JPH01502049A - 噴出速度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 噴出速度計測装置 本発明は、流動体の奔流の速度を計測するための噴出速度計測装置に係わる。更 に詳細には本発明は、計測装置の光伝導用光ファイバ束の各々の終端部を通過し てエアー・カーテンを導くための砕片排斥用間隙を有する噴出速度計測装置に係 わる。

２、従来技術の説明 Ｂｅ１ｏｉｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに対し論渡され且１９８４年１月２４日 に出願されたＤａｎｉｅｌ　Ｐａｒｋｅ　ｒによる米国特許出願第５７３，３８ ７号は、製紙機械のヘッドボックス付近にて噴出速度を計測するための方法及び 装置を教えている。前述の係属中の特許出願の開示はすべて参照されて本出願内 に組込まれている。

係属中の米国特許出願第５７３，３８７号には、ヘッドボックスから流出するバ ルブの流速を計測するための第一。

第二光ファイバ束が記述されている。更に明確には、第一光束は、前記噴流へと 向かって第一光ファイバ束を通過し、二股状に分岐させられている第一光ファイ バ束に沿って逆方向へ反射され、それにより、前記の反射された光束が第−光感 知装置へ伝導されることが可能となる。前記第−光感知装置は、前記奔流の表面 の前記第一光束が反射された部位に相応する第一電子信号列を発生させる。第二 光束は、該第二光束が下流にて前記奔流の同一部分から反射されるようにして該 奔流へ向は第二光ファイバ束を通過する。第二光束は、反射され、第二電子信号 列を発生すべき第二光感知装置への前記第二光束の伝導を可能にする二股状に分 岐させられた第二光ファイバ束に沿って戻される。第一。

第二信号列を比較し且第−光感知装置から受取った信号とその信号に相応する第 二光感知装置から受取った信号の特定的パターンとの間の前記噴流のその特定的 部位が第二光束へ向けて下流へ流れたことを表わす時間差を計測すべく多様な電 子装置が使用される。前記噴流のかかる特定的部位が第一、第二光束の間を流れ るに要する時間の計測と光束間の距離を知ることとにより、噴出速度の正確な測 量が確定され得る。

前述の係属中の申請に先立ち多くの流れ計測装置が提案されたが、これら従来の 提案の大部分は噴流中の圧力感知装置に専念し没頭していた。これら圧力感知装 置は必然的に、ヘッドボックスの偏平開口から形成ワイアの上へと押出される原 料バルブの噴流の円滑な流れを害する。

製紙技術には、形成ワイアの速度に近付けるため噴出速度が適切に制御されうる ようヘッドボックスから押出されるバルブの噴出速度を計測するための信頼性の 高い正確な装置の必要性が存在した。形成ワイアの速度に近付けるべく噴出速度 を正確に制御することにより、バルブ中の繊維は一層均一に形成ワイアの表面上 に分配される。

前述の係属中の特許出願に加えて、ドツプラー効果を利用する他の無接触の流速 計が超音波流速計として開発された。しかしながら、１９８５年１０月にＰａｐ ｅｒ　Ｔｒａｄｅ　Ｊｏｕｒｎａｌの４２頁に公表されたＷｉｌｌｉａｍ　Ｔ、 Ｓｍ１ｔｈによる「ドツプラー流速測量に於ける精密度及び信頼性改善の進歩」 と題された論文は、「ドツプラー流速計は、制約を有する。分厚くスケールを生 じもしくは被覆されたパイプ及びポンプの極端な雑音と振動及び脈動及び使用に 基づくなんらかの炭化水素は、流速計に困難をもたらすことがありうる。高温に 於ける特に正確な読み及び／又は雑音なしの使用を必要とする技術者は今日ドツ プラー流速計を選択しないであろう。」と述べている。製紙機械の典型的な形成 部のとりわけ雑音の多い環境に鑑みて、かかるドツプラー流速計の前述の適用に は厳しい制約を有することが明白である。

Ｒａｎｓｈｅｉｍへの米国特許第４，５１７，８４５号他は、溶融ガラスの噴流 のための流速計測装置を教えている。この装置は、ガラスの流路付近の通路に沿 って間隔を置かれている二つの放射エネルギー検知機を使用して得られる信号間 の振幅変化に関連する。

前述の係属中の特許出願第５７３．３８７号は、二股状に分岐させられた光ファ イバ束の設置による、米国特許第４．５１７，８４５号の基本的概念の改良であ る。しかしながら、前述の係属中の申請による装置の適用に際しては光ファイバ 束の終端部を噴流の表面からほぼ０．　６ｃｍに近接して設置する必要があるた め、光ファイバ束の終端部の上にバルブの砕片がはねかかり易くそれにより光束 の伝導を妨げるという問題点が存在した。

本発明は、光ファイバ束の終端部を横切る圧搾空気のカーテンを設けることによ り前述の問題点を克服し、それにより、さもなくば流動体の奔流へと向かいその 後とおざかる第一、第二光束の伝導を妨げるであろう砕片の累積を防ぐ。

その上、前記の係属中の申請に開示されている装置に於ては、光ファイバ束の終 端部から奔流の表面へと通る第一。

第二光束はその断面が一般的に円であった。

それ故、第一、第二光束の流動体の奔流の流れの方向に対するほんの僅かな不整 合でも信号の不正確な読みをもたらした。

本発明は、光ファイバ束に細長い終端部を設けることにより信号の不正確な読取 りという問題点を克服した。かかる細長い終端部は光ファイバ束の終端部と奔流 の表面との間を伝送される細長い光束を作り出す。かかる細長い光束の供給によ り、流動体の奔流に対し光束が僅かに不整合を生じたとしてもかかる不整合は信 号出力に無視できる程度の差異を生ずるにすぎない。

従って、本発明の主要な目的は、従来技術による装置の前述の欠陥を克服し製紙 技術の品質管理に宵意義な貢献をする噴出速度計測装置を与えることである。

本発明のもう一つの目的は、ハウジングの第一面から砕片を排斥するためハウジ ングの第一面に近接して配置されている砕片排斥手段を含む噴出速度計測装置を 設置し、それにより、さもなくば流動体の奔流へと向かいその後離れ去る第一、 第二光束の伝導を妨げるであろう第一面上への砕片の累積を防ぐことである。

本発明のもう一つの目的は、光ファイバ束の第一、第二終端部の各々へと向は砕 片排斥用空気の細長いカーテンを供給するためのハウジングにより郭定される第 一、第二高圧室を含む噴出速度計測装置を与えることである。かかるカーテンは ハウジングから砕片を排斥し、それにより、さもなくば流動体の奔流へと向かい その後離れ去る第一、第二光束の伝導を妨げるであろうハウジングの第一面上へ の砕片の累積を防ぐ。

本発明のもう一つの目的は、流動体の奔流の流れの方向に対する第一、第二光フ ァイバ束の終端部の不整合が第一。

第二光感知装置により発生させられる各々の信号の間に実質的に如何なる変化を も生じないようにして、流動体の奔流の流れる方向に対して横方向に延在する第 一、第二光ファイバ束を含む噴出速度計測装置を与えることである。

本発明の他の目的と適用により得られる利点とは、当業者には明白となろう。

発明の概要 本発明は、流動体の奔流の速度を計測するための噴出速度計測装置に係わる。前 記計測装置は、光源からの第一光束が前記奔流の表面の一部により反射される結 果として第−光感知装置により発生させられる最初の電子的信号と光源からの第 二光束が前記奔流の表面の実質的に同一な部分により下流にて反射される結果と して第二光感知装置により発生させられる第二の電子的信号との間の時間遅れを 計測する。前記装置は流動体の奔流に近接して配置されているハウジングを含み 、該ハウジングは前記奔流の噴出直後の表面の平面に実質的に平行な平面に配置 されている第一面を有する。第一の二股状に分岐させられている光ファイバ束は 、光源からの第一光束を前記奔流の表面の一部へと伝導しその後節−光感知装置 へと戻すため、前記第一面に近接して前記ハウジングに固定されている。二股状 に分岐させられている第二の光ファイバ束は、前記ハウジングに固定され且前記 第−面に近接して前記第−光ファイバ束の前記終端部から見て下流にて終ってい る。前記第二光ファイバ束は、前記奔流の表面のこの部位が前記第一光束から離 れ下流へと流れたとき光源からの前記第二光束を前記奔流の表面の実質的に同一 なその部位へと伝導する。前記第二光ファイバ束は、反射された第二光束を前期 第二光ファイバ束に沿って戻し第二光感知装置へと伝導する。

砕片排斥装置は、ハウジングの第一面から砕片を排斥し、それにより、さもなく ば流動体の奔流へ向けその後離れ去る方向への第一、第二光束の伝導を妨げるで あろう第一面上への砕片の累積を防ぐためハウジングの第一面に近接して配置さ れている。

本発明のさらに特定的な実施例に於ては、ハウジングは奔流の噴出直後の表面に 近接して調節可能に配置されている。その上ハウジングは、装置の使用に際し気 体圧力源に接続される第一チャネルを郭定する第一部材を含む。前記第一部材に 隣接して第二部材が配置され、該第二部材は第一、第二光ファイバ束をそれぞれ 受入れるための第一、第二開口部を郭定する。第一、第二光ファイバ束の終端部 は、第二部材の第一面と実質的に同一平面上に配置されている。

その上前記第二部材は、前記第一チャネルと流体導通可能な第二チャネルを郭定 する。前記第一部材と第三部材との間に前記第二部材が配置されるようにして前 記第二部材に隣接して前記第三部材が配置されており、該第三部材は前記第二チ ャネルと流体導通可能な第三チャネルを郭定している。その上前記第三部材は、 前記第三チャネルを横切る方向に配置されており且前記第三チャネルと流体導通 可能な第四チャネルを郭定する。

前記第三部材は、前記第四チャネルに対し横に配置されている第五チャネルを郭 定する。その上前記第三部材は、第六、第七チャネルが前記横向きの第五チャネ ルから前記第二部材へと向けて延在し且前記第二部材と流体導通可能なようにし て前記の第六、第七チャネルを郭定する。その上前記第二部材は、第八チャネル と第九チャネルとがそれぞれ前記第三部材の前記第六チャネルと前記第七チャネ ルとの間で流体の導通が可能なようにして前記第八チャネルと前記第九チャネル とを郭定する。その上前記第二部材は、装置の運転に際し第一、第二高圧室が気 体圧力源により加圧されるよう前記の第一、第二高圧室が各々前記の第八。

第九チャネルとの間で流体の導通が可能なようにして前記の第一、第二高圧室を 郭定する。

終端部付近への砕片の累積を妨げるため気体の流れが前記高圧室からオリフィス を通り前記終端部を通過して延びるよう、第一オリフィスと第ニオリフイスとが それぞれ前記第一高圧室と前記第二高圧室からそれぞれ前記第一終端部と前記第 二終端部へと延在するようにして、前記第一オリフィスと前記第ニオリフイスと が前記第二部材により郭定される。前記の第一、第ニオリフイスは、前記第二部 材により郭定される細長い間隙である。その上前記第二部材は、前記の砕片排斥 用気体カーテンがそれらの終端部を通過して導かれるよう前記の第一、第二光フ ァイバ束の前記終端部へとそれぞれ延在する第一、第二唇状部を含む。

本発明の提示実施例に於ては、前記の第一面に近接し且前記第二光ファイバ束の 終端部に対し一層下流にて第三の光ファイバ束が前記ハウジングに固定されてい る。前記奔流の表面の実質的に同一な前記の部位が前記第二光ファイバ束の終端 部を通過してさらに下流へと流れたとき、前記第三光ファイバ束は光源からの第 三光束を前記奔流の表面の前記の同一部位へと伝導する。前記第三光ファイバ束 は、比較的早く流れている奔流を計測するとき、前記の反射された第三光束を前 記第三光ファイバ束に沿って戻し第三光感知装置へと伝導し、それにより、前記 計測装置の感度を増大させる。各々の光ファイバ束は二股状に分岐させられてい る一対の分枝を含み該分枝の一つは前記光源に近接して配置され、他の分枝はそ れぞれの光感知装置に近接して配置されている。

本発明の実施に当り比較的低速の噴流の速度を計測する場合には前記の第一、第 二光ファイバ束が使用される。中程度の速度には前記の第二、第三束が使用され 、高速の噴流には前記の第一、第三束が使用される。

本発明の提示実施例に於ては、前記流動体の奔流の流れる方向に対する前記の第 一、第二光ファイバ束の終端部の不整合がそれぞれの光感知装置により発生させ られるそれぞれの信号の間に実質的にはいかなる変化をも生じないようにして、 前記光ファイバ束のそれぞれの終端部が前記流動体の奔流の流れる方向に対して 横方向に延在する。

添付の図面に開示され且詳細な説明中に述べられ且また添付の特許請求の範囲に より定義される本発明の趣旨と範鴫とから離れることなく本発明の多くの修正が 成され得ることが、当業者には明白であろう。

本発明は形成ワイアに接触する以前のヘッドボックスの偏平開口から抜は出たパ ルプ噴流の噴出速度の計測に特に適用されて述べられているけれども、管を通っ て流れる奔流の流速の計測をも含むいかなる液体の奔流の速度計測にも、又、他 の方法では計測困難な比較的伸張しやすいシート材料の速度計測にすらも本発明 の計測装置が等しく適用され得ることが当業者には明白であろう。

図面の説明 第１図は製紙機械のヘッドボックスに近接して配置された本発明の噴出速度計測 装置の概略図であり、形成ワイアへの接触に先立つ噴流の上方に配置された前記 計測装置のハウジングを示している。

第２図は、第１図に示された計測装置のハウジングの反対側の側面図である。

第３図は第一、第二、第三光ファイバ束を示す、第２図に示されたハウジングの 下面図である。

第４図は、第２図に示されたハウジングの上流から見た背面図である。

第５図は、第２図に示されたハウジングの下流から見た正面図である。

第６図は第２図に示された側面とは反対側から見た、第２図に示されたハウジン グの側面図である。

第７図は第２図に示されたハウジングの、二股状に分岐させられた光ファイバ束 の一部をも含む平面図である。

第８図は、第６図の８−８線にて切取られた断面図である。

第９図は、第７図の９−９線にて切取られた断面図である。

第１０図は、第７図の１０−１０線にて切取られた断面図である。

第１１図は第７図の１１−１１線にて切取られた拡大断面図であり、第一、第二 、第三高圧室を示す。

第１２図は、第７図の１２−１２線にて切取られた断面図である。

第１３図は第７図の１３−１３線にて切取られた拡大断面図であり、第一高圧室 と第一唇状部とを示す。

第１４図は、第一高圧室と第一唇状部とを示す第二部材の第一部分の斜視図であ る。

第１５図は、実質的に丸い光束が奔流の表面へと伝導された場合の第一、第二光 束の不整合による影響を示す概略図である。

第１６図は、本発明による光ファイバ束の細長い終端部が設置された場合に第１ ５図に示されたかかる不整合が電子的信号に如何にして無視できる程度の変化の みを生ずるかを示す概略図である。

第１７図は、分離した底板を有する交替可能なノ）ウジングを示す第１３図に示 されたものと同様の断面図である。

図面の多様な図を通じて同一の要素には同じ参照番号が用いられている。

好ましい実施例の説明 本発明は流動体の奔流の速度を計測する方法並びに噴出速度計測装置に関する。

符号１０にて全体的に示されている計測装置が第１図に表示されており、符号１ ２にて全体的に示されている複数の二股状に分岐させられた束を含む。

前記の二股状に分岐させられた光ファイバ束はそれぞれ符号１４及び１６にて全 体的に示されている第−及び第二分枝を含み、前記第−分岐１４は符号１８にて 全体的に示されている光源に近接して配置されている。前記第二分枝１６は、符 号２０にて全体的に示されている光感知装置に近接して配置されている。前記光 ファイバ束の他端は、製紙機械のヘッドボックス２６から押し出されるバルブ奔 流もしくは噴流２４に近接し且その上方に配置されている符号２２にて全体的に 示されているハウジング内にて終っている。奔流２４は、ヘッドボックス２６の 偏平開口２８から押し出され、第１図に図式的に示されている符号３０にて全体 的に示されている形成ワイアの上へと向けられる。

製紙技術に於ては、偏平開口２８から押し出される噴流２４の速度が形成ワイア ３０の速度にほぼ等しく制御されることは有益である。第１図に示されている計 測装置１０が噴出速度の正確な計測を可能にするので、この噴出速度がワイア３ ０の速度に一致するよう調節すべくヘッドボックス２６内の圧力が変化させられ 得る。

第２図は、バルブ噴流２４のほぼ０．６０ロ上方に配置されているハウジング２ ２の反対側の側面図である。

第３図は、流動体の奔流２４の速度を計測するための噴出速度計測装置１０の下 面図である。装置１０は、第一光源３４からの第一光束が奔流２４の表面の一部 分により反射される結果として第−光感知装置３２により発生させられる最初の 電子信号列と第二光源３８からの第二光束が奔流２４の表面の実質的に同一な部 分によりその下流にて反射される結果として第二光感知装置３６により発生させ られる第二電子信号列との間の時間遅れを計測する。装置１０は、流動体の奔流 ２４に近接して配置されているハウジング２２を含む。ハウジング２２は、第２ 図に示されている如く前記奔流の噴出直後の表面の成す平面Ｐ２と実質的に平行 な平面Ｐ１内に配置されており且第１図に符号４０にて全体的に示されている第 一面を有する。

第３図に表示させられており且符号４２にて全体的に示されている第一の二股に 分岐させられている光ファイバ束は、第一光源３４からの第一光束を奔流２４の 表面の前記部位へ伝導し且第−光感知装置３２へと戻すため第一面４０に近接し てハウジング２２に固定される。

符号４４にて全体的に示されている第二分岐光ファイバ束はハウジング２２に固 定されており、また、第一面４０に近接し且第−光ファイバ束４２の終端に比し 下流にて終っている。第二光フアイバ束４４は、奔流２４の表面のこの部分が第 一光束から離れて下流へと流れたとき奔流２４の表面の実質的に同一な前記部分 へと第二光源３８からの第二光束を伝導する。第二光フアイバ束４４は、この反 射された第二光束を第二光感知装置３６へ向けて第二光フアイバ束４４に沿い逆 向きに伝導する。

符号４６にて全体的に示されている砕片排斥手段は、ハウジング２２の第一面４ ０から砕片を排除するためハウジング２２の第一面４０に近接して配置され、そ れにより、さもなくば前記流動体の奔流２４へ向けての及びそこからの第−及び 第二光束の伝導を妨げるであろう第一面４０上への砕片の累積を防ぐ。

ハウジング２２は、以下に述べられる如く奔流２４の噴出直後の表面に近接して 調節可能に配置される。

第４図は上流から見られたときのハウジング２２の背面図である。ハウジング２ ２は、第一部材４８と第二部材５０と第三部材５２とを含む。第二部材５０は該 第二部材５０を縦に貫いて延びている第−捩子付きロッド５４及び第二捩子付き ロッド５６を含み、第一ロッド５４及び第二ロッド５６は第一ナツト５８及び第 二ナツト６０と螺合している。ロッド５４，５６及びナツト５８．６０は、以下 に述べられる第二部材の多様な部分を共に固定すべく協力する。

第５図は、第一部材４８と第二部材５０と第三部材５２及び第一ロッド５４と第 二ロッド５６とを示しているハウジング２２の表面図である。

第６図は、第２図に示されているものとは反対側の側面から見られたハウジング ２２の側面図である。

第６図に示されている如く、ハウジング２２の第一部材４８は装置１０の使用に 際しては気体圧力源（図示せず）に接続される第一チャネル６２を郭定する。

第６図は第一部材４８に近接して配置されている第二部材５０を示しており、第 二部材５０は以下に述べられる如く第−光ファイバ束４２及び第二光フアイバ束 ４４の終端が第二部材５０の第一面４０と実質的に同一平面上に配置されるよう にして第−光ファイバ束４２及び第二光フアイバ束４４のそれぞれをその中に受 け入れるための第一開口６４及び第二開口６６を郭定する。

第７図は、第一部材４８と第二部材５０と第三部材５２とを示すハウジング２２ の平面図である。第８図は、第６図の８−８線にて切り取られた断面図であり第 一部材４８を貫いて延びている第一チャネル６２を示している。第８図に示され ている。如く、第二部材５０は、第一チャネル６２と流体連通している第二チャ ネル６８を郭定する。第三部材５２は、第一部材４８と第三部材５２との間に第 二部材５０が配置されるようにして第二部材５０に近接して配置されている。第 三部材５２は、第二チャネル６８と流体連通している第三チャネル７０を郭定す る。その上、第三部材５２は、第三チャネル７０と流体連通しており且第三チャ ネル７０を横切る方向に配置されている第四チャネル７２を郭定する。

第９図は、第７図の９−９線にて切取られた断面図であり、第三チャネル７０を 横切って配置されている第四チャネル７２を示している。その上、第三部材５２ は、第四チャネル７２に対し横断方向に配置されている第五チャネル７４を郭定 する。第９図に示されている如く、第三部材５２はさらに横方向の第五チャネル ７４から第二部材５０へと延在している第六チャネル７６と第七チャネル７８と を郭定しており、第六チャネル７６と第七チャネル７８とは第五チャネル７４と 流体導通可能である。

第７図の１０−１０線にて切取られた断面図である第１０図に示されている如く 、第二部材５０はその上、第八チャネル８０及び第九チャネル８２がそれぞれ第 三部材５２の第六チャネル７６及び第七チャネル７８と流体導通可能なようにし て第八チャネル８０及び第九チャネル８２を郭定する。

第１１図は第７図の１１−１１線にて切取られた拡大断面図であり、装置１０の 使用に際し第一高圧室８４と第二高圧室８６とが気体圧力源により加圧されるよ う第一高圧室８４と第二高圧室８６とがそれぞれ第八チャンネル８０及び第九チ ャネル８２と流体導通可能なようにして第一高圧室８４と第二高圧室８６とをさ らに郭定している第二部材５０を示している。

気体の流れＣ１，Ｃ２が高圧室８４．８６からオリフィス８８．９０を通り終端 部９２．９４を通過して延びるよう、第一オリフィス８８と第ニオリフイス９０ とがそれぞれ第一高圧室８４と第二高圧室８６から第−光ファイバ束４２及び第 二光フアイバ束４４の第一終端部９２と第二終端部９４の方へ向けて延在するよ うにして、第一オリフィス８８と第ニオリフイス９０とが第二部材５０により郭 定される。

第１２図は第７図の１２−１２線にて切り取られた断面図であり、第一高圧室８ ４の与圧を可能にする第八チャネル８０に流体導通している第六チャネル７６と 横方向の第五チャネル７４とを示している。

第１３図は第７図の１３−１３線にて切り取られた拡大断面図であり、前記第一 終端部付近への砕片の累積を妨げるため矢印Ｃ１により示されている気体の流れ 即ち第一カーテンが第−光ファイバ束４２の第一終端部９２を通過して掃除する ようにして矢印Ａにより示されている如く圧搾空気が第一高圧室８４から第一オ リフィス８８を通って流れるよう第一高圧室８４と流体導通可能な第八チャネル ８０を示している。

その上第６図は、第一部材４８とハウジング２２とが奔流２４の噴出直後の表面 Ｓに対して予定の距離に調節可能に固定され得るよう孔９６．９８とハウジング 支持構造物（図示せず）とが協力するようにして第一部材４８により郭定される 第−捩子孔９６と第二捩子孔９８とを示している。

第１１図に示されている第一オリフィス８８及び第ニオリフイス９０は、第１４ 図に示されている斜視図に詳細に示されている如く細長い形状をなしている。第 一高圧室８４は、第１４図に示されている如く第二部材５０の第一部分１００に より郭定される。第一部分１００は、第一部分１００と第二部分１０２とがその 両者の間に第二部材５０により郭定される細長い間隙である第一オリフィス８８ を郭定するようにして第１３図に示されている如く第二部材５０の第二部分１０ ２と協力する。

第一部分１００は第１３図及び第１４図に示されている如く第一オリフィス８８ の第一唇状部１０４を含み、第一唇状部１０４は奔流２４の噴出直後の表面Ｓに 近接して配置されている。第一唇状部１０４は気体の砕片排斥用第一カーテンＣ １が第−光ファイバ束４２の終端部を通過して導かれるようにして第−光ファイ バ束４２の第一終端部９２へと向けて延在する。

第ニオリフイス９０（第１１図に示されている）の第二唇状部１０６は、奔流２ ４の噴出直後の表面Ｓへ向けて配置されている。第二唇状部１０６は、気体の砕 片排斥用第二カーテンＣ２が第二光フアイバ束４４の第二終端部９４を通過して 導かれるようにして第二光フアイバ束４４の第二終端部９４へと向けて延在する 。

本発明は主として砕片排斥手段４６の設置及び第−光ファイバ束４２と第二光フ アイバ束４４との細長い終端部９２．９４の設置を指向しているけれども、本発 明の提示された実施例には第３．　６．　７．　１１図に示されている如く第三 の光ファイバ束１０８を含んでいる。第二光フアイバ束４４より一層下流に並べ られた第三光フアイバ束１０８の設置が噴出速度の一層正確な測定を可能にする ことを当業者により高く評伍されるべきである。ヘッドボックスの偏平開口２８ から（比較的高速にて）噴出する噴流２４の速度を計測するとき、前記噴流の表 面の特定部分が第−光ファイバ束４２及び第三光フアイバ束１０８の第一終端部 ９２及び第三終端部１１０の間を移動するに要する時間は前記奔流のその部分が 第一終端部９２及び第二終端部９４に要する時間より大きいであろう。

本発明の実施にあたり、第−光ファイバ束４２及び第二光フアイバ束４４は、比 較的低速の噴出の速度を計測する場合に使用される。第二束４４及び第三束１０ ８は中程度の噴出速度に使用され、第−束４２及び第三束１０８は比較的高い噴 出速度に使用される。本発明の妥当な低、中、高設定を選択するため、簡単な電 子スイッチ装置（図示せず）が使用されてよい。

従って噴出速度計測装置１０は、第二光フアイバ束４４の終端部９４より一層下 流に配置され且第−面４０に近接してハウジング２２に固定されている第三光フ ァイバ束１０８をも含む。第三光フアイバ束１０８は、奔流２４の表面のその部 分が第二光フアイバ束４４の第二終端部９４を通過して一層下流へと流れたとき 、第３図に示されている如く、第三光Ｒ１１２からの第三光束を奔流２４の表面 の実質的に同一な前記部分へと伝導する。第三光フアイバ束１０８は、第３図に 示されている如く、反射された第三光束を第三光フアイバ束１０８に沿って第三 光感釦装置１１４へ向は逆方向に伝導し、それにより、比較的早く流れている奔 流２４を計測する場合に計測装置１０の感度を増大させる。

第３図に立返って詳細に参照するに、噴出速度計測装置１０は、第−光ファイバ 束４２を含む。この光ファイバ束４２は、第一終端部９２と第二端部１１８とを 有する第一部分１１６を含む。第一終端部９２はハウジング２２内に係留されて おり、第一部分１１６の第一終端部９２は、第一光束がハウジング２２の第一面 ４０に対し実質的に直角に出てくるようハウジング２２の第一面４０と実質的に 同一平面上に配置されている。

第−光ファイバ束４２の第一分枝１２０は、第一端部１２２及び第二端部１２４ を有する。第一分枝１２０の第一端部１２２は、第一部分１１６の第二端部１１ ８に光学的に接続されている。第一分枝１２０の第二端部１２４は、第一光束が 第一部分１１６の第一終端部９２へと向けて第一光源３４から第一分枝１２０の 第二端部１２４へ伝導されるようにして第一光源３４に近接して配置されている 。

第二分枝１２６は、第一端部１２８及び第二端部１３０を含む。第二分枝１２６ の第一端部１２８は、第一部分１１６の第二端部１１８に光学的に接続されてい る。第二分枝１２６の第二端部１３０は、奔流２４の表面の一部で反射され第一 部分１１６を通って戻る第一光束が第−光感知装置３２へと向は第二分枝１２６ を通って伝導されるようにして第−光感知装置３２に近接して配置されている。

第二光フアイバ束４４は、第二終端部９４と第二端部１３４とを有する第二部分 １３２を含む。第二終端部９４はハウジング２２内に係留されており、第二部分 １３２の第二終端部９４は第二光束がハウジング２２の第一面４０に対して実質 的に直角に出てくるようにしてハウジング２２の第一面４０と実質的に同一平面 上に配置されている。

第三分枝１３６は、第一端部１３８及び第二端部１４０を有する。第三分枝１３ ６の第一端部１３８は、第二部分１３２の第二端部１３４と光学的に接続されて いる。第三分枝１３６の第二端部１４０は、第二光束が第二部分１３２の第二終 端部９４へ向けて第二光源３８から第三分枝１３６の第二端部１４０へ伝導され るようにして第二光源３８に近接して配置されている。

第四分枝１４２は、第一端部１４４及び第二端部１４６を有する。第四分枝１４ ２の第一端部１４４は第二部分１３２の第二端部１３４に光学的に接続されてい る。第四分枝１４２の第二端部１４６は、奔流２４の表面Ｓの一部から反射され た第二光束が第二部分１３２を通って戻り第四分枝１４２を通り第二光感釦装置 ３６へ向は伝導されるようにして第二光感釦装置３６に近接して配置されている 。

第三光フアイバ束１０８は、第三終端部１１０と第二端部１５０とを育する第三 部分１４８を含む。第三終端部１１０はハウジング２２内に係留されており、第 三部分１４８の第三終端部１１０は第三光束がハウジング２２の第一面４０に対 して実質的に直角に出てくるようにしてハウジング２２の第一面４０と実質的に 同一平面内に配置されている。

第五分枝１５２は、第一端部１５４及び第二端部１５６を含む。

第五分枝１５２の第一端部１５４は、第三部分１４８の第二端部１５０に光学的 に接続されている。第五分枝１５２の第二端部１５６は、第三光束が第三部分１ ４８の第三終端部１１０へ向けて光源１１２から第五分枝１５２の第二端部１５ ６へ伝導されるようにして第三光源１１２に近接して配置されている。

第六分枝１５８は、第一端部１６０及び第二端部１６２を含む。第六分枝１５８ の第一端部１６０は、第三部分１４８の第二端部１５０と光学的に接続されてい る。第六分枝１５８の第二端部１６２は、第三光束が奔流２４の表面Ｓの一部で 反射され第三部分１４８を通って戻り第六分枝１５８を通り第三光感釦装置１１ ４へと伝導されるようにして第三光感知装に１１４に近接して配置されている。

第−光ファイバ４２と第二光フアイバ４４と第三光フアイバ１０８のそれぞれの 終端部９２．９４．１１０は、流れている奔流の比較的低速、高速、中程度の速 度のいずれで使用されるかにより第一終端部９２と第二終端部９４との組合せ又 は第一終端部９２と第三終端部１１０との組合わせ又は符号９４と符号１１０と の組合せの流動体の奔流ＤＦの方向に対する整列が崩れている場合にでも第−光 感知装置３２と第二光感釦装置３６との組合せ又は第−光感知装置３２と第三光 感釦装置１１４との組合せ又は第二光感釦装置３６と第三光感釦装置１１４との 組合せにより発生させられるそれぞれの信号の間に実質的にいかなる変化をも生 じないようにして、第２図の矢印ＤＦにより示されている如く、流動体の奔流２ ４の流れの方向に対し横断方向に延在する。

第１５図に示されている如く前述の係属中の特許申請により教えられる装置に於 ては、第一、第二光ファイバ束の第一、第二終端部はその断面形状が実質的に丸 いのでこれら第一円形終端部１６４及び第二円形終端部１６６の矢印ＤＦにより 示される流れの方向に対する整列が崩されたならばそうした不整合の結果として 信号パターンに実質的な変化が発生させられる。本発明に準拠し且第１６図に示 されている如き細長い終端部９２．９４の設置により、第一終端部９２及び第二 終端部９４の矢印ＤＦにより示されている流動体の奔流の方向に対する整列が乱 されている場合ですら、第一の細長い終端部９２を通過して流れる流動体の奔流 ２４のその部分１６８は第二終端部９４を通過して流れるその部分１７０と断面 積に於て実質的に同一となる。

第１７図に示されている本発明の交替可能な実施例に於て、同一の部分品は既に 提示された実施例の参照番号と同一の参照番号により参照される。しかしながら 、それらの参照番号には添字Ａを含む。この交替可能な実施例に於ては、それぞ れ第一、第二、第三高圧室のための第一、第二。

第三オリフィスを設けるべく底板１７４が機械加工されている。第一唇状部１０ ４Ａにより郭定される第一オリソイイス８８Ａが、第１７図に示されている。底 板１７４は、捩子を切った締結手段（図示せず）等のなんらかの適切な手段によ り第二部材５０Ａの第一部分１００Ａに固定されている。

本発明による噴出速度計測装置ｆＩＯの運転に於ては、ハウジング２２は、偏平 開口２８から形成ワイア３０の上へと流れているバルブ噴出即ち奔流２４の上面 即ち噴出直後の表面Ｓのなす平面Ｐ２に平行な平面Ｐｌ内に第一面４０が実質的 に配置されるようにして調節される。その上ハウジング２２は、第一終端部９２ が第二終端部９４に対し上流に配置されるようにして調節される。細長い終端部 ９２゜９４は、偏平開口２８からの噴流２４の流れＤＦの方向に対し実質的に横 向きに配置されている。しかしながら、終端部９２．９４の細長い形状を考慮す れば、前述の横向き姿勢からのいくらかの不整合が終端部９２．９４にあったと しても第−光感知装置３２及び第二光感釦装置３６により受容される同等の信号 パターンの発生に対しては無視できる程度の影響を有するにすぎない。

計測装置１０がヘッドボックス２６の偏平開口２８から発散する比較的低速の噴 流の計測に使用されるときには、第−光感知装置３２及び第二光感釦装置３６に より発生させられる信号のみが前述のＰａ　ｒｋｅ　ｒによる係属中の特許申請 書に述べられている多数の信号を比較する装置へと導かれる。しかしながら計測 装置１０が比較的高速の噴流の噴出速度の計測に使用されるときには、第−光感 知装置３２及び第三光感知装置１１４により発生させられる信号が電子的比較回 路（図示せず）へと供給される。中間の速度の噴流には、第二光感釦装置３６及 び第三光感知装置１１４が使用される。

第三終端部１１０もまた、第１１図に示されている如く、第三高圧室１７２から の第三カーテンＣ３により掃除される。

比較的高速であっても中程度の速度もしくは低速であっても噴出速度の計測の期 間を通じて、第一チャネル６２は、エアー・カーテンＣ１，Ｃ２，Ｃ３が砕片排 斥用奔流を供給するためそれぞれの高圧室８４．８６．１７２から唇状部１０４ ，１０６，１０７により導かれてそれぞれの終端部９２．９４．１１０を横切っ て流れそれにより終端部９２．９４．１１０上へのバルブの微片もしくは他の砕 片の累積を妨げるようにして、空圧源へ接続される。

奔流２４の表面への終端部９２，９４．１１０の間近な接近（０，６ｃｍ）の故 にこうしたバルブの微片が光ファイバ束の終端部上に蓄積し、かかる砕片の累積 はそれぞれの光束の伝導を害する効果を有し、その結果計測装置の感度と信頼性 とを減するという累積に関するいくつかの問題点が経験により知られた。

本発明は終端部を横切る砕片排斥用エアー・カーテンを設けることにより前述の 問題点を完璧に克服するものであり、各々の高圧室からの空気の流れをバルブ奔 流の流れの方向ＤＦと同一方向に向けることが特に有益であることが見出された 。

実際には、各々の高圧室へと供給される圧搾空気の源は、１．４３ｂａｒのオー ダーであり、且−空気流当り毎秒２３６−である。この圧力は、バルブ噴流の噴 出直後の表面Ｓの上面形状に決して害を与えないことが認められた。

本発明は、噴出速度計測装置の光フアイバー終端部から砕片を排斥するための単 純にして効果的な手段を提供するのみでなく流動体の奔流に対する僅かな不整合 により甚だしい影響を受けることのない装置をも提供するものである。

その上、本発明は、噴出速度により高速、中速、低速に切替えて装置を使用する ことを可能にする。

本発明の数多くの変形が使用されてよく、本発明の提示された実施例は以上に述 べられている如く希望どおりの結果を得るための単なる一例にすぎないことが当 業者には明白であろう。しかしながら、これらの変形は、添付された特許請求の 範囲により定義される本発明の趣旨と範鴫とに帰属することが認られるべきであ る。

ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、　ｌ　１ ＦＩＧ、１４ ＦＩＧ、　１５ 田を１審斡失 Ａ、［Ｔｏ　Ｔ！！Ｅ　ＩＮ？ＥＲ，’ｌＡτｒｃＮ入Ｌ　５ＥＡＲＣＥＩ　Ｒ Ｅ？ＯＲτＯＮ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一面が実質的に前記噴流の噴出直後の表面のなす平面と平行な平面内に 配列されるまでハウジングの前記第一面を調節する過程と、前記噴流の表面から 反射された光束が砕片の累積により妨げられることがないよう終端部から砕片を 排斥するため気体のカーテンが前記終端部を通過して流れるようにして光ファイ バ束の前記終端部付近に気体のカーテンを供給する過程とを含む噴出速度計測方 法。
2. （２）光源からの第一光束が奔流の表面の一部により反射された結果として第一 の光感知装置により発生させられる最初の電子的信号と光源からの第二光束がそ の下流にて前記奔流の表面の実質的に同一な部分により反射させられた結果とし て第二の光感知装置により発生させられる次の電子的信号との間の時間遅れを計 測することにより流動体の奔流の速度を計測するための噴出速度計測装置にして 、第一面を有し且前記流動体の奔流に近接して配置されているハウジングと、前 記光源からの前記第一光束を前記奔流の表面の前記部位へ伝導しその後前記第一 光感知装置へと戻すため前記第一面に近接して前記ハウジングに固定されている 二股状に分岐させられている第一の光ファイバ束と、前記奔流の表面の前記部位 が前記第一光束から離れて下流へと流れたとき第二光ファイバ束が光源からの第 二光束を前記奔流の表面の実質的に同一な前記部位へ伝導し反射された前記第二 光束を前記第二光ファイバ束が前記第二光ファイバ束に沿って前記第二光感知装 置へと戻すようにして前記第一光ファイバ束の前記終端部から見た下流にして前 記第一面の付近にて終っており且前記ハウジングに固定された二股状に分岐させ られている前記第二光ファイバ束と、前記ハウジングの前記第一面から砕片を排 斥することにより前記第一光束と前記第二光束との前記流動体の奔流へと向けそ の後前記流動体の奔流から遠ざかっての伝導をさもなくぼ妨げかねない前記第一 面上への砕片の累積を制止するため前記ハウジングの前記第一面に近接して配置 されている砕片排斥手段とを含む組合せ。
3. （３）光源からの第一光束が奔流の表面の一部により反射された結果として第一 の光感知装置により発生させられる最初の電子的信号と光源からの第二光束がそ の下流にて前記奔流の表面の実質的に同一な部分により反射させられた結果とし て第二の光感知装置により発生させられる次の電子的信号との間の時間遅れを計 測することにより流動体の奔流の速度を計測するための噴出速度計測装置にして 、前記奔流の噴出直後の表面のなす平面に実質的に平行な平面内に配置された第 一面を有して前記流動体の奔流に近接して配置されたハウジングと、前記光源か らの前記第一光束を前記奔流の表面の前記部位へ伝導しその後前記第一光感知装 置へと戻すため前記第一面と実質的に同一平面上に配置された細長い第一終端部 を有して前記ハウジングに固定された二股状に分岐させられている第一光ファイ バ束と、前記第一終端部から見て下流にして且前記第一面と実質的に同一な平面 上に配置された細長い第二終端部を有して前記ハウジングに固定されている二股 状に分岐させられた第二光ファイバ束と、前記第一終端部と前記第二終端部とが 前記流動体の奔流の流れる方向に対し実質的に横に配置されていることと、前記 奔流の表面の前記部位が前記第一光束から離れて下流へ流れたとき前記第二光フ ァイバ束が光源からの前記第二光束を前記奔流の表面の実質的に同一な前記部位 へと伝導することと、前記第二光ファイバ束が反射された前記第二光束を前記第 二光ファイバ束に沿い前記第二光感知装置へと逆方向に伝導することと、前記ハ ウジングの前記第一面から耳片を排斥するため砕片排斥用空気の細長いカーテン を前記第一終端部と前記第二終端部との各々へ供給することにより前記第一光束 と前記第二光束との前記流動体の奔流へと向けその後前記流動体の奔流から離れ る方向への伝導をさもなくぼ妨げかねない砕片の前記第一面上への累積を制止す るようにして前記ハウジングにより郭定された第一高圧室及び第二高圧室とを含 む組合せ。