufficient to capture large fluctuations in operating conditions, it may be a day or longer. However, it should be noted that if the operating conditions are divided too finely, the time required to collect the data necessary for analysis becomes longer. The operation conditions are not particularly limited as long as those skilled in the art are considered to affect the density distribution in the reactor. For example, voltage, power, current, temperature, pressure, atmosphere, raw material composition, residence time, etc. Is mentioned.

このように、ミュオン計測器で検出された一定時間毎のミュオンのイベント数を飛来方向の情報及び操業条件と関連づけて算出した後は、目的とする特定の操業条件のときに検出されたミュオンデータを抽出して、飛来方向毎のイベント数の合計値を算出する。信頼性のあるデータを得るためには、ミュオンのイベント数に有意な強度分布が生じるまで計測を行うことが望ましい。例えば、原料内(予熱層〜反応層)に有意な強度分布があるか調べるには、電気炉101内の原料(予熱層〜反応層)の部分を通過したミュオンのイベント数の仰角ごとの平均値と標準偏差を求め、平均値から標準偏差を引き、その絶対値をα(測定誤差を除いたもの)とすれば、αが大きいほど信頼性が高いといえる。σを単位としてαが1以上平均値からずれていると70%の確証度があり、最低限のイベント数があると言える。またαがσを単位として3以上の場合、99.8%以上の確証度になり、理想的なイベント数と言える。   Thus, after calculating the number of muon events detected by the muon measuring device per fixed time in association with the flight direction information and the operating conditions, the muon data detected at the target specific operating conditions Is extracted, and the total value of the number of events for each flight direction is calculated. In order to obtain reliable data, it is desirable to measure until a significant intensity distribution occurs in the number of muon events. For example, in order to examine whether there is a significant intensity distribution in the raw material (preheating layer to reaction layer), the average of the number of muon events passing through the raw material (preheating layer to reaction layer) portion in the electric furnace 101 for each elevation angle. If the value and standard deviation are obtained, the standard deviation is subtracted from the average value, and the absolute value is α (excluding the measurement error), it can be said that the greater the α, the higher the reliability. If α deviates from the average value by 1 or more with σ as a unit, it can be said that there is a certainty of 70% and there is a minimum number of events. Further, when α is 3 or more with σ as a unit, the degree of confirmation is 99.8% or more, which is an ideal number of events.

飛来方向毎のイベント数は、通過する物質の密度が大きければ大きいほど減少するため、密度情報を与える。そして、先述したように、飛来方向は反応炉内部の特定領域と対応する。このため、反応炉内部の相対的な密度分布を推定することが可能となる。飛来方向とイベント数をマッピングすることでグラフ化することも可能である。   Since the number of events in each flying direction decreases as the density of the passing material increases, density information is given. As described above, the flying direction corresponds to a specific area inside the reactor. For this reason, it becomes possible to estimate the relative density distribution inside the reactor. It is also possible to make a graph by mapping the flight direction and the number of events.

以上の手順により、反応炉内の密度分布を推定することができるが、方位角から飛来するミュオンは本来、等方的であるが測定装置の検出効率の関係で中心から端に掛けて比例して減少してしまう(図5)。そのため、減少分を補正する必要がある。そのため、より信頼性のある結果を得るためには、ミュオン計測器の幾何学的形状に起因する誤差を軽減するための補正することが好ましい。ここで、後方ミュオンは電炉を通過しておらず建屋の影響が少ないことから、補正には後方ミュオンの飛来方向毎のイベント数を利用することができる。
具体的な手順は以下である。
手順1)後方ミュオンの飛来方向毎のイベント数から、水平角方向にミュオン検出器の幾何学的形状に即して減少している仰角、すなわちミュオン計測器の幾何学的形状による影響の少ない仰角を選定する。この際、水平角方向にミュオン検出器の幾何学的形状に最も即している仰角を選定するのが好ましい。ミュオン計測器の幾何学的形状による影響の少ない仰角の選定は以下の方法で求めることができる。
ある特定の仰角について着目すると、検出された後方ミュオンイベント数は水平方向に配列したモジュールの数に応じて水平角方向に分布を示している。この特定の仰角について、水平角方向に分布しているイベント数のすべての組み合わせについてそれぞれお互いで割りあった値の集合を得る。このとき、得られたすべての値が当該値の集合を母集団としたときの標準偏差の3倍以内、好ましくは2倍以内にあるときは、ミュオン計測器の幾何学的形状による影響の少ない仰角であると認定でき、その仰角を規格化定数の算出に用いることができる。
更に、割りあった各値について標準偏差との差を算出し、その平均が最も小さい仰角をミュオン検出器の幾何学的形状に最も即して減少している仰角とすることができる。
手順2)選定した仰角において、水平角の中心にあるイベント数を代表値とし、水平角毎のイベント数を代表値で除して、水平角毎の規格化定数を決定する。
手順3)反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積イベント数の合計値を、水平角毎に手順2で決定された規格化定数で除して、補正後の飛来方向毎のイベント数を算出する。
Although the density distribution in the reactor can be estimated by the above procedure, the muon flying from the azimuth is isotropic in nature but is proportional from the center to the end due to the detection efficiency of the measuring device. (FIG. 5). Therefore, it is necessary to correct the decrease. Therefore, in order to obtain a more reliable result, it is preferable to perform correction to reduce an error caused by the geometry of the muon measuring instrument. Here, since the backward muon does not pass through the electric furnace and the influence of the building is small, the number of events for each flying direction of the backward muon can be used for correction.
The specific procedure is as follows.
Procedure 1) Elevation angle decreasing from the number of events in the flying direction of the rear muon in line with the geometric shape of the muon detector in the horizontal angle direction, that is, the elevation angle having little influence by the geometric shape of the muon measuring instrument Is selected. At this time, it is preferable to select an elevation angle that most closely matches the geometric shape of the muon detector in the horizontal angle direction. The selection of the elevation angle that is less affected by the geometry of the muon measuring instrument can be obtained by the following method.
Focusing on a specific elevation angle, the number of detected backward muon events shows a distribution in the horizontal angle direction according to the number of modules arranged in the horizontal direction. For this specific elevation angle, a set of values divided by each other is obtained for all combinations of the number of events distributed in the horizontal angle direction. At this time, when all of the obtained values are within 3 times, preferably within 2 times the standard deviation when the set of the values is the population, the influence of the geometry of the muon measuring instrument is small. The elevation angle can be recognized, and the elevation angle can be used to calculate the normalization constant.
Further, a difference from the standard deviation is calculated for each divided value, and the elevation angle having the smallest average value can be set as the elevation angle that most decreases with the geometric shape of the muon detector.
Procedure 2) At the selected elevation angle, the number of events at the center of the horizontal angle is used as a representative value, and the number of events for each horizontal angle is divided by the representative value to determine a normalization constant for each horizontal angle.
Procedure 3) Correction by dividing the total number of accumulated events in each muon flight direction detected by the muon measuring instrument after passing through the reactor by the normalization constant determined in step 2 for each horizontal angle. The number of events for each subsequent flight direction is calculated.

以下、本発明の実施例について説明するが、これはあくまで例示目的であり、本発明が限定されることを意図するものではない。   Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes only, and the present invention is not intended to be limited.

図1に示すミュオン測定系を構築した。ミュオン計測器102はカルシウムカーバイド製造用の電気炉101(内径7.0m、高さ3.5m)と同じ床上で、電気炉中心からの距離Lが9.0mのところに設置した。電気炉101は3本の電極(♯1〜♯3)をもつ。ミュオン計測器102は測定面が電気炉を向く方向に設置した。ミュオン計測器102で検出したミュオンの情報はデータ保存用PC103に蓄積される。ミュオン計測器102は、1kVの高圧電源202と、120cmの間隔Mで前後に配列された2台のシンチレーション検出器201a、201bと、ディスクリミネータ203(KAIZUワークス、octal coincidence)と、データ収集解析基盤204(BeBeans Technology、muon readout module)とがアルミニウム製の収納ボックス205に収用されて構成されている。   The muon measurement system shown in FIG. 1 was constructed. The muon measuring instrument 102 was installed on the same floor as the electric furnace 101 (inner diameter 7.0 m, height 3.5 m) for producing calcium carbide, at a distance L from the electric furnace center of 9.0 m. The electric furnace 101 has three electrodes (# 1 to # 3). The muon measuring instrument 102 was installed in the direction where the measurement surface faces the electric furnace. Information on the muon detected by the muon measuring instrument 102 is stored in the data storage PC 103. The muon measuring instrument 102 includes a 1 kV high-voltage power source 202, two scintillation detectors 201a and 201b arranged back and forth at an interval M of 120 cm, a discriminator 203 (KAIZU Works, octal coincidence), and data collection analysis. A base 204 (BeBeans Technology, muon readout module) is configured by being stowed in an aluminum storage box 205.

シンチレーション検出器201a、201bのモジュール列を構成する個々のプラスチックシンチレータは長さ70cm×幅3.3cmであり、垂直方向検知用には垂直方向に12本配列され、水平方向検知用には水平方向に12本配列されている。その結果、モジュール列はそれぞれ70cm×70cmの正方形板状をしている。プラスチックシンチレータはバイクロン社製、品番BC−408を使用し、各プラスチックシンチレータの一端には浜松ホトニクス社製、品番H 8500の光電子増倍管が取り付けられている。   The individual plastic scintillators constituting the module rows of the scintillation detectors 201a and 201b are 70 cm long × 3.3 cm wide, and are arranged in the vertical direction for vertical detection, and in the horizontal direction for horizontal detection. 12 are arranged in a row. As a result, each module row has a square plate shape of 70 cm × 70 cm. The plastic scintillator uses a product number BC-408 manufactured by Bikeron, and a photomultiplier tube manufactured by Hamamatsu Photonics, product number H 8500 is attached to one end of each plastic scintillator.

本ミュオン測定器で測定可能な仰角範囲は47〜471mradであり、水平角範囲はミュオン測定器の中心から電気炉への中心に向かう半直線となす角度として−470〜423mradである。   The elevation angle range measurable with this muon measuring device is 47 to 471 mrad, and the horizontal angle range is -470 to 423 mrad as an angle formed with a half line from the center of the muon measuring device to the center of the electric furnace.

上記のミュオン測定系により、反応炉を通過してミュオン計測器で検出されるミュオン及び反応炉を通過せずにミュオン計測器で検出される後方ミュオンについて、イベント数及び飛来方向の情報をデータ保存用PC103に蓄積した。この間、10分おきにデータ保存用PC103にアクセスし、10分おきのミュオンのイベント数の差分を飛来方向毎に保存した。一方、電気炉の操業条件として、10分おきの電気炉の平均消費電力(MW)をプロセスコンピュータに記憶した。   Using the above muon measurement system, data on the number of events and the direction of flight are stored for the muon detected by the muon instrument through the reactor and the backward muon detected by the muon instrument without passing through the reactor. Stored in the PC 103. During this time, the PC 103 for data storage was accessed every 10 minutes, and the difference in the number of muon events every 10 minutes was stored for each flight direction. On the other hand, the average power consumption (MW) of the electric furnace every 10 minutes was stored in the process computer as operating conditions of the electric furnace.

測定終了後、10分おきの飛来方向毎のミュオンイベント数の差分を電気炉の消費電力と関連づけて表にした。このデータの中から電気炉の消費電力が4〜6MWの範囲(低負荷操業)にあるとき(累積計測時間522時間)と、20MW以上(高負荷操業)にあるとき(累積計測時間610時間)のデータをそれぞれ抽出して各イベント数を飛来方向毎に合計し、飛来方向毎のミュオンイベント数の分布を得た(合計の累積計測時間1460時間)。   After the measurement was completed, the difference in the number of muon events every 10 minutes in the flying direction was related to the power consumption of the electric furnace and tabulated. From this data, when the power consumption of the electric furnace is in the range of 4 to 6 MW (low load operation) (cumulative measurement time 522 hours) and when it is 20 MW or more (high load operation) (cumulative measurement time 610 hours) Each data was extracted and the number of each event was summed for each flight direction, and the distribution of the number of muon events for each flight direction was obtained (total accumulated measurement time 1460 hours).

その後、先述した手順によって、後方ミュオンの飛来方向毎の累積強度情報から水平角方向にミュオン検出器の幾何学的形状に最も即して減少している仰角を選定し、水平角毎の規格化定数を決定し(表1)、これに基づいてベント数の補正を行った結果、図4に示すグラフが得られた。点線は電気炉内の原料や生成物等の内容物の境界であり、空白部は測定範囲外である。このグラフは電気炉内の相対的な密度分布に相当する。グラフ中、「低」と記載した付近は密度が相対的に低い箇所であり、原料層であると考えられる。「高」と記載した付近は密度が相対的に高い箇所であり、カーバイドの溶融層であると考えられる。   After that, according to the procedure described above, the elevation angle that decreases most closely in accordance with the geometric shape of the muon detector in the horizontal angle direction is selected from the accumulated intensity information for each direction of arrival of the rear muon, and normalized for each horizontal angle. Constants were determined (Table 1), and the number of vents was corrected based on the constants. As a result, the graph shown in FIG. 4 was obtained. A dotted line is a boundary of contents such as raw materials and products in the electric furnace, and a blank portion is outside the measurement range. This graph corresponds to the relative density distribution in the electric furnace. In the graph, the vicinity described as “low” is a portion having a relatively low density, and is considered to be a raw material layer. The vicinity described as “high” is a portion having a relatively high density, and is considered to be a molten layer of carbide.

101 電気炉
102 ミュオン計測器
103 データ保存用PC
201a、201b シンチレーション検出器
202 電源
203 ディスクリミネータ
204 データ収集解析基盤
205 アルミニウム製の収納ボックス
301a、301b モジュール
101 Electric furnace 102 Muon measuring instrument 103 Data storage PC
201a, 201b Scintillation detector 202 Power supply 203 Discriminator 204 Data collection analysis base 205 Aluminum storage box 301a, 301b Module

Claims (6)

反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報を一定時間毎に繰り返し記録するステップ1と、
ステップ1を実施している最中の反応炉の操業条件の時間変化を記録するステップ2と、
ステップ1及びステップ2で記録された情報に基づいて、一定時間毎のミュオンの飛来方向毎の累積強度情報を操業条件と関連づけるステップ3と、
ステップ3で得られた情報に基づいて、特定の操業条件のときにミュオン計測器で検出された飛来方向毎の累積強度情報の合計値を生成するステップ4と、
を含む操業条件と関連づけられた反応炉内密度分布推定方法。
Step 1 of repeatedly recording the cumulative intensity information for each muon flying direction detected by the muon measuring instrument after passing through the inside of the reactor;
Step 2 for recording the change over time in the operating conditions of the reactor during the execution of Step 1;
Based on the information recorded in step 1 and step 2, step 3 for associating the accumulated intensity information for each direction of muon flight with a certain time with the operating condition;
Based on the information obtained in Step 3, Step 4 for generating a total value of cumulative intensity information for each flight direction detected by the muon measuring instrument under a specific operating condition;
A method for estimating density distribution in a reactor associated with operating conditions including
ミュオン計測器の幾何学的形状に起因する誤差を軽減するために、反応炉内部を通過せずにミュオン計測器で検出されるミュオン(以下、「後方ミュオン」という。)も併せてステップ1で記録し、後方ミュオンの飛来方向毎の累積強度情報に基づいてステップ4で得られた反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報の合計値を補正するステップを更に含む請求項1に記載の反応炉内密度分布推定方法。   In order to reduce the error caused by the geometry of the muon measuring instrument, the muon detected by the muon measuring instrument without passing through the reactor (hereinafter referred to as “rear muon”) is also included in step 1. Record and correct the total value of the cumulative intensity information for each flying direction of the muon that is detected by the muon measuring instrument through the inside of the reactor obtained in step 4 based on the cumulative intensity information for each flying direction of the backward muon. The method for estimating a density distribution in a reactor according to claim 1, further comprising a step of: 反応炉内部を通過せずにミュオン計測器で検出されるミュオン(以下、「後方ミュオン」という。)も併せてステップ1で記録し、後方ミュオンの飛来方向毎の累積強度情報から水平角方向にミュオン検出器の幾何学的形状に即して減少している仰角を選定し、選定した仰角における水平角の中心にある累積強度情報を代表値とし、選定した仰角における水平角毎のミュオン計測器で検出されたミュオンの数当該代表値でそれぞれ除して水平角毎の規格化定数を決定し、ステップ4で得られた反応炉内部を通過してミュオン計測器で検出されるミュオンの飛来方向毎の累積強度情報の合計値を水平角毎に当該規格化定数で除して、補正後の飛来方向毎の累積強度情報の合計値を算出するステップ5を更に含む請求項1に記載の反応炉内密度分布推定方法。
The muon detected by the muon measuring instrument without passing through the reactor (hereinafter referred to as “rear muon”) is also recorded in step 1, and the accumulated intensity information for each flight direction of the rear muon is recorded in the horizontal angle direction. Select the elevation angle that decreases according to the geometry of the muon detector, and use the cumulative intensity information at the center of the horizontal angle at the selected elevation angle as a representative value . determine the normalization constant for each horizontal angle the number of in detected muons by dividing each by the representative value, flying of muons detected by the muon instrument through the reactor internal obtained in step 4 2. The method according to claim 1, further comprising a step 5 of calculating a total value of the cumulative intensity information for each flying direction after correction by dividing the total value of the cumulative intensity information for each direction by the normalization constant for each horizontal angle. Reactor density Cloth estimation method.
ステップ4によって生成される合計値は、特定の操業条件のときの累積計測時間を500時間以上としたときの合計値である請求項1〜3の何れか一項に記載の反応炉内密度分布推定方法。   The total value generated by step 4 is a total value when the cumulative measurement time under a specific operating condition is 500 hours or more. The density distribution in the reactor according to any one of claims 1 to 3. Estimation method. ステップ3における所定時間が5〜20分である請求項1〜4何れか一項に記載の反応炉内密度分布推定方法。   The predetermined time in step 3 is 5 to 20 minutes, The method for estimating a density distribution in a reactor according to any one of claims 1 to 4. 反応炉がカルシウムカーバイド製造用電気炉である請求項1〜5何れか一項に記載の反応炉内密度分布推定方法。   The method for estimating density distribution in a reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the reactor is an electric furnace for producing calcium carbide.
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