JPH03102225A - 流動床システムを監視する受動的音響システム - 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】 （産業上の利用分野） 流動床は、重力の下向きの力に抗して粒子を支えるのに
充分な速度のガス又は液体の流れの中の固形粒子の懸濁
である。流動床は、より軽くて価値の高い生成物を生或
する触媒粒子上での石油の接触分解や、より軽くて価値
の高いフィードコークス粒子上での重いフィードの熱分
解（「流動床コーカー」又は「フレキシ・コーカー」）
などの重要な石油化学処理装置の決定的構成要素である
。

接触分解では、コークスから触媒を焼き除いて「新鮮な
触媒」を作る復熱装置は流動床を内蔵する．復熱装置内
の流動床の粒子は、直径が約６０ミクロンのゼオライト
のべレフトである．流動床又はフレキシ・コーキングの
場合、加熱反応装置中に流動床があり、フレキシ・コー
キングの場合にはガス化装置中にある。この場合の粒子
は、約１００ないし１５０ξクロンのコークス粒子であ
る。

ガス中に浮遊する小固形物を含む他の流動床は、最新の
石炭燃焼装置を含み、該装置では、石炭の小粒子が浮遊
して燃焼させられて、極めて僅かの汚染と極めて大きな
効率で熱を生威する。他の例は、流動する液体中に微粒
子が浮遊する化学産業の分離プロセスに見いだされる。

一般に、流動床は、粒子の表面と、周囲のガス又は液体
との間の相互作用をなるべく大きくしたい様な多くの大
規模プロセスに使用される。

流動床は、流動床コーカー及び復熱装置の場合には１立
方フィート当たり４０ボンド程度の体積質量密度と毎秒
数フィートの粒子速度とを有することが出来る。直径１
０ないし５０フィート程度の流動床は、熱分解及び接触
分解に見いだされる。

１０ないし６０フィート程度の流動床高さでは、内蔵さ
れる流体は１００トン未満から１００（１ン以上の粒子
にわたる。

流動床反応装置の特性を直接計測することが出来ると好
都合である。その特性は、流動床の流体面の位置、転送
ライン動作、フィード注入装置動作、流動床中の流れの
一様性、時間の関数としての一様性、及びコーカーにつ
いては、装置の内壁にコークスが蓄積してゆくときの壁
一コークス厚みを含む。

（発明の概要） 本発明は、流動床システムの音９／振動エネルギーを周
波数の関数としてのパワースペクトルに変換して該装置
の動作特性を判定するシステムである。

該システムは、以下の要素を含む、即ち、反応装置の振
動エネルギーを時間の関数としての電気信号に変換する
センサーと、 生成された電気信号のレベルを増大させる増幅器と、 時間の関数から周波数の関数へ電気信号へ変換するデー
タ収集装置と、 コンピュータと、該データ収集装置からの電気信号を該
コンピュータへ転送する手段とを含み、該コンピュータ
で該電気信号はアルゴリズムによりプロセス関連情報に
変換される。

好適な実施例では、該データ信号は該コンビュ−タに電
気的に転送される。

（実施例） 本発明のシステムが第１図に略図示されている。

工業プロセスが生戒した音響／振動エネルギーを有用な
プロセス関連情報に変換する。データは、典型的には、
市販の変換器（加速度計、圧力変換器など）を使って測
定される。前置増幅器は、加速度計とデータ収集装置と
の間で所要の信号調整を行う。市販のデータ収集装置は
、所要の周波数領域平均化及び一時データ記憶を行う。

データは、最終的にはコンピュータに入力されて解析さ
れ記憶される。流動床装置について、該システムが容器
流の一様性、流動床高さ、混合の一様性、供給ノズル動
作の質、ノズルの蒸気／フィード混合、壁コークス蓄積
に関する情報を提供する方法を例示する。本発明は、音
響の専門家でない者がデータを容易に収集し解釈するこ
とを可能にするものである。

携帯式の該音響／信号解析システムは、次の構或要素、
即ち、（１）センサー　（２）前置増幅器、（３〉市販
のデータ収集装置、（４）振動／音響データをプロセス
関連情報に変換する特別のソフトウエアと、（５〉　（
随意の）データ収集装置及びコンピュータ間でデータを
転送する市販の又は特別仕様のソフトウエアと、とから
威っている．通常の使用方法では、オペレータは、以下
のようにしてデータ収集及び解析を行う、ａ．（随意デ
ータ収集装置に依存する〉　：コンピュータからデータ
収集装置へ経路情報をロードする。

ｂ．フィールドデータを収集する． ｃ、データ収集装置からコンピュータへフイードデー夕
をアンロードする． ｄ．コンピュータプログラムを走らせて、収集されたデ
ータを解析する．オペレータは、自動解析モード又は手
操作解析モードを選択することが出来る。

ｅ．解析されたデータを解釈する． システムからの出力は、表及び／又はグラフの形である
。用途により、結果は、絶対的に、；又は現在のデータ
だけを使って相対的に；又は現在のデータを先に収集さ
れたく履歴）データと比較して相対的に、解釈される。

システムは、２種類の履歴データを区別する。

ルーチンデータは、プロセス条件に関して偏見無しに収
集される。プロセスが特別の状態にある時（典型的には
、既知の動作問題無しでの始動直後）には、特別の比較
データが収集される。「スポット・チェンク」を行うた
めに診断データタイブ（非履歴的〉も使用可能である。

システムの重要な特徴は、音響パワースペクトルを取り
扱う能力、ピーク発見及び面積計算の能力、である．シ
ステムの機能性は、ユーザーが既存の手続きを修正した
り新しいアプリケーションをソフトウエアに加えること
を可能にする。この様な変更を行うのにコンピュータに
関する広範囲な専門的技術は不要である。

ピーク発見及び面積計算アルゴリズムは、振動解析アプ
リケーション用に開発されたアルゴリズムに基づいてい
る。特殊なアブリケーションへの転換を容易にするため
にスタック指向計算器が該アルゴリズムに組み込まれる
．この特徴により、抽出されたパワースペクトルの利用
〈面積、ピーク振幅、ピーク周波数、バンド幅）を数学
的に操作することが出来る． 「学習」モードオプシンにより、ユーザーは色々な手続
きを充分に試してみることが出来る。複写、再命名、削
除、及びその他のシステム動作等のユーティリティへの
充分なアクセスをユーザーに許すシェルがシステムに組
み込まれる．フル・スクリーン・エディターは、ユーザ
ーに、既存の手続きを合併し編集したり、手続きテンプ
レートを複写させ、適宜修正させる。

いろいろなデータ収集装置からのフィールドデータは、
独立の「プラグ両立式」データ変換モジュールを介して
標準形式に変換される。履歴データ結果は、市販のスブ
レッドシ一ト又はデータベースプログラムにより直接使
用することの出来る又は容易に輸入することの出来るス
ブレッドシ一ト形式に格納される．一般に、該システム
は、いろいろなデータ収集装置からデータを受け取って
、他の解析パンケージに対して「前端」として働くこと
の出来る、振動解析データの解析及び報告のための完全
に自己内蔵型の装置として設計される。

本発明のシステムに使用されるハードウエアについて以
下に説明をする。しかし、受けいれることの出来る多く
の等価な代替物が多くの販売者から供給されている．該
システムに使われる加速度計は、Ｂ＆Ｋ４３８４やＥｎ
ｄｅｖｃｏ　２　２　７　６を含む．前置増幅器は、Ｂ
＆Ｋ２６３４又はＢ＆Ｋ２６３５である．携帯式のデー
タ収集装置はＰａｌｏｎ＋ａｒ　６１００、Ｏｎｏ　Ｓ
ｏｋｋｉ　Ｃ　Ｆ　２　０　０、またはＯｎｏ　Ｓｏｋ
ｋｉ　　Ｃ　Ｆ３５０である。パーソナルコンピュータ
は、ＩＢＭＰＣ／ＡＴＳ　ＩＢＭ　　ＰＣ／ＰＳ２　　
Ｍｏｄｅｌ６０、７０又は８０又は両立する装置である
。

本システムを作動させるのに使われる市販のソフトウェ
アは、Ａ　Ｓ　Ｙ　Ｓ　Ｔ　（Ｖｅｒｓｉｏｎ　２．１
）及びＥ　Ｖ　Ｔ　Ｅ　Ｋ　　Ｍｏｎｉｔｏｒ（Ｖｅｒ
ｓｉｏｎ　２．８３）　　（データ収集装置からパーソ
ナルコンピュータにデータを転送する）である。

システムシェルは、ＡＳＹＳＴを使って組み立てられる
。主要な解析特徴については後述する。

該システムは、非ルーチン解析及び研究目的には、アプ
リケーション要員が王艮庇モードで使用することの出来
るものである。アプリケーションが開発された後は、操
作要員が該システムを自動モードで使用することが出来
る。例えば、現在の流動床システム自動化アプリケーシ
ョンは、！．　フィード注入装置の動作の監視、２，反
応装置の流れの一様性の査定、 ３．壁一コークスの厚みの評価、 ４．流動床レベル位置の概算、を含む。

システムを　　する主要なステソプの １．　コンピュータからデータ収集装置への経路情報の
ダウンロ一ド。随意的に（データ収集装置に応じて）： ２．　フィールドデータを収集する。

３．　データ収集装置からコンピュータにフィールドデ
ータをアップロードする。

４．　システムソフトウェアを使ってコンビュー夕にア
ップロードされたデータを解析する。

次に、本発明のシステムが基礎とする概念、測定技術及
び解析手続きについて説明をする。

ヱニＬ皿捉 該システムは、加速度計を容器の壁又はフィード注入ノ
ズルの外部配管に（磁気、接着剤、螺子等により）取り
つけて振動データを捕捉する。加速度計は、振動データ
を電気信号に変換する。指摘した加速度計は、その面に
垂直な振動エネルギーのみを計測する；特定したタイプ
は、その面に平行な振動に応答しない。真のプロセスパ
ラメータを表さないデータの極端の衝撃を出来るだけ小
さくするために信号の平均値を取ることが出来る様に、
約２分間にわたってデータが収集される。

アプリケーションに応して、充分な統計精度を確保する
のに２０−１００個の集合周波数領域平均で充分である
。

面の計測箇所が清潔であることは重要である。

該面に塵、錆、ペンキがあってはならない。その点は、
各測定の組の直前に清潔にされなければならない。その
点は、溶接箇所等の、機械的不連続箇所の近くにあって
はならない。

データの繰り返し性を向上させるために、容器壁土の全
ての計測箇所に高温ペンキで明確に印、ラベルを付ける
と良い。番号をつける方式は、各点に独特の識別子を与
える様に、論理的で一貫していなければならない。オペ
レータがデータを集めるのを容易にするために、随意に
、これらの識別子をデータ収集装置にプログラムする。

ヱニｌ変共、 加速度計からの小さな電気信号を、データ収集装置が使
用するのに適したレベルに増幅することにより、前置増
幅器は、加速度計とデータ収集装置との両立性を保証す
る。加速度計からの或る信号は、前置増幅器無しでデー
タ収集装置を駆動するのに充分な強さを持っているが、
全ての周波数の信号が同等に処理されるたことは保証さ
れない。

現在の振動解析技術は、振動信号の周波数戒分を使って
振動信号を意味のあるプロセス情報に変換する。振動信
号を周波数の関数として解析するのを可能にするのは、
データ収集装置ハードウェア中のＦＦＴ信号処理装置で
ある。

流動床反応装置システムは、広い周波数バンドにわたる
振動信号を発生させ、各々の容器及びパイプは或る周波
数を増幅し、他の或る周波数を減衰させる。例えば、反
応装置容器壁の厚み及び組成は、５０００−１０．００
０Ｈｚの範囲で自然音響共鳴（増幅）を引き起こす（第
２図）。或るアプリケーション（例えば、反応装置流動
床レベル、壁コークス厚み）は、典型的にはこの共鳴バ
ンド内の信号だけを利用する。システムにとって特に有
益な信号の特性は、１）共鳴が起こる周波数と、２）共
鳴バンドにより画定される周波数限界内での魁迷皮（即
ち、バンドに限定される加速度）である。バンドに　　
される　゛束声は、共鳴ピークの下の面積に比例する。

夏星ヱニｌ この振動解析システムの根本的基礎は、精製プロセスは
（外部騒音源の助け無しで）プロセス容器又はフィード
注入装置の表面で受け取ることの出来る振動エネルギー
を発生させることである。

この技術の一つの目的は、プロセス技術者がこれらの信
号の意味を解釈するのを助ける「辞書」を開発すること
である。このシステムは、該辞書の開発を容易にする。

全てのアプリケーションについて、履歴データベースは
重要である。その結果として、最良の動作モードは、既
知の問題無しで装置が作動状態にある時に収集された基
準（比較）データの完全な集合を含む。装置始動から短
時間後に収集されたデータは、典型的には、この基準を
満たす。従って、該システムは基本データ（本書では比
較データと表記する）を特別に収容するが、それを必要
とはしない。

：゛　　コーカー／フレキシ・コーキング第２図は、シ
ステムが「聞いた」典型的壁信号を示す。壁信号につい
て、バンド限定加速度（普通、巴共嗅旭迷度と呼ばれる
、ピークの下の面積）は、流れの一様性及び流動床レベ
ルの両方を評価するのに役立つ。壁コークス厚みの測定
は、実際？加速度レベルではなく、壁共鳴のピーク振幅
に付Ｍする鳳披歎に基づく。これらの例については、こ
の章で説明する。

壁共鳴加速度を使うと、容器構造からの他の外来の機械
的共鳴の衝撃を最小限にすることが出来る。しかし、壁
共鳴加速度データは、例えば熔接板、機械的支持体、耐
火材結び目等の局所の機械的不連続により汚染又は不明
瞭にされることがある。従って、特定の測定箇所からの
データが測定系列内の他のデータと著しく異なる場合に
は、その箇所の周囲の機械的構造を見直すべきである。

１．流九■■■二様牲 該システムは、容器内の流れの一様性を評価する手段を
提供する。実際には、不均一状態は操作要員にとって重
要なので、このアプリケーションはしばしば流れ異方性
評価と呼ばれる。

現在の技術は、壁共鳴加速度を、コークス又は触媒粒子
の容器壁に対する衝突仁関連させる。加速度は、より多
数の粒子が壁に衝突したり、より大きな速度の粒子が衝
突したり、或いは、より大きな質量を持った粒子が衝突
したりすると、増大する。

流れの異方性は、容器断面の周囲に沿って壁測定を行う
ことにより評価することが出来る。典型的には、容器の
大きさに応じて、各断面で８乃至２０個の測定箇所が使
用される。通例、点から点への周方向距離は、約２ｍ（
６フィート）に限定されるべきである。断面の数と位置
とは装置によるが、或る典型的位置は、 ａ．注入散布器より上のストリッパ一部の数個の断面、 ｂ．グリッドより０．　５　−　１メートル上、ｃ、反
応装置ストリッパーノイズの上及び下、ｄ．グリッドと
、濃密相の頂部との中間、ｅ，ｆＭ密相の頂部、 ｆ．希薄相の中、 ｇ．戦略的転送ライン箇所、を含む． 第３図は、コーカー壁土での異方性測定の結果を極図表
に示すものである．壁共鳴加速度が８位置（計測箇所）
について計算され、正しい角度位置で第３図にプロット
されている。点線の円は、８位置全てについての平均の
結果を示す。平均は、平均からの偏差の、目による評価
を案内するものとして示されている。加速度信号は、コ
ークス粒子の容積密度及び速度の積の３／２乗に比例す
ることを示すことが出来る。以下に示すガイドラインは
、これらのデータからプロセス関連情報を引き出すこと
を可能にするものである。

本システムは、第３図に示されているタイプのプロット
を生或する。解析を更に助けるために、該システムは現
在の周方向データを先のデータに上書きすることを可能
にする．第４図は、ＦＣＣＵグリッド不調を評価するた
めの、上書きされたデータの使用を示す．本システムは
、現在の装置動作と比較データセット（第４図）とを比
較するために、この上書き能力を提供する。履歴（例え
ば、比較）データから相当ずれた流れパターンは、更な
る調査を正当化するものである。

前述した様に、装置の履歴データは、最善の評価手段を
提供する。しかし、履歴データがない場合には、異常な
動作状態を特定するために、或る一般的統計ガイドライ
ンを開発することが出来る．これらのガイドラインを開
発する手続きは、正常に作動している装置上で繰り返し
データを、又は数個の同様の装置上でデータを集めるこ
とである。

２．竺２二ｌ五見立 流れの異方性を評価するのに使われるデータを壁−コー
クス厚みを計るのにも使うことが出来るので、本システ
ムは、測定される各周方向断面の壁コークス厚みを特定
することが出来る。測定間隔及び断面位置のためのガイ
ドラインは、異方性測定についてのものと同一である。

しかし、壁コークス厚み及び異方性に関してデータを解
析する方法は異なる．壁コークス厚みは、実際の加速度
レベルを使うのではなくて、以下の公式に従って計算さ
れる． Ａ ここで、 厚み＝コークス厚み（鋼、耐火材を除く）、共鳴周波数
一壁共鳴（Ｈｚ）、 定数　Ａ，Ｂ：　　鋼／耐火材厚み、音の速度、密度に
依存する理論定数、 定数　Ｃ　　：　耐火材の種類及び壁との接触に依存す
る経験的定数。この定数は、装置分解検査後に容器が清
掃された時に決定される。測定値は、各分解検査後に再
確認されるべきである。

システムは、共鳴周波数を特定し、上記の計算を行い、
第５図に示されている様に、コークスの厚みを位置の関
数としてグラフ的に与える。必要ならば、計算手続きは
、プログラムカードにより鋼と耐火材との差異に対処す
る．流れ異方性の場合と同様に、インチ又センチメート
ル単位での、点毎のコークス厚みが平均コークス厚みと
比較される．現在のコークス厚みデータを履歴データと
比較することも可能である（第６図）。

３．流軌生上三上 流動床レベルの特定及び解析の手続きは、測定が水平に
ではなくて鉛直方向に行われることを除いて、流れ異方
性と実際上同一である。

流動床レベルを突き止める手続きは、ヒーター上で垂直
に数個の測定を行う手続きである．公称流動床レベルを
包含するために、典型的には６８インチ間隔で１５−２
０個の測定点が必要である。これらの点のほぼ半分は、
評価される流動床レベルの上に、半分はその下にあるべ
きである。

流動床レベルを判定するのには単一象限内の測定で充分
であるが、他の象限での繰り返し試験により、容器異方
性の効果に対処することが出来る．２象限以上で試験を
行うのが望ましい。

流動床レベルの測定は、小さなプロセス変化による汚染
の影響を非常に受けやすい。本システムは、その変化が
流動床レベル判定に悪影響を及ぼすか否か判定すること
が出来る．基準流動床レベル測定箇所として指定される
、各象限内の１点を使って、試験期間中、定常的プロセ
ス状態を確認する．基準点での測定は、試験の始まり及
び終わりに行われる。この基準箇所は、各象限内の最も
下方の箇所である。システムは開始データと終了データ
とを比較して、測定期間中のプロセスの安定を確認する
。

システムは、各箇所での壁共鳴加速度を計算し、第７Ａ
−Ｂ図に示されている様なデータを与える。

流動床レベルの判定では、実際の加速度よりも相対的加
速度値の方が重要である。

現在の振動解析技術は、信号レベルの鋭い一貫した低下
を、濃密相及び希薄相を分けるものと解釈する。

第７図の例は色々な曲線形状を示しているが、それらは
全て急峻な信号低下を特徴とする。この加速度低下は流
動床レベルの変化を正確に追跡するものであることが観
察されている。しかし、それらは、この特徴的流動床レ
ベルと実際の流動床レベルとの装置依存オフセットであ
るかも知れない．典型的には、このオフセットは０　−
　０．　５　ｍ（０−１．５フィート）の範囲内にある
。システムは、データをグラフ的に与えるが、最終的解
釈はオペレータに委ねられている。本質的に、オペレー
タは、公称流動床レベル（圧力及び密度測定値から計算
される〉と、繊維領域の頂部との間のオフセントを評価
することにより、容器を信号に対して較正しなければな
らない。勿論、この較正は、流動床レベルを圧力及び密
度データで確実に決定することが出来る時に行われるべ
きである。

流動床レベルを信号に関連付ける理論は、流動床の滑動
に依存する。流動床モデルは、流動床の最大の滑動（例
えば、泡の破裂）は濃密な流動床の頂部に生じることを
示唆する。この泡破壊領域より上では、単位体積当たり
の粒子の数は急速に減少する。現在の解析は、システム
が粒子の数及び粒子速度が減少する領域を特定出来ると
示唆している。

現在、システムは、機械的共鳴又は流体共鳴を特定する
ことによっている。前述した様に、壁共鳴の周波数は壁
の形状に依存し、振幅はプロセス状態に依存する。状況
は、フィード注入装置については少し異なる。以下の説
明は、直通型コーカー又はフレキシ・コーカーのフィー
ド注入装置にだけ適用されるものであって、ＦＣＣＵ直
通型、ファン、又はベーテフィード注入装置には直接に
は適用されえない。

コーカ−（及びフレキシ・コーカー）フィード注入装置
について、信号スペクトルの一部はオイルの流れに関連
させ、一部は注入装置の蒸気流に関連させることが出来
るものであることが経験上分かっている．第８Ａ図及び
第８Ｂ図は、フレキシ・コーカー上の注入装置からの例
を示す（測定箇所は注入装置のロード・プラグである）
。第８Ａ図のデータは、蒸気流だけの状態（例えば、注
入装置「オフｊ）の時に収集され、第８Ｂ図のデータは
、オイル及び蒸気流がある時に（例えば、注入装置「オ
ン」）測定されたものである．注目するべき主な特徴は
、オイルがオンにされる時の２０００Ｈｚ周辺での信号
増大である。コーカーのフィード注入装置については、
オイル信号は常に蒸気流信号より低い周波数で発生する
。オイル信号周波数は、ノズルの大きさと配管の形状に
より決まる。一方、蒸気信号周波数は、ノズルの特性寸
法より遥かに小さな直径を有する蒸気絞りオリフィス寸
法により決まる。システムは、最初に、第８Ａ図及び第
８Ｂ図に示されている種類の関係を特定し、確立し、確
認するのに使われる。典型的には、この解析は、アプリ
ケーション技術者により手操作モードで行われる。アブ
リゲーションが実験されて確認されたならば、システム
を、表及びグラフを計算する自動モードにプログラムす
ることが出来る。

オイル信号及び蒸気信号の周波数範囲は装置毎に異なる
が、特定の装置内のフィード注入装置については適度に
繰り返し可能である。試験されたケースについては、オ
イル信号周波数は７００一２０００Ｈｚの間にあった．
周波数範囲は、フイード注入装置の形状、外部注入装置
配管、プロセス条件（蒸気及びオイル流）、及びフィー
ドの種類の関数である。従って、蒸気信号及びオイル信
号を特定する唯一の信頼できる方法は、注入装置オン／
オフ（オイル）試験により注入装置を導通ずることであ
る． 壁共鳴の場合と同様に、現在の技術は、オイル信号及び
蒸気信号のバンド限定加速度をそれぞれオイル及び蒸気
の流れに関連付ける。この二つの信号は”　東俵Ｔｆ．
ＫＩ，１−、即ち、蒸気流又はオイル流を変化させると
、ｍ信号戒分に影響が現れることが知られている。

しかし、典型的なオイル流量及び蒸気流量については、
オイル信号は、オイルの変動に対しては蒸気の変動に対
してよりも敏感である。従って、注入装置がほぼ同じ蒸
気流を受け取ると仮定すると、オイル信号を注入装置オ
イル流条件の質的表示として使うことが出来る．オイル
信号はオイル流に直接比例しないけれども、オイル／蒸
気混合及び流動の示度を与える． 同様に、ノズルーノズル・オイル（液体〉流量がほぼ等
しいとすると、蒸気信号は蒸気流の質的表示となる． オイル信号及び蒸気信号を使って注入装置の動作を追跡
する基本的解析技術が二つある．各々、正常な統計分布
の外側の信号の特定による。一方の技術は、現在の信号
を履歴データと比較する。

他方の技術は、現在の注入装置信号を他の注入装置から
の現在のデータと比較する．「オン」注入装置について
は、オイル、蒸気、及びオイルー蒸気比が有益な統計パ
ラメータである。「オフ」注入装置については、蒸気信
号だけを追う。

フィード注入装置は、典型的には共通の管寄せに接続さ
れる。あるフィード注入装置では、閉じたフィードリン
グ、馬蹄、又は袋小路を画定する副管寄せもある。振動
解析システムは、履歴データ及び統計データをノズル毎
に、或いは副管寄せ（リング）毎に提供することを可能
にする。

システムは、上記のノズル関連パラメータを計算し、作
業し、グラフ化する．例えば、第９Ａ図は、特定のノズ
ルについての「オイル信号」データを示す。ノズルが既
知の、良好な作動状態にあった時に比較データを上書き
する手段が含まれている．第９Ｂ図は、与えられたオイ
ルフィードリングでのノズルの比較を容易にするために
どの様にデータが与えられるかを示す。第９Ｃ図は、フ
ィードリング上の全てのノズルについての平均「オイル
信号」データがどの様に比較されるかを示す。システム
は、第９図に示されているデータの表化された報告を作
ることが出来る．「オイル信号」情報が計算されるだけ
でなくて、蒸気信号又はチャギング（ぼっぽつとい音）
信号についても同様の表現を利用することが出来る。非
凡な、最も重要な報告特徴は、統計孤立値の識別を容易
にする様な態様で注入装置データを与えることである。

一般的効果／原囚のガイドラインは、以下のものを含む
： ａ，履歴データ又は比較データと比べて著しい注入装置
のオイル信号の滅少：　確からしい低オイル流。

ｂ．Ｍ歴データ又は比較データと比べて著しい注入装置
のオイル信号の増大：　チャンギング状態の可能性。ま
た、遮断状態が除去された可能性もある。

注：　或る注入装置では、独立したチャギング信号が識
別された（オイル信号より低い周波数）。

ｃ、履歴データ又は比較データと比べて著しい注入装置
の蒸気信号の凍少：　確からしい低蒸気状態． ｄ．現在の注入装置の蒸気信号又はオイル信号がリング
及び装置平均より著しく低い：　注大装置への確からし
い低蒸気流又は低オイル流。

ｅ．注入装置一リング蒸気又はオイル信号平均が履歴デ
ータより著しく低い：　リングへの蒸気又はオイルの分
配不調の可能性。

ｆ．オイル対蒸気比：　統計孤立値を識別する略式手段
を与える。高いオイル／蒸気信号と低い蒸気信号とは、
低い蒸気流を示唆する。オイル対蒸気の比は、将来のシ
ステムの修正のための実験パラメータとしても提供され
る。

１ヱ上立玉ヱ坐晟奥 １．市販の機械信号解析（ＭＢＡ）ハードウエア装置は
データ収集装置として使われる．これらのデータ収集装
置は、ｌ）幾何学的位置と、２）外部前置増幅器とを使
わない．従って、システムのソフトウェアは、これらの
特徴を取り入れることを可能にする。全体的アルゴリズ
ム及びフローチャートが第１０図及び第１ｌ図に示され
ている。

２．　システムは、振動解析のための決定的スペクトル
パラメータの計算を許す。

Ａ．壁共鳴周波数１０の識別。

Ｂ．バンド限定加速度： ここで、ａ，＝＝一定のバンド幅又は一定割合バンド加
速度 ｆ，ｆ２＝バンドの上側／下側の周 波数限界 ｃ、ｆｌ、ｆ２を計算する自動手続き ｌ．先験的情報に基づく固定周波数 ２．　スペクトル形状パラメータに従って基づき決定さ
れる（第１２図参照）． 第１２図は、自動バンド限界及びピーク発見アルゴリズ
ムの主な構成要素を示す。スペクトル平滑化手続きを利
用してピーク識別を容易にする。

先験的情報を利用すること力咄来るならば、候補ピーク
を識別できる探査範囲を指定することが出来る。元の（
平滑化されていない）データを使って、ユーザーの選択
した基準及びパラメーターに基づいてピーク及びバンド
幅を突き止める。これらのパラメータは、 ａ．バンド幅 ｂ．ピーク高さ ｃ、他のピークの近さ ｄ．ピーク及び他の隣接のピークの面積を含む。本シス
テムは、ピークが全く識別されなかったか又は複数のピ
ークが識別されたデータに対処し識別する様に設計され
ている。

Ｄ．ｆ＋　、ｆｚ内のスペクトルピーク値Ｅ．ｆ＋ｆｚ ３．　本システムは、ステフプ２に記載したパラメータ
のどの様な組合せでも代数的に操作出来る。

その計算の結果は、抽出された結果と総称される．典型
的には、それは「イル信号」、コークス厚み、等に対応
する。

４．　ステップ２、３の計算が完了したならば、生のス
ペクトルデータは最早不要である。従ってステップ２、
３の計算が完了したならば、システムの生のスペクトル
データを保管することが出来る。

５．ステップ３から抽出された結果は、類似のデータを
寄せ集めるファイルに格納／表化される。

寄せ集められた結果の例としては、 ａ．共通の管寄せ（リング）上のノズルの「オイル信号
」 ｂ．共通の管寄せ（リング）上のノズルの「蒸気信号」 ｃ、共通の管寄せ（リング）上のノズルの「チャギング
信号」 ｄ．特定の断面でのデータの異方性の集合ｅ．特定の角
度位置での垂直流動床レヘルデー夕の集合、がある。

上記のデータグループ分けは、各々の特定の測定場所か
らの先の２０個の結果と比較データとをも保留する（第
１０図及び第１１図参照）。

６．　データ呈示 Ａ，抽出された結果の呈示を容易にする特別の特徴が含
まれている： １．現在の抽出された結果を、他の現在の抽出された結
果と統計的に比較する ２．現在の抽出された結果を、それらの対応履歴結果と
統計的に比較する。

７．他のもの（叙上から暗示されるが明示的には記載さ
れていない） Ａ．プログラム可能性又は相互作用 ユーザーは、上記の操作のいずれをも、相互作用的に、
又は、所要の打鍵の全てが、随意の標準的エディターを
使って修正することの出来るファイルに保存された場合
には「バッチ」モードで、行うことが出来る。

Ｂ．システムは、実際、システムの基本的変更を要する
こと無く、完全で且つ実質的な解析変更を可能にする「
シェル」である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシステムの略図である。 第２図は、該システムにより処理することの出来る典型
的壁信号スペクトルを示す。 第３図は、該システムが生成することの出来る典型的異
方性プロットを示す。 第４図は、該システムが比較データとともに典型的異方
性プロソトを提示する態様を示す。 第５図は、該システムが壁の厚みについてデータを提示
する態様を示す。 第６図は、該システムが比較データとともに壁の厚みの
データを提示する態様を示す。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は、該システムが流動床レベル測
定値についてデータを提示する態様を示す。 第８図は、フィード注入装置についてのパワースペクト
ルを示す。 第９Ａ図、第９Ｂ図及び第９Ｃ図は、該システムが、フ
ィード注入装置について得られたデータを表示する態様
を示す。 第ｌＯ図は、本発明のシステムに仕様されるアルゴリズ
ムについての略フローチャートを示す。 第１１図は、スペクトル解析から抽出された結果につい
ての格納と検索のメカニズムを示す。 第１２図は、該システムのアルゴリズムが、目的とする
スペクトルピーク値をどの様に判定するかを示す略図で
ある， 周波数 ＦＩＧ．　２ 図面の厚杏（開コ′．にて更なし〕 平均データ付きの典聖的栖異方性図 任意のＶｆｒ面 ＦＩＧ．３ 比較データイ寸きの典型的極異方性図 任意の断面 ＦＩＧ ４ インチ インチ ＲＭ３加速度 ＲＭＳ力ロ速Ｃ虻 コーカー／ズル：７イル・オフ／オフ比較８Ｂ 周濠数 ＲＭＳ加遠庄 彫い 平工句イ言号 自動バ〕ドβ艮定ピーク検出アルコ゛リス゛ムＦＩＧ．
　＋２−１ ＦＩＧ． １２−２ 手 続 補 正 書（方式） ２，９．２５

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）材料を処理する流動床システムの音響振動エネル
   ギーをプロセス関連情報に変換す振動解析システムであ
   って、 ａ、前記反応装置の振動エネルギーを時間の関数として
   の電気信号に変換するセンサーと、ｂ、前記電気信号の
   レベルを増大させる増幅器と、 ｃ、前記電気信号を時間の関数から周波数の関数に変化
   するデータ収集装置と、 ｄ、コンピュータと、 ｅ、前記データ収集装置から前記電気信号を前記コンピ
   ュータに転送する手段とから成り、前記コンピュータに
   おいて、前記電気信号はアルゴリズムによりプロセス関
   連情報に変換されることを特徴とする振動解析システム
   。
2. （２）前記電気信号は前記コンピュータに電気的に転送
   されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. （３）前記センサーは、加速度計であることを特徴とす
   る請求項１に記載のシステム。
4. （４）前記センサーは圧力変換器であることを特徴とす
   る請求項１に記載のシステム。
5. （５）前記プロセス関連情報は、前記流動床反応装置の
   流動床レベルであることを特徴とする請求項１に記載の
   システム。
6. （６）前記プロセス関連情報は流動床流動の一様性であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. （７）前記プロセス関連情報は、前記反応装置で処理さ
   れる材料の、前記反応装置の内壁への付着の尺度である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. （８）前記プロセス関連情報は、前記材料を前記反応装
   置内に注入するフィード注入装置の動作状態であること
   を特徴とする請求項１に記載のシステム。