JP6379007B2 - Piping and dryness measuring device - Google Patents

Piping and dryness measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP6379007B2
JP6379007B2 JP2014216298A JP2014216298A JP6379007B2 JP 6379007 B2 JP6379007 B2 JP 6379007B2 JP 2014216298 A JP2014216298 A JP 2014216298A JP 2014216298 A JP2014216298 A JP 2014216298A JP 6379007 B2 JP6379007 B2 JP 6379007B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
pipe
incident
face
dryness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014216298A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016085058A (en
Inventor
康博 五所尾
康博 五所尾
志功 田邉
志功 田邉
泰明 松儀
泰明 松儀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2014216298A priority Critical patent/JP6379007B2/en
Publication of JP2016085058A publication Critical patent/JP2016085058A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6379007B2 publication Critical patent/JP6379007B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、配管および当該配管を備える乾き度測定装置に関する。   The present invention relates to a pipe and a dryness measuring apparatus including the pipe.

水は沸点に達した後、水蒸気ガス(気相部分:飽和蒸気)と、水滴(液相部分:飽和水)とが混合した湿り蒸気となる。ここで、湿り蒸気に対する水蒸気ガスの重量比を、「乾き度」という。例えば、水蒸気ガスと水滴とが半分ずつ存在すれば、乾き度は0.5となる。また、水滴が存在せず、水蒸気ガスのみが存在する場合は、乾き度は1.0となる。熱交換器等において、湿り蒸気が保有する顕熱と潜熱とを有効に利用することや、水蒸気タービンにおいて、タービン翼の腐食を防止すること等の観点から、湿り蒸気の乾き度を1.0に近い状態にすることが望まれている。そのため、乾き度を測定する様々な方法が提案されている。   After the water reaches the boiling point, it becomes wet steam in which water vapor gas (gas phase portion: saturated steam) and water droplets (liquid phase portion: saturated water) are mixed. Here, the weight ratio of the water vapor gas to the wet steam is referred to as “dryness”. For example, if water vapor gas and water droplets are present in half, the dryness is 0.5. Moreover, when there is no water droplet and only water vapor gas is present, the dryness is 1.0. In the heat exchanger or the like, the dryness of the wet steam is set to 1.0 from the viewpoint of effectively utilizing the sensible heat and latent heat possessed by the wet steam, and preventing the corrosion of the turbine blade in the steam turbine. It is desired to make the state close to. Therefore, various methods for measuring the dryness have been proposed.

例えば、特許文献1記載の発明は、配管に設けられた圧力調節弁の前後で全エンタルピに変化がないことを利用して、圧力調節弁の前後の湿り蒸気流量及び圧力に基づき、飽和蒸気表を用いて飽和水エンタルピと飽和蒸気エンタルピとを求めて、乾き度を算出する技術に関する。   For example, the invention described in Patent Document 1 uses the fact that there is no change in the total enthalpy before and after the pressure control valve provided in the pipe, and based on the wet steam flow and pressure before and after the pressure control valve, the saturated steam table It is related with the technique which calculates | requires saturated water enthalpy and saturated vapor | steam enthalpy using, and calculates dryness.

また、特許文献2記載の発明は、乾き度を高速に測定するため、(a)湿り蒸気に光を照射する発光体と、(b)湿り蒸気を透過した光を受光する受光素子と、(c)湿り蒸気の温度又は圧力を測定する環境センサと、(d)湿り蒸気を透過した光の強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係を、温度又は圧力毎に保存する関係記憶部と、(e)受光素子による光の強度の測定値と、環境センサによる温度又は圧力の測定値と前記関係とに基づき、湿り蒸気の乾き度の値を特定する乾き度特定部とを備える乾き度測定装置に関する。   In addition, in order to measure the dryness at high speed, the invention described in Patent Document 2 includes (a) a light emitter that irradiates light to wet steam, (b) a light receiving element that receives light transmitted through the wet steam, and ( c) an environmental sensor that measures the temperature or pressure of the wet steam; and (d) a relation storage unit that stores the relationship between the intensity of light transmitted through the wet steam and the dryness of the wet steam for each temperature or pressure. (E) a dryness degree provided with a dryness specifying unit for specifying a dryness value of wet steam based on a measured value of light intensity by a light receiving element, a measured value of temperature or pressure by an environmental sensor, and the relationship It relates to a measuring device.

特開平8−312908号公報JP-A-8-312908 特開2013−092457号公報JP2013-092457A

しかしながら、特許文献1及び2記載の発明において、配管径が大きくなれば、配管における入射端面から射出端面までの光路長は長くなるため、配管径の大きさによっては、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部の検出感度を下回る場合があり、受光部において減衰した光の強度を測定することができないおそれがある。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, if the pipe diameter is increased, the optical path length from the incident end face to the exit end face in the pipe is increased. Therefore, depending on the size of the pipe diameter, it is attenuated by passing steam. In some cases, the intensity of the received light is lower than the detection sensitivity of the light receiving unit, and the intensity of the light attenuated in the light receiving unit may not be measured.

そこで、本発明は、配管径が如何なる大きさであっても蒸気を通過する光の強度を確実に測定可能な配管を提供することを目的の一つとする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a pipe capable of reliably measuring the intensity of light passing through steam regardless of the pipe diameter.

上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る配管は、蒸気が流れる配管であって、発光部が発した光を入射端面から前記蒸気に入射させる光入射部と、前記蒸気を透過し又は反射した光を射出端面から受光部に向けて射出させる光射出部と、を備え、前記蒸気を通過することによって減衰した前記光の強度が前記受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、前記入射端面から前記射出端面までの光路長が調整されており、前記光入射部および前記光射出部の少なくとも一方は、凸型立体形状を有する、頭頂部が平面である凸型透過ガラスを備え、前記頭頂部は、前記光路長が前記配管の径より小さくなるように、前記配管の内部に向けて突出している
In order to solve the above-described problem, a pipe according to one aspect of the present invention is a pipe through which steam flows , a light incident section that causes light emitted from a light emitting section to enter the steam from an incident end surface, and a transmission through the steam. Or a light emitting part that emits the reflected light from the emission end face toward the light receiving part, and the intensity of the light attenuated by passing through the vapor is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving part. The optical path length from the incident end surface to the exit end surface is adjusted so that at least one of the light incident portion and the light exit portion has a convex three-dimensional shape, and a convex shape with a flat top portion. A transmissive glass is provided, and the top portion projects toward the inside of the pipe so that the optical path length is smaller than the diameter of the pipe .

上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る乾き度測定装置は、上記配管と、前記光射出部により射出された前記光の強度又は吸光度に基づいて、前記蒸気の乾き度を測定する乾き度測定部と、を備える。   In order to solve the above problems, a dryness measuring apparatus according to an aspect of the present invention measures the dryness of the vapor based on the pipe and the intensity or absorbance of the light emitted by the light emitting unit. And a dryness measuring unit.

なお、本発明において、「部」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、1つの「部」や装置が有する機能が2つ以上の物理的手段や装置により実現されても、2つ以上の「部」や装置の機能が1つの物理的手段や装置により実現されても良い。   In the present invention, the “part” does not simply mean a physical means, but includes a case where the function of the “part” is realized by software. Also, even if the functions of one “unit” or device are realized by two or more physical means or devices, the functions of two or more “units” or devices are realized by one physical means or device. May be.

本発明によれば、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、光路長が調整されているため、配管径が如何なる大きさであっても蒸気を通過する光の強度を確実に測定可能な配管を提供することができる。   According to the present invention, since the optical path length is adjusted so that the intensity of the light attenuated by passing through the vapor is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit, the pipe diameter can be any size. However, it is possible to provide a pipe capable of reliably measuring the intensity of light passing through the vapor.

光の強度と光路長との相関関係を示した図である。It is the figure which showed correlation with the intensity | strength of light and optical path length. 本発明の第1実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施例を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. In other words, the present invention can be implemented with various modifications (combining the embodiments, etc.) without departing from the spirit of the present invention. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match actual dimensions and ratios. In some cases, the dimensional relationships and ratios may be different between the drawings.

(定義)
本明細書で使用する主たる用語を以下のとおりに定義する。
「蒸気」:各実施形態では、水蒸気のことを意味するが、気相部分と液相部分との二相状態となる物質の蒸気であればよく、水蒸気に限定されない。
「乾き度」:蒸気中の気相部分の重量割合のことをいう。乾き度[%]=100[%]−湿り度[%]の関係がある。
「湿り蒸気」:乾き度Xが0−100[%]の蒸気をいう。
「飽和蒸気」:湿り蒸気の気相部分をいう。乾き飽和蒸気(飽和乾き蒸気)ともいう。
「飽和水」:湿り蒸気の液相部分をいう。
「光の強度」(光強度):光(電磁波)の強さを表す物理量をいい、その称呼や単位に限定はない。例えば、放射強度、光度、光量子束密度など、それぞれ単位が異なるが相互に換算可能な物理量である。
「吸光度」:光が湿り蒸気中を通過した際に光の強度がどの程度弱まるかを示す無次元量であり、光学密度ともいう。吸光度といっても光の吸収のみならず、散乱や反射により光の強度が弱まる場合も含む。
(Definition)
The main terms used in this specification are defined as follows.
“Vapor”: In each embodiment, it means water vapor, but it is not limited to water vapor as long as it is a vapor of a substance that is in a two-phase state of a gas phase portion and a liquid phase portion.
“Dryness”: Refers to the weight ratio of the gas phase portion in the steam. There is a relationship of dryness [%] = 100 [%] − wetness [%].
“Wet steam”: refers to steam having a dryness X of 0 to 100%.
“Saturated steam”: refers to the gas phase portion of wet steam. Also called dry saturated steam (saturated dry steam).
“Saturated water”: refers to the liquid phase of wet steam.
“Light intensity” (light intensity): A physical quantity indicating the intensity of light (electromagnetic wave), and there is no limitation on its name or unit. For example, these are physical quantities that are mutually different but can be converted into each other, such as radiation intensity, luminous intensity, and photon flux density.
“Absorbance”: A dimensionless amount indicating how much light intensity is weakened when light passes through wet steam, and is also called optical density. Absorbance includes not only the absorption of light but also the case where the intensity of light is weakened by scattering and reflection.

(原理説明)
図1を参照しながら、本発明の原理を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る乾き度測定装置の受光部(図2乃至図7における受光部13)において測定される光の強度と光路長(図2乃至図7における入射端面A1から射出端面A2までの長さ:R)との相関関係を例示した図である。
(Principle explanation)
The principle of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the intensity of light and the optical path length (from the incident end face A1 in FIGS. 2 to 7) measured by the light receiving unit (the light receiving unit 13 in FIGS. 2 to 7) of the dryness measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. It is the figure which illustrated correlation with length to injection end face A2: R).

一般に、光は湿り蒸気を通過する際、湿り蒸気に吸収され減衰する。そこで、本願発明者が、例示的に、乾き度100%の蒸気、乾き度90%以上〜100%未満の蒸気、及び、乾き度80%以上〜90%未満の蒸気を用い、光路長に応じて受光部において測定される光の強度がどのように変化するかを検討したところ、図1に示すような結果が得られた。   In general, when light passes through the wet steam, it is absorbed and attenuated by the wet steam. Therefore, the present inventor exemplarily uses steam having a dryness of 100%, steam having a dryness of 90% to less than 100%, and steam having a dryness of 80% to less than 90%, depending on the optical path length. As a result of examining how the intensity of light measured at the light receiving portion changes, the result shown in FIG. 1 was obtained.

すなわち、図1に示すように、乾き度100%の蒸気、乾き度90%以上〜100%未満の蒸気、及び、乾き度80%以上〜90%未満の蒸気を用いた場合のすべてにおいて、光路長が長くなるにつれて、受光部により測定される光の強度が低下することが判った。また、その光の強度の低下率に関して、乾き度80%以上〜90%未満の蒸気、乾き度90%以上〜100%未満の蒸気、乾き度100%の蒸気の順で低下率が大きくなる。さらに、乾き度80%以上〜90%未満の蒸気および乾き度90%以上〜100%未満の蒸気を用いた場合の光の強度の低下率は相対的に高く、光路長が100mm以上になると、光の強度は特に低下することが判った。このように大きく減衰した光の強度は、受光部の検出感度を下回るおそれがあり、受光部において上記光の強度を測定することができないおそれがあることが明らかとなった。   That is, as shown in FIG. 1, the light path is 100% dry, vapor with a dryness of 90% to less than 100%, and steam with a dryness of 80% to less than 90%. It has been found that the intensity of light measured by the light receiving portion decreases as the length increases. Further, regarding the light intensity decrease rate, the decrease rate increases in the order of steam having a dryness of 80% to less than 90%, steam having a dryness of 90% to less than 100%, and steam having a dryness of 100%. Furthermore, when the vapor with a dryness of 80% or more and less than 90% and the vapor with a dryness of 90% or more and less than 100% are used, the reduction rate of the light intensity is relatively high, and when the optical path length is 100 mm or more, It has been found that the light intensity is particularly reduced. It has been clarified that the light intensity greatly attenuated in this way may be lower than the detection sensitivity of the light receiving unit, and the light intensity may not be measured in the light receiving unit.

ここで、通常、蒸気が流れる配管の配管径が大きくなれば、光路長は長くなるため、配管径の大きさによっては、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部の検出感度を下回る場合があり、減衰した光の強度を受光部において測定することができないおそれがある。   Here, normally, if the pipe diameter of the pipe through which steam flows increases, the optical path length becomes longer. Therefore, depending on the pipe diameter, the intensity of light attenuated by passing through the steam may affect the detection sensitivity of the light receiving unit. In some cases, the intensity of the attenuated light may not be measured at the light receiving unit.

そこで、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、あらかじめ光路長が調整された配管を用いることで、配管径が如何なる大きさであっても蒸気を通過する光の強度を確実に測定可能となる。   Therefore, by using a pipe whose optical path length is adjusted in advance so that the intensity of the light attenuated by passing through the vapor is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit, the pipe diameter can be any size. However, the intensity of light passing through the vapor can be reliably measured.

以下、上記原理に鑑み本発明の各実施形態を説明する。
第1実施形態では、横配管(配管の軸方向が水平方向に平行である配管)において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第2実施形態では、横配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第3実施形態では、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出し、且つ、入射側導光部が入射端面に接近し射出側導光部が射出端面に接近している乾き度測定装置について説明する。
第4実施形態では、横配管において、光路長を調整するために、配管において光の入射側に凸型透過ガラスを備える乾き度測定装置について説明する。
第5実施形態では、縦配管(配管の軸方向が鉛直方向に平行である配管)において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
第6実施形態では、縦配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置について説明する。
Each embodiment of the present invention will be described below in view of the above principle.
In the first embodiment, a dryness measuring device in which an incident end face projects into a pipe in order to adjust an optical path length in a horizontal pipe (a pipe in which the axial direction of the pipe is parallel to the horizontal direction) will be described.
In the second embodiment, a dryness measuring device in which the emission end face projects into the pipe in order to adjust the optical path length in the horizontal pipe will be described.
In the third embodiment, in the horizontal pipe, the incident end face protrudes into the pipe to adjust the optical path length, the incident side light guide section approaches the incident end face, and the emission side light guide section approaches the exit end face. A dryness measuring apparatus will be described.
In the fourth embodiment, a dryness measuring apparatus including a convex transmission glass on the light incident side in the pipe in order to adjust the optical path length in the horizontal pipe will be described.
In the fifth embodiment, a dryness measurement apparatus in which an incident end face protrudes into a pipe in order to adjust an optical path length in a vertical pipe (a pipe in which the axial direction of the pipe is parallel to the vertical direction) will be described.
In the sixth embodiment, a dryness measurement device in which an emission end face protrudes into a pipe in order to adjust an optical path length in a vertical pipe will be described.

(第1実施形態)
第1実施形態は、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。
(First embodiment)
1st Embodiment is related with the dryness measuring apparatus in which incident end surface protrudes in the inside of piping in order to adjust optical path length in horizontal piping.

図2は、本発明の第1実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。図2に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Aは、例示的に、発光部11、受光部13、入射側筒22、射出側筒24、入射側導光部31(第1導光部)、入射側コリメータレンズ33(第1光集束部)、射出側コリメータレンズ35(第2光集束部)、射出側導光部37(第2導光部)、およびコンピュータ装置100を備えて構成される。また、コンピュータ装置100は、機能ブロックとして、乾き度測定部200を備えて構成される。   FIG. 2 is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the dryness measuring apparatus 1 </ b> A according to this embodiment illustratively includes a light emitting unit 11, a light receiving unit 13, an incident side tube 22, an exit side tube 24, and an incident side light guide unit 31 (first A light guide unit), an incident side collimator lens 33 (first light focusing unit), an emission side collimator lens 35 (second light focusing unit), an emission side light guiding unit 37 (second light guiding unit), and the computer apparatus 100. It is prepared for. Further, the computer apparatus 100 includes a dryness measurement unit 200 as a functional block.

発光部11は、所定の波長の光を射出する発光手段である。例えば、発光部11としては、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、半導体レーザ、レーザ発振器、蛍光放電管、低圧水銀灯、キセノンランプ、及び電球等が使用可能である。   The light emitting unit 11 is a light emitting unit that emits light having a predetermined wavelength. For example, as the light emitting unit 11, a light emitting diode, a super luminescent diode, a semiconductor laser, a laser oscillator, a fluorescent discharge tube, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, a light bulb, and the like can be used.

発光部11には、入射側筒22および入射側導光部31を接続してもよい。入射側筒22は、配管20の側壁を貫通して設けられる。入射側導光部31は、発光部11が発した光を第1端面B1において入射し、入射された当該光を第2端面B2において射出する。また、入射側導光部31は、入射側コリメータレンズ33と接続される。入射側コリメータレンズ33は、入射側導光部31の第2端面B2において射出された光が発散するのを防止し、当該光が測定対象の湿り蒸気が流れる配管20に適切に入射するために、当該光を集束させる。   The incident side tube 22 and the incident side light guide 31 may be connected to the light emitting unit 11. The incident side tube 22 is provided through the side wall of the pipe 20. The incident-side light guide unit 31 enters the light emitted from the light emitting unit 11 at the first end surface B1, and emits the incident light at the second end surface B2. Further, the incident side light guide unit 31 is connected to the incident side collimator lens 33. The incident-side collimator lens 33 prevents the light emitted from the second end face B2 of the incident-side light guide section 31 from diverging, so that the light is appropriately incident on the pipe 20 through which the wet steam to be measured flows. To focus the light.

透過ガラス26A(光入射部)は、入射側コリメータレンズ33により集束された光を光経路Lに沿って入射端面A1から配管20内の蒸気に入射させる入射窓である。   The transmissive glass 26 </ b> A (light incident portion) is an incident window that allows the light focused by the incident-side collimator lens 33 to enter the vapor in the pipe 20 from the incident end surface A <b> 1 along the optical path L.

透過ガラス26B(光射出部)は、配管20の内部の湿り蒸気を透過し又は反射した光を光経路Lに沿って射出端面A2から導入し、受光部13に向けて射出させる射出窓である。なお、透過ガラス26A,26Bとして、耐熱性、耐圧性、又は耐蝕性等を備えるガラスが挙げられるが、光を透過可能なものであれば、これらに限定されない。   The transmissive glass 26 </ b> B (light emitting part) is an emission window that introduces light that has transmitted or reflected wet steam inside the pipe 20 from the emission end face A <b> 2 along the optical path L and emits it toward the light receiving part 13. . In addition, although glass provided with heat resistance, pressure | voltage resistance, or corrosion resistance etc. is mentioned as transmissive glass 26A, 26B, If it can permeate | transmit light, it will not be limited to these.

ここで、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R1は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が後述する受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長が配管径より小さくなるように、入射端面A1が配管20の内部に突出しているように構成されている。 Here, the optical path length R 1 , which is the length from the incident end face A1 to the exit end face A2, is the lowest light intensity that can be measured by the light receiving unit 13 to be described later, the intensity of light attenuated by passing through the vapor in the pipe 20. It is adjusted so that it may become the above. Specifically, the pipe 20 is configured such that the incident end face A1 protrudes into the pipe 20 so that the optical path length is smaller than the pipe diameter.

例えば、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光であって、受光部13に入射する直前の光の強度Iと受光部13により測定可能な最低光強度ILとの関係は、以下の式(1)のように関係式として記述することができる。

光の強度I≧受光部13により測定可能な最低光強度IL …(1)
For example, the relationship between the light intensity attenuated by passing through the vapor in the pipe 20 and immediately before entering the light receiving unit 13 and the minimum light intensity I L that can be measured by the light receiving unit 13 is as follows. It can be described as a relational expression as shown in equation (1).

Light intensity I ≧ minimum light intensity I L that can be measured by the light receiving unit 13 (1)

また、光の減衰は、入射側導光部31および入射側コリメータレンズ33、並びに、後述する射出側コリメータレンズ35および射出側導光部37においても生じる。そこで、入射側導光部31、入射側コリメータレンズ33、射出側コリメータレンズ35および射出側導光部37の少なくとも一つの部・レンズにおける減衰を、配管20内の蒸気を通過することによる減衰に加えてさらに考慮した場合の、受光部13に入射する直前の光の強度I1と受光部13により測定可能な最低光強度ILとの関係は、以下の式(2)のように関係式として記述することができる。

光の強度I1≧受光部13により測定可能な最低光強度IL …(2)

このように、光路長R1は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度I,I1が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。なお、入射側コリメータレンズ33および射出側コリメータレンズ35の有無、各レンズの形状及び各レンズの性質などによって光路長R1が調整されてもよい。
Further, light attenuation also occurs in the incident-side light guide unit 31 and the incident-side collimator lens 33, as well as in an emission-side collimator lens 35 and an emission-side light guide unit 37 described later. Therefore, the attenuation in at least one part / lens of the incident-side light guide unit 31, the incident-side collimator lens 33, the emission-side collimator lens 35, and the emission-side light guide unit 37 is attenuated by passing the vapor in the pipe 20. In addition, the relationship between the light intensity I 1 immediately before entering the light receiving unit 13 and the minimum light intensity I L that can be measured by the light receiving unit 13 in the case of further consideration is as shown in the following equation (2). Can be described as:

Light intensity I 1 ≧ Minimum light intensity I L that can be measured by the light receiving unit 13 (2)

Thus, the optical path length R 1 is adjusted so that the light intensities I and I 1 attenuated by passing through the vapor in the pipe 20 are not less than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. . The optical path length R 1 may be adjusted according to the presence / absence of the entrance-side collimator lens 33 and the exit-side collimator lens 35, the shape of each lens, the property of each lens, and the like.

また、配管20には、配管20の内部の湿り蒸気を透過又は反射した光が透過ガラス26Bを介して進入する射出側筒24を接続してもよい。射出側筒22は、配管20の側壁を貫通して設けられる。   Further, the pipe 20 may be connected with an emission side tube 24 into which light transmitted through or reflected from the wet vapor inside the pipe 20 enters through the transmission glass 26B. The injection side cylinder 22 is provided through the side wall of the pipe 20.

射出側コリメータレンズ35は、配管20内部の湿り蒸気を透過又は反射した光が、透過ガラス26Bを介して照射される際に、該光が発散しないように集束させる。射出側コリメータレンズ35は、射出側導光部37と接続される。射出側導光部37は、射出側コリメータレンズ35により集束された光を第3端面C1において入射し、入射された当該光を第4端面C2において受光部13に向けて射出する。   The exit side collimator lens 35 focuses the light transmitted or reflected through the wet vapor inside the pipe 20 so that the light does not diverge when irradiated through the transmission glass 26B. The exit side collimator lens 35 is connected to the exit side light guide 37. The exit-side light guide 37 enters the light focused by the exit-side collimator lens 35 at the third end face C1, and emits the incident light toward the light receiving section 13 at the fourth end face C2.

なお、入射側筒22および射出側筒24は、配管20と別体のものであってもよく、配管20と一体のものであってもよい。また、入射側コリメータレンズ33及び射出側コリメータレンズ35は、光を集束させることができるものであれば、特に制限はなく、集束させることができるように収差補正されたあらゆる形状・材質のレンズを使用可能である。   The incident side tube 22 and the emission side tube 24 may be separate from the pipe 20 or may be integrated with the pipe 20. The incident-side collimator lens 33 and the emission-side collimator lens 35 are not particularly limited as long as they can focus light, and lenses having any shape and material whose aberrations are corrected so that the light can be focused. It can be used.

さらに、入射側導光部31及び射出側導光部37は、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA:Poly(methyl methacrylate))からなるプラスチック光ファイバ、及び石英ガラスからなるガラス光ファイバ等が使用可能であるが、光を同一光路で伝搬可能であれば、これに限定されない。また、光を完全同一光路で伝搬可能でなければいけないわけではなく、湿り蒸気の乾き度を正確に測定するために、湿り蒸気を透過又は反射した複数の光の強度又は吸光度を正確に計測できる程度に同一光路であればよい。   Furthermore, the incident side light guide unit 31 and the emission side light guide unit 37 can use a plastic optical fiber made of polymethyl methacrylate resin (PMMA), a glass optical fiber made of quartz glass, and the like. However, the present invention is not limited to this as long as light can propagate through the same optical path. In addition, light does not have to be able to propagate in the exact same optical path, and in order to accurately measure the dryness of wet steam, it is possible to accurately measure the intensity or absorbance of a plurality of lights transmitted or reflected through wet steam. As long as the optical paths are the same.

さらにまた、配管20の側壁に入射側筒22を設けずに発光部11を接近させて設けてもよく、配管20の側壁に射出側筒24を設けずに受光部13を接近させて設けてもよい。   Furthermore, the light emitting unit 11 may be provided close to the side wall of the pipe 20 without providing the incident side tube 22, and the light receiving unit 13 may be provided close to the side wall of the pipe 20 without providing the emission side tube 24. Also good.

受光部13は、配管20内の湿り蒸気を透過又は反射した光を受けて、光の強度及び/又は吸光度を測定する測定手段である。受光部13は、上記したとおり、光路長R1が配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13において測定可能な最低光強度以上となるように、調整されているため、当該光の強度を測定することができる。例えば、受光部13としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光電変換素子を使用可能である。受光部13は、湿り蒸気を透過又は反射した光の強度に応じた光強度信号Sdをコンピュータ装置100に出力する。 The light receiving unit 13 is a measuring unit that receives light transmitted or reflected through the wet vapor in the pipe 20 and measures the intensity and / or absorbance of the light. As described above, the light receiving unit 13 is adjusted so that the optical path length R 1 is equal to or higher than the minimum light intensity that can be measured by the light receiving unit 13 as the light intensity attenuated by passing through the vapor in the pipe 20. Therefore, the intensity of the light can be measured. For example, as the light receiving unit 13, a photoelectric conversion element such as a photodiode or a phototransistor can be used. The light receiving unit 13 outputs a light intensity signal Sd corresponding to the intensity of light transmitted or reflected through the wet steam to the computer apparatus 100.

また、受光部13として、分光光度計など、光の強度及び/又は吸光度に対応する出力が得られる光学的計測機器を適用することも可能である。この場合、分光光度計は湿り蒸気を透過又は反射した光の吸光度に応じた吸光度信号をコンピュータ装置100に出力してもよい。   Further, as the light receiving unit 13, an optical measuring device such as a spectrophotometer that can obtain an output corresponding to the intensity and / or absorbance of light can be applied. In this case, the spectrophotometer may output an absorbance signal corresponding to the absorbance of light transmitted or reflected through the wet steam to the computer apparatus 100.

受光部13として分光光度計を用いる場合、具体的に、分光光度計は、湿り蒸気を透過又は反射する光の強度に基づいて、吸光度を演算し、吸光度信号として出力する。ここで、吸光度Aは、入射光強度をI0、受光した光の強度をIとすると、式(3)のように定義される。

吸光度A=−log10(I/I0) …(3)

以上より、湿り蒸気を透過する光の強度を測定できれば、一義的に吸光度Aが特定される。
When a spectrophotometer is used as the light receiving unit 13, specifically, the spectrophotometer calculates the absorbance based on the intensity of the light that transmits or reflects the wet vapor, and outputs it as an absorbance signal. Here, the absorbance A is defined as in Expression (3) where I 0 is the incident light intensity and I is the intensity of the received light.

Absorbance A = −log 10 (I / I 0 ) (3)

From the above, the absorbance A can be uniquely specified if the intensity of light transmitted through the wet steam can be measured.

なお、受光部13に吸光度Aを出力させる代わりに、コンピュータ装置100が光の強度を含む光強度信号Sdを入力し、式(3)に基づいて吸光度Aを計算するように構成してもよい。   Instead of outputting the absorbance A to the light receiving unit 13, the computer apparatus 100 may be configured to input the light intensity signal Sd including the light intensity and calculate the absorbance A based on the equation (3). .

また、本実施形態においては、受光部13は一つのみ設けられているが、受光部13は二つ以上あってもよく、受光部13の数に特に制限はない。さらに、受光部13については、湿り蒸気を透過又は反射する光の強度に対応する物理量を出力可能であれば、任意の構成が適用可能である。   In the present embodiment, only one light receiving unit 13 is provided, but there may be two or more light receiving units 13, and the number of light receiving units 13 is not particularly limited. Furthermore, any configuration can be applied to the light receiving unit 13 as long as it can output a physical quantity corresponding to the intensity of light that transmits or reflects wet steam.

コンピュータ装置100は、測定された光の強度又は吸光度に基づいて湿り蒸気の乾き度を測定する、本発明の乾き度測定部200として機能する演算手段である。コンピュータ装置100は、一例として、図示はしていないが、CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、およびインターフェース(I/F)回路を備える。コンピュータ装置100には、例えば、外部記憶装置(不図示)が接続される。外部記憶装置には、例えば、コンピュータ装置100に本発明に係る乾き度測定方法を実行させるためのソフトウェアプログラムが記憶されている。コンピュータ装置100は、外部記憶装置等に記憶されている本発明に係る乾き度測定方法に係るソフトウェアプログラムをRAMに読み込んで実行することにより、乾き度測定部200が機能的に実現される。   The computer device 100 is a computing unit that functions as the dryness measurement unit 200 of the present invention, which measures the dryness of wet steam based on the measured light intensity or absorbance. The computer device 100 includes, as an example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an interface (I / F) circuit, which are not illustrated. . For example, an external storage device (not shown) is connected to the computer device 100. In the external storage device, for example, a software program for causing the computer device 100 to execute the dryness measuring method according to the present invention is stored. The computer apparatus 100 functionally implements the dryness measurement unit 200 by reading a software program related to the dryness measurement method according to the present invention stored in an external storage device or the like into the RAM and executing it.

乾き度測定部200は、受光部13により測定された光の強度、当該光の強度に対応する湿り蒸気の気相部分の面積および液相部分の面積、湿り蒸気の気相部分と液相部分との速度差、並びに湿り蒸気の気相部分と液相部分との密度差に基づいて、湿り蒸気の乾き度Xを演算するように構成されている。そして、乾き度測定部200は、測定した乾き度Xを出力する。   The dryness measuring unit 200 includes the light intensity measured by the light receiving unit 13, the area of the vapor phase portion and the liquid phase portion of the wet vapor corresponding to the intensity of the light, and the vapor phase portion and the liquid phase portion of the wet vapor. And the difference in density between the vapor phase portion and the liquid phase portion of the wet steam, and the dryness X of the wet steam is calculated. Then, the dryness measuring unit 200 outputs the measured dryness X.

なお、乾き度測定部200は、上述した受光部13により測定された光の強度、当該光の強度に対応する湿り蒸気の気相部分の面積および液相部分の面積、湿り蒸気の気相部分と液相部分との速度差、並びに湿り蒸気の気相部分と液相部分との密度差のすべてに基づいて、湿り蒸気の乾き度Xを演算する必要はなく、これらの情報の一部を用いて湿り蒸気の乾き度Xを演算してもよい。さらに、乾き度測定部200は、測定された光の強度に基づく光強度信号Sdを参照して、湿り蒸気の吸光度を算出し、当該吸光度に基づいて湿り蒸気の乾き度Xを演算してもよい。   In addition, the dryness measuring unit 200 includes the light intensity measured by the light receiving unit 13 described above, the area of the vapor phase portion of the wet vapor and the area of the liquid phase portion corresponding to the intensity of the light, and the vapor phase portion of the wet vapor. It is not necessary to calculate the wet steam dryness X based on the speed difference between the liquid phase part and the density difference between the gas phase part and the liquid phase part of the wet steam. It may be used to calculate the dryness X of the wet steam. Further, the dryness measuring unit 200 calculates the absorbance of the wet steam with reference to the light intensity signal Sd based on the measured light intensity, and calculates the dryness X of the wet steam based on the absorbance. Good.

なお、乾き度測定部200は、受光部13が受光した光の強度、又は、入射光強度と受光部13が受光した光の強度とに基づいて得られる吸収度Aに基づいて乾き度Xを測定する過程において、飽和蒸気の量や飽和水の量も求めることができるように構成されていてもよい。   The dryness measuring unit 200 calculates the dryness X based on the light intensity received by the light receiving unit 13 or the absorbance A obtained based on the incident light intensity and the light received by the light receiving unit 13. It may be configured such that the amount of saturated steam and the amount of saturated water can be obtained in the process of measurement.

第1実施形態によれば、横配管において、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、光路長R1が調整されているため、配管径が如何なる大きさであっても蒸気を通過する光の強度を確実に測定可能な配管を提供することができる。 According to the first embodiment, in the horizontal pipe, the optical path length R 1 is adjusted so that the intensity of light attenuated by passing through the vapor is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. It is possible to provide a pipe capable of reliably measuring the intensity of light passing through the vapor regardless of the pipe diameter.

(第2実施形態)
第2実施形態は、横配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、第1実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment relates to a dryness measuring device in which an emission end face projects into a pipe in order to adjust an optical path length in a horizontal pipe. Below, a different point from 1st Embodiment is demonstrated especially and description is abbreviate | omitted about another point.

図3は、本発明の第2実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。図3に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Bにおいて、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R2は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長が配管径より小さくなるように、射出端面A2が配管20の内部に突出しているように構成されている。 FIG. 3 is a schematic diagram of a dryness measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, in the dryness measuring apparatus 1 </ b> B according to the present embodiment, the optical path length R 2 that is the length from the incident end face A < b > 1 to the exit end face A < b > 2 is attenuated by passing through the vapor in the pipe 20. The light intensity is adjusted to be equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. Specifically, the pipe 20 is configured such that the emission end face A2 protrudes into the pipe 20 so that the optical path length is smaller than the pipe diameter.

第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、横配管の構造上または他の部材の配置の都合上、入射端面A1の位置を変更することによって光路長R2を調整できない、たとえば入射端面A1を配管20の内部20に突出できないような制約がある場合にも、光路長を調整することができる。 According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, structural or other convenient arrangement of members of the horizontal pipe, you can not adjust the optical path length R 2 by altering the position of the incident end face A1 For example, the optical path length can be adjusted even when there is a restriction that the incident end face A1 cannot protrude into the inside 20 of the pipe 20.

(第3実施形態)
第3実施形態は、横配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出し、且つ、入射側導光部が入射端面に接近し射出側導光部が射出端面に接近している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, in a horizontal pipe, the incident end face protrudes into the pipe in order to adjust the optical path length, the incident side light guide section approaches the incident end face, and the emission side light guide section approaches the exit end face. It relates to a dryness measuring apparatus. Below, a different point from the said embodiment is demonstrated especially and description is abbreviate | omitted about another point.

図4は、本発明の第3実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。図4に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Cの入射側導光部31は、入射側導光部31に接続されている入射側コリメータレンズ33が透過ガラス26Aに接するように、又は、接していないが接するほど接近させるように構成されている(第1構成)。また、本実施形態に係る乾き度測定装置1Cの射出側導光部37についても、射出側導光部37に接続されている射出側コリメータレンズ35が透過ガラス26Bに接するように、又は、接していないが接するほど接近させるように構成されている(第2構成)。   FIG. 4 is a schematic diagram of a dryness measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the incident-side light guide unit 31 of the dryness measuring apparatus 1 </ b> C according to this embodiment is configured so that the incident-side collimator lens 33 connected to the incident-side light guide unit 31 is in contact with the transmission glass 26 </ b> A. Or it is comprised so that it may approach, so that it contacts, although it is not touching (1st structure). Further, the exit-side light guide unit 37 of the dryness measuring apparatus 1C according to the present embodiment also touches or contacts the exit-side collimator lens 35 connected to the exit-side light guide unit 37 with the transmission glass 26B. Although it is not, it is comprised so that it may approach so that it may contact (2nd structure).

また、図4に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Cにおいて、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R3は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長R3が配管径より小さくなるように、射出端面A2が配管20の内部に突出しているように構成されている。 Further, as shown in FIG. 4, in the dryness measuring apparatus 1C according to the present embodiment, the optical path length R 3 that is the length from the incident end surface A1 to the exit end surface A2 passes through the steam in the pipe 20. Adjustment is made so that the intensity of the attenuated light is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. Specifically, the pipe 20, such that the optical path length R 3 is smaller than the pipe diameter, the exit end face A2 is configured to protrude into the interior of the pipe 20.

なお、本実施形態に係る乾き度測定装置1Cについては、第1構成及び第2構成の少なくとも一方を備えているように構成されてもよい。また、本実施形態においては、光路長を調整するために入射端面A1が配管20の内部に突出した配管20について説明したが、入射端面A1が配管20の内部に突出する代わりに、射出端面A2が配管20の内部に突出していてもよい。   Note that the dryness measuring apparatus 1C according to the present embodiment may be configured to include at least one of the first configuration and the second configuration. In the present embodiment, the pipe 20 in which the incident end face A1 protrudes into the pipe 20 has been described in order to adjust the optical path length. Instead of the incident end face A1 protruding into the pipe 20, the exit end face A2 is used. May protrude into the pipe 20.

第3実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、発光部11からの光が受光部13に到達するまでの間に光が発散するのをより適切に防止することができ、より正確に光の強度を測定することができる。   According to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to more appropriately prevent the light from being emitted before the light from the light emitting unit 11 reaches the light receiving unit 13, The intensity of light can be measured more accurately.

(第4実施形態)
第4実施形態は、横配管において、光路長を調整するために、配管において光の入射側に凸型透過ガラスを備える乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
(Fourth embodiment)
4th Embodiment is related with the dryness measuring apparatus provided with convex type | mold transmission glass in the incident side of light in piping, in order to adjust optical path length in horizontal piping. Below, a different point from the said embodiment is demonstrated especially and description is abbreviate | omitted about another point.

図5は、本発明の第4実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。上記実施形態の乾き度測定装置1A乃至1Cにおいては、透過ガラス26Aは、板状立体形状を有している(図2乃至図4参照)が、本実施形態に係る乾き度測定装置1Dにおいては、透過ガラス26Aの代わりに凸型立体形状を有するガラス、すなわち、凸型透過ガラス29を採用している。そして、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R4は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長R4が配管径より小さくなるように、入射端面A1が配管20の内部に突出しているように構成されている。 FIG. 5 is a schematic diagram of a dryness measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the dryness measuring apparatuses 1A to 1C of the above embodiment, the transmission glass 26A has a plate-like three-dimensional shape (see FIGS. 2 to 4), but in the dryness measuring apparatus 1D according to the present embodiment. Instead of the transmissive glass 26A, a glass having a convex three-dimensional shape, that is, a convex transmissive glass 29 is employed. The optical path length R 4 , which is the length from the incident end face A 1 to the exit end face A 2, is equal to or greater than the minimum light intensity that can be measured by the light receiving unit 13 as the light attenuated by passing through the vapor in the pipe 20. So that it is adjusted. Specifically, the pipe 20 is configured such that the incident end face A1 protrudes into the pipe 20 so that the optical path length R 4 is smaller than the pipe diameter.

なお、透過ガラス26Bの代わりに凸型透過ガラスを採用してもよい。また、透過ガラス26Aおよび26B双方の代わりに凸型透過ガラスを採用してもよい。さらに、透過ガラスは、様々な立体形状を有することができ、例えば、円錐台形状などの立体形状を有することができる。   In addition, you may employ | adopt convex transmission glass instead of the transmission glass 26B. Moreover, you may employ | adopt convex transmission glass instead of both transmission glass 26A and 26B. Further, the transmissive glass can have various three-dimensional shapes, for example, a three-dimensional shape such as a truncated cone shape.

また、本実施形態に係る乾き度測定装置1Dにおいても、上記実施形態の乾き度測定装置1A乃至1Cと同様に、入射側導光部31及び射出側導光部37、並びに、入射側コリメータレンズ33及び射出側コリメータレンズ35を備えるように構成されてもよい。   Also in the dryness measuring apparatus 1D according to the present embodiment, the incident-side light guide unit 31, the exit-side light guide unit 37, and the incident-side collimator lens are the same as the dryness measurement apparatuses 1A to 1C of the above-described embodiment. 33 and the exit side collimator lens 35 may be provided.

第4実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、凸型透過ガラスの形状によって、光路長R4を調整することができるので、配管20の作製が容易になり、配管20の作製コストも抑えることができる。 According to the fourth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the optical path length R 4 can be adjusted by the shape of the convex transmission glass. The manufacturing cost can also be suppressed.

(第5実施形態)
第5実施形態は、縦配管において、光路長を調整するために入射端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。第1実施形態乃至第4実施形態においては、横配管について説明したが、本実施形態および第6実施形態においては、縦配管について説明する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment relates to a dryness measuring apparatus in which an incident end face projects into the pipe in order to adjust the optical path length in the vertical pipe. Below, a different point from the said embodiment is demonstrated especially and description is abbreviate | omitted about another point. In the first embodiment to the fourth embodiment, the horizontal pipe has been described. In the present embodiment and the sixth embodiment, the vertical pipe will be described.

図6は、本発明の第5実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。図6に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Eにおいて、配管20は縦配管であり、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R5は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長R5が配管径より小さくなるように、入射端面A1が配管20の内部に突出しているように構成されている。 FIG. 6 is a schematic diagram of a dryness measuring apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the dryness measuring apparatus 1 </ b> E according to the present embodiment, the pipe 20 is a vertical pipe, and the optical path length R 5 that is the length from the incident end face A <b> 1 to the exit end face A <b> 2 is within the pipe 20. The light intensity attenuated by passing through the vapor is adjusted to be equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. Specifically, the pipe 20 is configured such that the incident end face A1 protrudes into the pipe 20 so that the optical path length R 5 is smaller than the pipe diameter.

第5実施形態によれば、縦配管において、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、光路長R5が調整されているため、配管径が如何なる大きさであっても蒸気を通過する光の強度を確実に測定可能な配管を提供することができる。 According to the fifth embodiment, in the vertical pipe, the optical path length R 5 is adjusted so that the intensity of light attenuated by passing through the steam is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. It is possible to provide a pipe capable of reliably measuring the intensity of light passing through the vapor regardless of the pipe diameter.

(第6実施形態)
第6実施形態は、縦配管において、光路長を調整するために射出端面が配管の内部に突出している乾き度測定装置に関する。以下では、上記実施形態と異なる点について特に説明し、他の点については説明を省略する。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment relates to a dryness measuring apparatus in which an emission end face projects into the pipe in order to adjust the optical path length in the vertical pipe. Below, a different point from the said embodiment is demonstrated especially and description is abbreviate | omitted about another point.

図7は、本発明の第6実施形態に係る乾き度測定装置の模式図である。図7に示すように、本実施形態に係る乾き度測定装置1Fにおいては、配管20は縦配管であり、入射端面A1から射出端面A2までの長さである光路長R6は、配管20内の蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように、調整されている。具体的には、配管20は、光路長R6が配管径より小さくなるように、射出端面A2が配管20の内部に突出しているように構成されている。 FIG. 7 is a schematic diagram of a dryness measuring apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the dryness measuring apparatus 1 </ b> F according to the present embodiment, the pipe 20 is a vertical pipe, and the optical path length R 6 that is the length from the incident end face A <b> 1 to the exit end face A <b> 2 is within the pipe 20. The light intensity attenuated by passing through the vapor is adjusted so as to be equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13. Specifically, the pipe 20 is configured such that the exit end face A2 protrudes into the pipe 20 so that the optical path length R 6 is smaller than the pipe diameter.

第6実施形態によれば、第5実施形態の効果に加えて、縦配管の構造上または他の部材の配置の都合上、入射端面A1の位置を変更することによって光路長R6を調整できない、たとえば入射端面A1を配管20の内部20に突出できないような制約がある場合にも、光路長を調整することができる。 According to the sixth embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, the optical path length R 6 cannot be adjusted by changing the position of the incident end face A1 due to the structure of the vertical piping or the arrangement of other members. For example, the optical path length can be adjusted even when there is a restriction that the incident end face A1 cannot protrude into the inside 20 of the pipe 20.

(他の実施形態)
上記各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更/改良(たとえば、各実施形態を組み合わせること、各実施形態の一部の構成を省略すること)され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。本発明は、上記第1実施形態乃至第6実施形態に限定されることなく、種々に組み合わせることができ、変形して適用することが可能であり、各実施形態が有する各構成要素についても、種々に組み合わせることができ、変形して適用することが可能である。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed / improved (for example, by combining the embodiments, omitting a part of the configuration of each embodiment) without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof. It is. The present invention is not limited to the first to sixth embodiments described above, and can be combined in various ways, can be applied in a modified manner, and each component included in each embodiment can also be applied. It can be combined in various ways and can be applied in a modified manner.

なお、蒸気を通過することによって減衰した光の強度が受光部13により測定可能な最低光強度以上となるように光路長を調整するために、配管20自体の形状を変形してもよい。たとえば、配管20の一部の形状を配管20の内部に突出するように変更して、光路長を調整してもよい。   In addition, in order to adjust the optical path length so that the intensity of light attenuated by passing through the vapor is equal to or higher than the minimum light intensity measurable by the light receiving unit 13, the shape of the pipe 20 itself may be modified. For example, the optical path length may be adjusted by changing the shape of a part of the pipe 20 so as to protrude into the pipe 20.

また、配管20は、光路長を調整するために、入射端面A1及び射出端面A2の双方が配管20の内部に突出しているように構成されていてもよい。   Further, the pipe 20 may be configured such that both the incident end face A1 and the exit end face A2 protrude into the pipe 20 in order to adjust the optical path length.

1 乾き度測定装置
11 発光部
13 受光部
20 配管
22 入射側筒
24 射出側筒
26A 透過ガラス
26B 透過ガラス
29 凸型透過ガラス
31 入射側導光部
33 入射側コリメータレンズ
35 射出側コリメータレンズ
37 射出側導光部
100 コンピュータ装置
200 乾き度測定部
A1 入射端面
A2 射出端面
B1 第1端面
B2 第2端面
C1 第3端面
C2 第4端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dryness measuring apparatus 11 Light emission part 13 Light reception part 20 Piping 22 Incident side cylinder 24 Emission side cylinder 26A Transmission glass 26B Transmission glass 29 Convex type transmission glass 31 Incident side light guide part 33 Incident side collimator lens 35 Emission side collimator lens 37 Emission Side light guide unit 100 Computer device 200 Dryness measuring unit A1 Incidence end surface A2 Exit end surface B1 First end surface B2 Second end surface C1 Third end surface C2 Fourth end surface

Claims (4)

蒸気が流れる配管であって
発光部が発した光を入射端面から前記蒸気に入射させる光入射部と、
前記蒸気を透過し又は反射した光を射出端面から受光部に向けて射出させる光射出部と、
を備え、
前記蒸気を通過することによって減衰した前記光の強度が前記受光部により測定可能な最低光強度以上となるように、前記入射端面から前記射出端面までの光路長が調整されており
前記光入射部および前記光射出部の少なくとも一方は、凸型立体形状を有する、頭頂部が平面である凸型透過ガラスを備え、
前記頭頂部は、前記光路長が前記配管の径より小さくなるように、前記配管の内部に向けて突出している、
配管。
A pipe through which steam flows,
A light incident part for causing the light emitted from the light emitting part to enter the vapor from the incident end face;
A light emitting part that emits light transmitted through or reflected from the vapor toward the light receiving part from the emission end face; and
With
As the intensity of the light attenuation is measurable minimum of light intensity by the light receiving portion by passing through the vapor, the optical path length from the incident end face to the exit end face is adjusted,
At least one of the light incident part and the light emitting part includes a convex transmissive glass having a convex three-dimensional shape and having a flat top.
The top portion protrudes toward the inside of the pipe so that the optical path length is smaller than the diameter of the pipe.
Plumbing.
請求項1に記載の配管と、
前記受光部により受光された前記光の強度又は吸光度に基づいて前記蒸気の乾き度を測定する乾き度測定部と、
を備える、乾き度測定装置。
Piping according to claim 1;
A dryness measurement unit that measures the dryness of the vapor based on the intensity or absorbance of the light received by the light receiving unit;
A dryness measuring device.
前記光入射部は、
前記発光部が発した光を入射する第1端面と入射された前記光を射出する第2端面とを有する第1導光部と、
前記第1導光部と接続され、前記第1導光部が射出する前記光を集束させる第1光集束部と、を備える、
請求項2に記載の乾き度測定装置。
The light incident part is
A first light guide part having a first end face on which the light emitted from the light emitting part is incident and a second end face on which the incident light is emitted;
A first light focusing section connected to the first light guiding section and focusing the light emitted by the first light guiding section,
The dryness measuring apparatus according to claim 2.
前記光射出部は、
前記蒸気を通過した光を集束させる第2光集束部と、
前記第2光集束部と接続され、前記第2光集束部により集束された前記光を入射する第3端面と入射された前記光を射出する第4端面とを有する第2導光部と、を備える、
請求項2又は請求項3に記載の乾き度測定装置。
The light emitting part is
A second light focusing portion for focusing the light that has passed through the vapor;
A second light guide section connected to the second light focusing section and having a third end face for entering the light focused by the second light focusing section and a fourth end face for emitting the incident light; Comprising
The dryness measuring apparatus according to claim 2 or 3.
JP2014216298A 2014-10-23 2014-10-23 Piping and dryness measuring device Active JP6379007B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014216298A JP6379007B2 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Piping and dryness measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014216298A JP6379007B2 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Piping and dryness measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016085058A JP2016085058A (en) 2016-05-19
JP6379007B2 true JP6379007B2 (en) 2018-08-22

Family

ID=55973323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014216298A Active JP6379007B2 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Piping and dryness measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6379007B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211350A (en) * 2016-05-27 2017-11-30 アズビル株式会社 Dryness measurement device and wet steam inspection device
JP6862246B2 (en) * 2017-03-30 2021-04-21 株式会社東芝 Dryness measuring device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01193628A (en) * 1988-01-28 1989-08-03 Hitachi Cable Ltd Measurement of average humidity
EP0536978A1 (en) * 1991-10-08 1993-04-14 FISHER &amp; PAYKEL LIMITED Humidity sensors
JP2004317148A (en) * 2003-04-11 2004-11-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Dust concentration measurement device
JP5336294B2 (en) * 2009-08-10 2013-11-06 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 Laser gas analyzer and laser gas analysis method
JP5885461B2 (en) * 2011-10-26 2016-03-15 アズビル株式会社 Dryness measuring device and dryness measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016085058A (en) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015098279A1 (en) Steam-quality measurement device
WO2014109228A1 (en) Dryness distribution measurement device and dryness distribution measurement method
JP2012122961A (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
JP6379007B2 (en) Piping and dryness measuring device
JP2015200745A5 (en)
JP2016136122A (en) Device for measuring concentration of dissolved substance in liquid
JP6575827B2 (en) Functional water concentration sensor
JP6057859B2 (en) Dryness measuring device
JP6175370B2 (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
JP5968241B2 (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
JP6392627B2 (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
JP2016151572A (en) Dryness measurement device
JP2013036807A (en) Turbidimeter
JP6664926B2 (en) Dryness measuring device
JP2015232520A (en) Dryness measurement apparatus
WO2018179992A1 (en) Dryness determination device and dryness determination method
WO2015098278A1 (en) Steam-quality measurement device and steam-quality measurement method
JP2016057203A (en) Dryness measurement device and dryness measurement method
WO2017183433A1 (en) Dryness measurement device and wet steam inspection device
JP6307427B2 (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
WO2017183434A1 (en) Dryness measurement device and wet steam inspection device
WO2017104241A1 (en) Dryness measurement device
JP2018169218A (en) Dryness measuring device and dryness measuring method
WO2017203841A1 (en) Dryness measurement device and moist vapor inspection device
JP2015117977A (en) Heat quantity calculation device and heat quantity calculation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6379007

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150