JP6066551B2 - 管内を流れる粉体または流体の濃度または流量の測定方法、並びにそのための測定装置 - Google Patents
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Description
(1)管内を流れる粉体または流体の濃度をマイクロ波により測定する方法であって、
管内の直径に沿ってマイクロ波の送受信を行うとともに、
送信マイクロ波の送信周波数を掃引し、その一部を受信マイクロ波と混合してビート信号を生成し、
ビート信号をフーリエ変換して得た複素スペクトルから、その大きさとマイクロ波の伝搬距離との関係を示す距離スペクトル、およびその初期位相とマイクロ波の伝搬距離との関係を示す位相スペクトルを求め、距離スペクトルにおいて管の内径に対応する位置に現れる特定ピークを選択し、位相スペクトルの中から特定ピーク位置に対応する特定初期位相を求め、
予め求めておいた初期位相と濃度関係を示す検量線から、管内の紛体または流体の濃度を求めることを特徴とする管内の紛体または流体の濃度測定方法。
(2)管内を流れる粉体または流体の流量をマイクロ波により測定する方法であって、
上記(1)に記載の方法で測定した粉体または流体の濃度と、別途測定した粉体または流体の速度との積から流量を求めることを特徴とする管内の粉体または流体の流量測定方法。
(3)管内を流れる粉体または流体の濃度をマイクロ波により測定する装置であって、
管内の直径に沿ってマイクロ波の送受信を行うマイクロ波送受信手段と、
送信マイクロ波の送信周波数を掃引する掃引手段と、
掃引手段から出力される送信マイクロ波の一部と、受信マイクロ波とを混合してビート信号を生成するミキサと、
ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
フーリエ変換して得た複素スペクトルから、その大きさとマイクロ波の伝搬距離との関係を示す距離スペクトルを求める絶対値算出手段と、
その初期位相とマイクロ波の伝搬距離との関係を示す位相スペクトルを求める位相算出手段と、
前記距離スペクトルのピークが現れる距離と距離スペクトルとの関係を記憶する位置データ記憶手段と、
前記位相スペクトルと、位置データ記憶手段の距離スペクトルの中で管の内径に対応する位置に現れる特定ピークの位置とを比較し、特定ピーク位置に対応する特定初期位相を求める位相−位置比較手段と、
予め求めておいた、初期位相と濃度との関係を示す検量データを記憶する検量データ記憶手段とを備え、
位相−位置比較手段で得られた、特定初期位相と、検量データ記憶手段の検量データとを比較して濃度を求めることを特徴とする管内の粉体または流体の濃度測定装置。
(4)管内を流れる粉体または流体の流量をマイクロ波により測定する装置であって、
流速測定手段で測定された流速データを記憶する速度データ記憶手段を備え、
上記(3)に記載の濃度測定装置で得られた濃度と、速度データとの積を求める乗算手段を備えることを特徴とする管内の粉体または流体の流量測定装置。
即ち、既知の粉体や流体の種類及び濃度に対して特定初期位相を予め求め、この濃度対初期位相の関係を検量データとして保存しておき(検量データ記憶手段50)、測定して得られた特定初期位相と、検量データとを比較すればよい(検量線比較手段60)。
10 マイクロ波送信器
20 マイクロ波受信器
30 FMCWレーダ部
31 スイープ信号発生器
32 周波数可変発振器
33 分配器
34 ミキサ
35 フーリエ変換手段
36 絶対値算出手段
37 位置データ記憶手段
40 位相検出部
41 位相算出手段
42 位相−位置比較手段
50 検量データ記憶手段
60 検量線比較手段
Claims (4)
- 管内を流れる粉体または流体の濃度をマイクロ波により測定する方法であって、
管内の直径に沿ってマイクロ波の送受信を行うとともに、
送信マイクロ波の送信周波数を掃引し、その一部を受信マイクロ波と混合してビート信号を生成し、
ビート信号をフーリエ変換して得た複素スペクトルから、その大きさとマイクロ波の伝搬距離との関係を示す距離スペクトル、およびその初期位相とマイクロ波の伝搬距離との関係を示す位相スペクトルを求め、距離スペクトルにおいて管の内径に対応する位置に現れる特定ピークを選択し、位相スペクトルの中から特定ピーク位置に対応する特定初期位相を求め、
予め求めておいた初期位相と濃度関係を示す検量線から、管内の紛体または流体の濃度を求めることを特徴とする管内の紛体または流体の濃度測定方法。 - 管内を流れる粉体または流体の流量をマイクロ波により測定する方法であって、
請求項1に記載の方法で測定した粉体または流体の濃度と、別途測定した粉体または流体の速度との積から流量を求めることを特徴とする管内の粉体または流体の流量測定方法。 - 管内を流れる粉体または流体の濃度をマイクロ波により測定する装置であって、
管内の直径に沿ってマイクロ波の送受信を行うマイクロ波送受信手段と、
送信マイクロ波の送信周波数を掃引する掃引手段と、
掃引手段から出力される送信マイクロ波の一部と、受信マイクロ波とを混合してビート信号を生成するミキサと、
ビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
フーリエ変換して得た複素スペクトルから、その大きさとマイクロ波の伝搬距離との関係を示す距離スペクトルを求める絶対値算出手段と、
その初期位相とマイクロ波の伝搬距離との関係を示す位相スペクトルを求める位相算出手段と、
前記距離スペクトルのピークが現れる距離と距離スペクトルとの関係を記憶する位置データ記憶手段と、
前記位相スペクトルと、位置データ記憶手段の距離スペクトルの中で管の内径に対応する位置に現れる特定ピークの位置とを比較し、特定ピーク位置に対応する特定初期位相を求める位相−位置比較手段と、
予め求めておいた、初期位相と濃度との関係を示す検量データを記憶する検量データ記憶手段とを備え、
位相−位置比較手段で得られた、特定初期位相と、検量データ記憶手段の検量データとを比較して濃度を求めることを特徴とする管内の粉体または流体の濃度測定装置。 - 管内を流れる粉体または流体の流量をマイクロ波により測定する装置であって、
流速測定手段で測定された流速データを記憶する速度データ記憶手段を備え、
請求項3に記載の濃度測定装置で得られた濃度と、速度データとの積を求める乗算手段を備えることを特徴とする管内の粉体または流体の流量測定装置。
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