JPH0587510A - スケール厚さ測定方法 - Google Patents
スケール厚さ測定方法Info
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- JPH0587510A JPH0587510A JP24788191A JP24788191A JPH0587510A JP H0587510 A JPH0587510 A JP H0587510A JP 24788191 A JP24788191 A JP 24788191A JP 24788191 A JP24788191 A JP 24788191A JP H0587510 A JPH0587510 A JP H0587510A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、熱交換器における非磁性伝
熱管に付着した磁性スケールの厚さを渦電流センサーを
用いて測定する方法を提供することにある。 【構成】 本発明の方法は、渦電流センサー(３)のコイ
ル(４)を一定範囲内の周波数で励磁してスケール(２)に
渦電流を発生させ、その渦電流に起因するコイル(４)の
インピーダンスを測定すると共に、渦電流センサー(３)
と伝熱管(１)との間隙(Ｇ)の変化によるインピーダンス
変化に直交する成分のインピーダンス変化を検出し、こ
れによりスケール厚さ(Ｔ)を求めることを特徴とする。
この方法によれば、渦電流センサーと伝熱管との間隙が
変化した場合や、スケールの成分比が変化した場合に
も、測定精度は低下しない。
熱管に付着した磁性スケールの厚さを渦電流センサーを
用いて測定する方法を提供することにある。 【構成】 本発明の方法は、渦電流センサー(３)のコイ
ル(４)を一定範囲内の周波数で励磁してスケール(２)に
渦電流を発生させ、その渦電流に起因するコイル(４)の
インピーダンスを測定すると共に、渦電流センサー(３)
と伝熱管(１)との間隙(Ｇ)の変化によるインピーダンス
変化に直交する成分のインピーダンス変化を検出し、こ
れによりスケール厚さ(Ｔ)を求めることを特徴とする。
この方法によれば、渦電流センサーと伝熱管との間隙が
変化した場合や、スケールの成分比が変化した場合に
も、測定精度は低下しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラント等
における熱交換器の伝熱管の外表面に付着した磁性スケ
ールの厚さを測定する方法に関するものである。
における熱交換器の伝熱管の外表面に付着した磁性スケ
ールの厚さを測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種熱交換器においては、長期間の運転
により、二次系に含まれている不純物が伝熱管の表面に
付着する。この付着物、いわゆるスケールは、熱交換器
の伝熱性能の低下を招く原因となるため、このスケール
の厚さを知ることは機器のメンテナンス上重要である。
しかしながら、従来一般には、スケールの厚さを測定す
ることは行われていなかった。
により、二次系に含まれている不純物が伝熱管の表面に
付着する。この付着物、いわゆるスケールは、熱交換器
の伝熱性能の低下を招く原因となるため、このスケール
の厚さを知ることは機器のメンテナンス上重要である。
しかしながら、従来一般には、スケールの厚さを測定す
ることは行われていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、軽水炉用熱
交換器（蒸気発生器）の伝熱管は非磁性材のインコネル
から製造されており、そこに付着するスケールはマグネ
タイト及び銅を主成分とする磁性体であるため、渦電流
センサーを用いてスケールの厚さを測定することが可能
であると考えられる。具体的には、渦電流センサーを伝
熱管内に挿入し、管内壁面に対して一定の間隙をおいて
配置した後、一定周波数の電源により渦電流センサーの
コイルを励磁する。その結果、スケールに電界及び渦電
流が発生し、この渦電流が逆にセンサーのコイルに誘導
電流を発生させる。その際のコイルのインピーダンスは
スケールの厚さの関数であるため、インピーダンスを測
定することによって、スケール厚さを求めることができ
る。
交換器（蒸気発生器）の伝熱管は非磁性材のインコネル
から製造されており、そこに付着するスケールはマグネ
タイト及び銅を主成分とする磁性体であるため、渦電流
センサーを用いてスケールの厚さを測定することが可能
であると考えられる。具体的には、渦電流センサーを伝
熱管内に挿入し、管内壁面に対して一定の間隙をおいて
配置した後、一定周波数の電源により渦電流センサーの
コイルを励磁する。その結果、スケールに電界及び渦電
流が発生し、この渦電流が逆にセンサーのコイルに誘導
電流を発生させる。その際のコイルのインピーダンスは
スケールの厚さの関数であるため、インピーダンスを測
定することによって、スケール厚さを求めることができ
る。
【０００４】しかし、この場合、渦電流センサーと伝熱
管の内壁面との間隙が変化すると、スケール厚さの測定
精度が低下するという問題点がある。また、付着したス
ケールの成分比が変化した場合にも、スケール厚さの測
定精度が低下する。
管の内壁面との間隙が変化すると、スケール厚さの測定
精度が低下するという問題点がある。また、付着したス
ケールの成分比が変化した場合にも、スケール厚さの測
定精度が低下する。
【０００５】従って、本発明の目的は、渦電流センサー
を用いてのスケール厚さ測定方法であって、上記技術的
課題を解決することのできるものを提供することにあ
る。
を用いてのスケール厚さ測定方法であって、上記技術的
課題を解決することのできるものを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は、軽水炉用熱交換
器のインコネル製伝熱管１の外表面に付着した磁性スケ
ール２の厚さを渦電流センサー３により測定する場合の
原理図である。スケール２の厚さを測定する場合、図１
に示すように、伝熱管１の内壁面に対して所定の間隙を
持たせて渦電流センサー３を配置する。渦電流センサー
３を構成するコイル４は、接続ケーブル５によりインピ
ーダンスメーター６に接続されており、コイル４のイン
ピーダンスを測定できるようになっている。所定の周波
数によりコイル４を励磁した場合のインピーダンス測定
値から、スケール厚さを求め得ることは前述した通りで
ある。
器のインコネル製伝熱管１の外表面に付着した磁性スケ
ール２の厚さを渦電流センサー３により測定する場合の
原理図である。スケール２の厚さを測定する場合、図１
に示すように、伝熱管１の内壁面に対して所定の間隙を
持たせて渦電流センサー３を配置する。渦電流センサー
３を構成するコイル４は、接続ケーブル５によりインピ
ーダンスメーター６に接続されており、コイル４のイン
ピーダンスを測定できるようになっている。所定の周波
数によりコイル４を励磁した場合のインピーダンス測定
値から、スケール厚さを求め得ることは前述した通りで
ある。
【０００７】ここで、スケール２の厚さをＴ、渦電流セ
ンサー３と伝熱管１との間の間隙をＧ、渦電流センサー
３のコイル４に適用する周波数をｆ、コイル４のインピ
ーダンスをＺとし、更に、磁性材であるマグネタイトと
非磁性材の銅とから成るスケール２の成分比(マグネタ
イト／(マグネタイト＋銅))をαとした場合、Ｔ，Ｇ，
α，ｆとＺのベクトル変化との関係を示すと、図２〜図
４に示す通りとなる。
ンサー３と伝熱管１との間の間隙をＧ、渦電流センサー
３のコイル４に適用する周波数をｆ、コイル４のインピ
ーダンスをＺとし、更に、磁性材であるマグネタイトと
非磁性材の銅とから成るスケール２の成分比(マグネタ
イト／(マグネタイト＋銅))をαとした場合、Ｔ，Ｇ，
α，ｆとＺのベクトル変化との関係を示すと、図２〜図
４に示す通りとなる。
【０００８】図２は、Ｔ＝100μm、α＝１のスケール２
の付着による渦電流センサー３のコイル４のインピーダ
ンス変化と間隙Ｇによるインピーダンス変化との関係を
示したものである。ここでは、間隙Ｇの変化によるイン
ピーダンス変化のベクトルをＸ軸とし、これと直交する
方向をＹ軸とし、Ｇ＝０，Ｔ＝０におけるコイル４のイ
ンピーダンスを基準にとって示した。この結果による
と、ｆ＝３kHzでは、スケール付着によるインピーダン
ス変化は、間隙Ｇによるものに直交するベクトルとな
る。従って、このベクトル成分を抽出すれば、間隙Ｇの
変化の影響を除去できるものと考えられる。また、図２
から理解される通り、ｆ＝３kHzが変化して±0.5kHz程
度の範囲内であれば、位相の変化は少なく、実用上差異
は認められない。
の付着による渦電流センサー３のコイル４のインピーダ
ンス変化と間隙Ｇによるインピーダンス変化との関係を
示したものである。ここでは、間隙Ｇの変化によるイン
ピーダンス変化のベクトルをＸ軸とし、これと直交する
方向をＹ軸とし、Ｇ＝０，Ｔ＝０におけるコイル４のイ
ンピーダンスを基準にとって示した。この結果による
と、ｆ＝３kHzでは、スケール付着によるインピーダン
ス変化は、間隙Ｇによるものに直交するベクトルとな
る。従って、このベクトル成分を抽出すれば、間隙Ｇの
変化の影響を除去できるものと考えられる。また、図２
から理解される通り、ｆ＝３kHzが変化して±0.5kHz程
度の範囲内であれば、位相の変化は少なく、実用上差異
は認められない。
【０００９】図３は、ｆ＝３kHzにおいて、スケール厚
さＴを変化させた場合のコイル４のインピーダンスのベ
クトルを示したものである。この結果によると、少なく
ともスケール厚さＴが100μmまでであれば、インピーダ
ンスのベクトルは特定の方向（Ｙ軸方向）に向き、スケ
ール厚さＴが変化しても間隙Ｇの影響を除去できること
が可能となる。
さＴを変化させた場合のコイル４のインピーダンスのベ
クトルを示したものである。この結果によると、少なく
ともスケール厚さＴが100μmまでであれば、インピーダ
ンスのベクトルは特定の方向（Ｙ軸方向）に向き、スケ
ール厚さＴが変化しても間隙Ｇの影響を除去できること
が可能となる。
【００１０】図４は、同様にｆ＝３kHzにおいて、スケ
ール厚さＴを100μmで一定とし、スケール２の成分比α
を変化させた場合のインピーダンスのベクトル変化を示
したものである。この結果によると、銅の含有量が多く
なると、ベクトルの方向、大きさ共に変化することが認
められる。
ール厚さＴを100μmで一定とし、スケール２の成分比α
を変化させた場合のインピーダンスのベクトル変化を示
したものである。この結果によると、銅の含有量が多く
なると、ベクトルの方向、大きさ共に変化することが認
められる。
【００１１】ここで、図５は、Ｔ＝100μmとして、スケ
ール２の成分比αを変化させた場合のインピーダンス変
化量について、間隙Ｇと直交する成分を、ｆ＝３，10，
20kHzと変化させて示したものである。この結果による
と、ｆ＝３kHzで測定すると、スケール２の成分比αが
１〜0.6まで変化してもスケール測定値は実用レベルに
あるが（インピーダンス変化量0.85〜1.0）、周波数を
増加させｆ＝20kHzとすると、成分比αが１〜0.9で変化
するスケールにしか対応することができないことが分か
る。
ール２の成分比αを変化させた場合のインピーダンス変
化量について、間隙Ｇと直交する成分を、ｆ＝３，10，
20kHzと変化させて示したものである。この結果による
と、ｆ＝３kHzで測定すると、スケール２の成分比αが
１〜0.6まで変化してもスケール測定値は実用レベルに
あるが（インピーダンス変化量0.85〜1.0）、周波数を
増加させｆ＝20kHzとすると、成分比αが１〜0.9で変化
するスケールにしか対応することができないことが分か
る。
【００１２】本発明は、以上に鑑みてなされたものであ
り、渦電流センサー３のコイル４を一定範囲内の周波数
で励磁してスケール２に渦電流を発生させ、その渦電流
に起因する当該コイル４のインピーダンスを測定すると
共に、渦電流センサー３と伝熱管１の内壁面との間隙Ｇ
の変化によるインピーダンス変化に直交する成分のイン
ピーダンス変化を検出することを特徴とし、これによ
り、間隙Ｇの変動やスケール２の成分比αの変動の影響
を殆ど受けずに、スケール２の厚さを求めることができ
る。
り、渦電流センサー３のコイル４を一定範囲内の周波数
で励磁してスケール２に渦電流を発生させ、その渦電流
に起因する当該コイル４のインピーダンスを測定すると
共に、渦電流センサー３と伝熱管１の内壁面との間隙Ｇ
の変化によるインピーダンス変化に直交する成分のイン
ピーダンス変化を検出することを特徴とし、これによ
り、間隙Ｇの変動やスケール２の成分比αの変動の影響
を殆ど受けずに、スケール２の厚さを求めることができ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【００１４】まず、一般的な軽水炉用熱交換器を想定
し、肉厚が約1.3mm、電気抵抗率が約95μΩcmのインコ
ネル製伝熱管に、マグネタイト及び銅を主成分とするス
ケールを付着させた。この場合、対象となるスケールの
成分比αは１〜0.7であり、また、厚さＴは０〜200μm
程度である。
し、肉厚が約1.3mm、電気抵抗率が約95μΩcmのインコ
ネル製伝熱管に、マグネタイト及び銅を主成分とするス
ケールを付着させた。この場合、対象となるスケールの
成分比αは１〜0.7であり、また、厚さＴは０〜200μm
程度である。
【００１５】このような条件下で、伝熱管内に管内壁面
から一定の間隙をおいて渦電流センサーを配置し（図１
参照）、そのコイルに接続された電源の周波数をｆ＝３
kHzとし、更に、成分比αの異なるスケール毎に厚さＴ
を変化させ、インピーダンス変化量との特性を求めた。
その結果は図６に示す通りであり、この図から、本発明
の方法によれば、上記条件下では伝熱管の内壁面と渦電
流センサーとの間隙変動の影響、及び、スケール成分の
変動の影響を受けることなく、スケールの厚さＴを求め
ることができるが理解されよう。
から一定の間隙をおいて渦電流センサーを配置し（図１
参照）、そのコイルに接続された電源の周波数をｆ＝３
kHzとし、更に、成分比αの異なるスケール毎に厚さＴ
を変化させ、インピーダンス変化量との特性を求めた。
その結果は図６に示す通りであり、この図から、本発明
の方法によれば、上記条件下では伝熱管の内壁面と渦電
流センサーとの間隙変動の影響、及び、スケール成分の
変動の影響を受けることなく、スケールの厚さＴを求め
ることができるが理解されよう。
【００１６】尚、伝熱管の肉厚が1.2〜1.45mmで変化し
ても、適用周波数ｆが2.5〜3.5kHzの範囲内であれば、
上記結果が同様に得られるが、肉厚又は電気抵抗率が異
なる伝熱管に対しては、あらかじめ実験的に３kHzに置
き換えられる周波数を求めることで対処可能である。
ても、適用周波数ｆが2.5〜3.5kHzの範囲内であれば、
上記結果が同様に得られるが、肉厚又は電気抵抗率が異
なる伝熱管に対しては、あらかじめ実験的に３kHzに置
き換えられる周波数を求めることで対処可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱交換
器の伝熱管に付着したスケールの厚さを正確に測定する
ことが可能となるため、熱交換器の伝熱性能の低下を判
断することができ、機器のメンテナンス上有効である。
特に、原子力発電プラントにおいては、スケール厚さを
知ることは発電効率を高く維持するために重要であるの
で、本発明は極めて有効なものである。
器の伝熱管に付着したスケールの厚さを正確に測定する
ことが可能となるため、熱交換器の伝熱性能の低下を判
断することができ、機器のメンテナンス上有効である。
特に、原子力発電プラントにおいては、スケール厚さを
知ることは発電効率を高く維持するために重要であるの
で、本発明は極めて有効なものである。
【図１】本発明によるスケール厚さ測定方法を実施する
場合の渦電流センサーの配置を概略的に示す説明図であ
る。
場合の渦電流センサーの配置を概略的に示す説明図であ
る。
【図２】周波数ｆ及び間隙Ｇを変化させた場合のコイル
のインピーダンスのベクトル変化を示すグラフである。
のインピーダンスのベクトル変化を示すグラフである。
【図３】スケール厚さＴ及び間隙Ｇを変化させた場合の
コイルのインピーダンスのベクトル変化を示すグラフで
ある。
コイルのインピーダンスのベクトル変化を示すグラフで
ある。
【図４】スケール成分比α及び間隙Ｇを変化させた場合
のコイルのインピーダンスのベクトル変化を示すグラフ
である。
のコイルのインピーダンスのベクトル変化を示すグラフ
である。
【図５】スケール成分比とインピーダンス変化量の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】本発明に従って求められたインピーダンス変化
量とスケール厚さＴの関係を示すグラフである。
量とスケール厚さＴの関係を示すグラフである。
１ 伝熱管 ２ スケール ３ 渦電流センサー ４ コイル ５ 接続ケーブル ６ インピーダンスメーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 保廣 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 熱交換器における一定範囲の肉厚の非磁
性伝熱管の外表面に付着した磁性スケールの厚さを渦電
流センサーを用いて測定する方法において、前記渦電流
センサーのコイルを一定範囲内の周波数で励磁して前記
スケールに渦電流を発生させ、その渦電流に起因する前
記コイルのインピーダンスを測定すると共に、前記渦電
流センサーと前記伝熱管の内壁面との間隙の変化による
インピーダンス変化に直交する成分のインピーダンス変
化を検出することにより、前記スケールの厚さを測定す
ることを特徴とするスケール厚さ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24788191A JPH0587510A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | スケール厚さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24788191A JPH0587510A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | スケール厚さ測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587510A true JPH0587510A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17169997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24788191A Pending JPH0587510A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | スケール厚さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587510A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428845B1 (ko) * | 1999-08-20 | 2004-04-28 | 주식회사 포스코 | 포터블용 강판 표면의 스케일층 측정장치 및 방법 |
| JP2012141271A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 付着物計測装置及び付着物計測方法並びに付着物計測プログラム |
| WO2023037664A1 (ja) | 2021-09-08 | 2023-03-16 | 三菱重工業株式会社 | スケール厚さの計測方法 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP24788191A patent/JPH0587510A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428845B1 (ko) * | 1999-08-20 | 2004-04-28 | 주식회사 포스코 | 포터블용 강판 표면의 스케일층 측정장치 및 방법 |
| JP2012141271A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 付着物計測装置及び付着物計測方法並びに付着物計測プログラム |
| US9207211B2 (en) | 2011-01-06 | 2015-12-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Deposit measurement apparatus, deposit measurement method, and computer-readable storage medium storing deposit measurement program |
| WO2023037664A1 (ja) | 2021-09-08 | 2023-03-16 | 三菱重工業株式会社 | スケール厚さの計測方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990629 |