JPH0581657U - 液相レベル計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉体中の液相レベルを精度よく計測する液
相レベル計測装置を得る。 【構成】 計測対象配管６の上部に軸を径方向に向け、
かつ所定の上下位置に取付けられる複数の超音波センサ
１ａ、１ｂ、１ｃ、同各超音波センサにつながれる切換
スイッチ８、同切換スイッチにつながれ、超音波信号を
発信および受信する超音波探傷器２、同超音波探傷器の
出力を受け複数次反射波から液相レベルの有無を算出
し、配管６の液相レベルを出力する信号処理装置３を設
ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、配管のガス溜り等の検出装置に適用される液相レベル計測装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

超音波式液相レベル計は、配管中を流れる気液二相流体の液相レベルを超音波 を用いて計測する装置である。従来の超音波式液相レベル計は、図８に示すよう に、例えば水平配管では配管６の下側にセンサ１１がとりつけられている。セン サ１１は図示しないレベル計測器につながれる。レベル計測器からの信号でセン サ１１から発射された超音波は、配管６を介して液体５に伝播し、液体５とガス （気体）４の境界（液レベルａ）で反射される。その境界面エコーＬが再びセン サ１１で検出されレベル計測器へ送られる。図９はいわゆるＡスコープの模式図 で送信波Ｔと境界エコーＬとの関係を示したものである。液相のレベルはＴから Ｌまでの伝播時間ｔと液体中の超音波の音速ｖの積を用いて計算され求められる 。ガス溜り即ち気相の有無の検出、或は気相のレベルは配管径から液相レベルを 差引くことによって求められる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の超音波式レベル計を用いて、例えば、図７に示すように配管６が逆 Ｕ字管で、通常は液体で満ちており、わずかに混入して気泡が集合してガス溜り ４が生じる際の液相レベル、或いは微少なガス溜りを検出する場合を考える。図 １０に示すようにセンサ１１から発せられる超音波ビームには、広がりθがある ため、図１１のように気液の境界面エコーＬと管面からのエコーＯと同時に出現 することから両者の識別が困難である。

【０００４】 従って微少なガス溜りの検出ができないという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。

【０００６】 すなわち、液相レベル計測装置として、計測対象密閉体の水平部の上部に軸を 法線方向に向け、かつ所定の上下位置に取付けられる複数の超音波センサと、同 各超音波センサにつながれる切換スイッチと、同切換スイッチにつながれ、超音 波信号を発信および受信する超音波探傷器と、同超音波探傷器の出力を受け複数 次反射波から液相レベルの有無を算出し、上記計測対象密閉体の液相レベルを出 力する信号処理装置を設ける。

【０００７】

【作用】

上記手段において、例えば、配管の液相レベルが、最上部の超音波センサ（第 １センサ）とその次の超音波センサ（第２センサ）との間にあるとする。切換ス イッチにより第１センサが超音波探傷器につながれる。超音波探傷器から超音波 パルス信号が発信され、第１センサから超音波パルスが出力される。この超音波 パルスは密閉体の内面と外面との間で複数次（回）の反射をする。第１センサ部 の密閉体の内面の境は固体対気体のため、ほぼ１００％反射される。従って、各 反射波は少しずつ減衰する。これらの反射波は、超音波探傷器で受信され、信号 処理装置へ送られる。信号処理装置は、これらの入力を記憶する。

【０００８】 次に第２センサが超音波探傷器につながれ、上記とほぼ同様に作用する。する と、第２センサ部の密閉体の内面の境は固体対液体であるため、反射率は低い。 従って、各反射波は大きく減衰する。

【０００９】 信号処理装置は第１センサと第２センサからの入力の複数次目の反射信号を比 較して、第１センサ部が気体であると識別する。また、第１センサと第２センサ の取付位置から、液相レベルを演算算出して出力する。

【００１０】 このようにして、密閉体中にわずかのガス溜りがある場合にも、液相レベルが 精度よく計測される。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例を図１〜図７により説明する。

【００１２】 図７、図１に示すように、計測対象の密閉体である配管６の上部水平部の頂部 に第１センサ１ａ、頂部より下方の所定位置に第２センサ１ｂ、さらに下方の所 定位置に第３センサ１ｃが配置される。これらのセンサの軸は径方向に向けて取 付けられる。

【００１３】 各センサ１ａ、１ｂ、１ｃは切換スイッチ８を介して超音波探傷器２につなが れる。超音波探傷器２は信号処理装置３につながれる。

【００１４】 以上において、例えば、図１に示すように、配管６の液相レベルａが、最上部 の超音波第１センサ１ａと、その次の超音波第２センサ１ｂとの間にあるとする 。切換スイッチ８により第１センサ１ａが超音波探傷器２につながれる。超音波 探傷器２から超音波パルス信号が発信され、第１センサ１ａから超音波パルスが 出力される。この超音波パルスは配管６の内面と外面との間で複数次（回）の反 射をする。これらの関係を図２、図３に示す。図中Ｔは発信パルス、Ｂ₁ は１回 目の反射波（エコー）、Ｂ₂ は２回目の反射波……を示す。このとき配管６の内 面の境は図４に示すように鋼対空気（ガス）なのでほぼ１００％反射される。従 って各反射波は図３の実線ｂで示すように少しづつ減衰する。

【００１５】 これらの反射板は超音波探傷器２で受信され信号処理装置３へ送られ記憶され る。

【００１６】 次に切換スイッチ８により第２センサ１ｂが超音波探傷器２につながれる。超 音波探傷器２は上記と同様の作用をする。この場合、第２センサ１ｂ部の配管６ の内面の境は、図５に示すように鋼対水であるため、約９４％が反射される。従 って図３の点線ｃで示すように、反射毎に大きく減衰する。

【００１７】 これらは信号処理装置３に送られる。信号処理装置３で、第１１回目の反射波 Ｂ₁₁が、第１センサ１ａ入力の場合と比較される。すると、第１センサ１ａ入力 の反射波に対して、第２センサ１ｂ入力の反射波は約２：１になっているので、 容易に識別される。すなわち、初期の反射波では識別ができないが、１０回目前 後の反射波になると識別ができる。そして、各センサ１ａ、１ｂ、１ｃの取付位 置より、図６（ａ）に示すように、液相レベルｌ_a が算出出力される。図６（ｂ ）は第３センサ１ｃ部に液相レベルがある場合、（ｃ）は第３センサｌｃ部の下 に液相レベルがある場合のレベルｌ_b 、ｌ_c を示す。

【００１８】 このように複数回目の反射波を比較することによって、ガスの有無が識別され る。従って配管６中にわずかのガス４溜りがある場合にも、液相レベルａが精度 よく計測される。

【００１９】 従って、逆Ｕ字配管のサイクオンブレイク等を未然に防止できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、複数次目の反射波を比較することによっ て、通常は液体で満ちておる配管等に、わずかに混入した気泡によって生じる微 少なガス溜り或は液相レベルを容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る計測装置の構成図で
ある。

【図２】同実施例の作用説明図である。

【図３】同実施例の作用説明図である。

【図４】同実施例の作用説明図である。

【図５】同実施例の作用説明図である。

【図６】同実施例の作用説明図である。

【図７】同実施例のセンサ取付図である。

【図８】従来例の構成図である。

【図９】同従来例の作用説明図である。

【図１０】同従来例の作用説明図である。

【図１１】同従来例の作用説明図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ センサ ２ 超音波探傷器 ３ 信号処理装置 ４ ガス溜り ５ 液体 ６ 配管 ７ 気泡

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測対象密閉体の水平部の上部に軸を法
   線方向に向け、かつ所定の上下位置に取付けられる複数
   の超音波センサと、同各超音波センサにつながれる切換
   スイッチと、同切換スイッチにつながれ、超音波信号を
   発信および受信する超音波探傷器と、同超音波探傷器の
   出力を受け複数次反射波から液相レベルの有無を算出
   し、上記計測対象密閉体の液相レベルを出力する信号処
   理装置を備えてなることを特徴とする液相レベル計測装
   置。