JPH07111440B2 - Measuring method of gas flow - Google Patents

Measuring method of gas flow

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JPH07111440B2
JPH07111440B2 JP3195472A JP19547291A JPH07111440B2 JP H07111440 B2 JPH07111440 B2 JP H07111440B2 JP 3195472 A JP3195472 A JP 3195472A JP 19547291 A JP19547291 A JP 19547291A JP H07111440 B2 JPH07111440 B2 JP H07111440B2
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diameter
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光 平野
健 中島
裕二 池田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスの流れの計測方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas flow measuring method.

【0002】なお、ここでいう「ガスの流れの計測」と
は、ガスの流速の計測のみならず、ガス流分布の可視化
による計測をも意味するものである。
The term "measurement of gas flow" as used herein means not only measurement of gas flow velocity but also measurement by visualization of gas flow distribution.

【0003】[0003]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】レーザー
計測装置を用いたガス流速計測をはじめとする光計測装
置を用いたガスの流れの計測に使用するシーディング粒
子としては、SiO、TiO、SiC等の多孔質粒
子(平均粒子径0.5〜150μm程度)が用いられて
いた。レーザー計測装置を用いたガス流速の計測方法の
例としては、レーザードップラー流速計、フェーズドッ
プラー流速計などを用いた方法が挙げられる。この場合
は、平均粒子径0.5〜10μm程度の粒子が用いられ
ていた。
2. Description of the Related Art Seeding particles used for measuring a gas flow using an optical measuring device such as a gas velocity measuring device using a laser measuring device include SiO 2 and TiO 2 . 2 , porous particles such as SiC (average particle diameter of 0.5 to 150 μm) were used. Examples of the method of measuring the gas flow velocity using the laser measuring device include a method using a laser Doppler velocity meter, a phase Doppler velocity meter, or the like. In this case, particles having an average particle diameter of about 0.5 to 10 μm were used.

【0004】また、その他のガスの流れの計測方法の例
としては、フラッシュランプやパルスレーザーなどの瞬
間的かつ強力な光源を用いて、シーディング粒子の分布
を写真撮影することによりガスの流れを計測する方法が
挙げられる。この場合には、平均粒子径5〜150μm
程度の粒子が用いられていた。
As another example of the gas flow measuring method, the gas flow is measured by taking a photograph of the distribution of seeding particles using an instantaneous and powerful light source such as a flash lamp or a pulse laser. There is a method of measuring. In this case, the average particle size is 5 to 150 μm.
Some particles were used.

【0005】また、多孔質粒子としては、共沈法により
製造したもの、天然物を利用したものなどが挙げられ
る。
Examples of the porous particles include those produced by the coprecipitation method and those utilizing natural products.

【0006】従来より使用されている代表的なシーディ
ング粒子の電子顕微鏡写真を、図3〜図14に示す。
(図3、4はホワイトカーボン、図5、6はTiO
図7、8はタルク、図9、10はTiO+タルク、図
11、12は関東ロームから採取したもの、図13、1
4は白色溶融アルミナの写真である。)しかし、このよ
うなシーディング粒子は、写真にも明瞭に現れているよ
うに、下記1〜5のような欠点があり、ガスの流れ計測
誤差を大きくしていた。
Electron micrographs of typical seeding particles conventionally used are shown in FIGS.
(FIGS. 3 and 4 are white carbon, FIGS. 5 and 6 are TiO 2 ,
7 and 8 are talc, FIGS. 9 and 10 are TiO 2 + talc, FIGS. 11 and 12 are samples taken from Kanto Loam, and FIGS.
4 is a photograph of white fused alumina. However, such seeding particles, as clearly shown in the photograph, have the following defects 1 to 5 and increase the gas flow measurement error.

【0007】1)シーディング粒子の形状が不定型であ
るため、光検出器によって検出されるべき光の散乱断面
積は、光検出時における粒子の向きによって異なる。 2)粒子の粒径分布が広く、光の散乱断面積が粒子毎で
異なり、比較的大きい粒子が2つ以上の光の干渉ジマに
おいて同時に光を散乱する。
1) Since the seeding particles have an indeterminate shape, the scattering cross section of light to be detected by the photodetector differs depending on the direction of the particles at the time of light detection. 2) The particle size distribution of the particles is wide and the light scattering cross-section is different for each particle, and relatively large particles scatter light simultaneously in two or more light interference fringes.

【0008】3)粒子の見かけ比重が重いため、粒子が
ガスの流れに充分追従しない。
3) Since the apparent specific gravity of the particles is heavy, the particles do not sufficiently follow the gas flow.

【0009】4)粒径分布が広く見掛け比重の分布もあ
るため、粒子のガス流れに対する追従性がばらつき、ガ
ス流れの定量的評価ができない。
4) Since the particle size distribution is wide and the apparent specific gravity is also distributed, the followability of the particles to the gas flow varies, and the gas flow cannot be quantitatively evaluated.

【0010】5)粒子の表面に凹凸があり、粒子同志が
互いに引っ掛かって凝集を起こし、実効粒子径が増大す
る。
5) There are irregularities on the surface of the particles, the particles are caught by each other and agglomerate to increase the effective particle size.

【0011】また、シーディング粒子をガス流体へ混入
する従来の方法としては、例えば、スクリューフィーダ
ーで押し出したシーディング粒子を気流により吹き出す
方法、あるいはシーディング粒子を溶媒に懸濁させた
後、超音波加湿器で噴霧する方法などがある。
As a conventional method of mixing seeding particles into a gas fluid, for example, a method of blowing seeding particles extruded by a screw feeder with an air stream or after suspending the seeding particles in a solvent, There is a method of spraying with a sonic humidifier.

【0012】しかし、上記した方法にあっては、いずれ
もシーディング粒子の供給量が一定しないため、結果的
に計測誤差の原因となっていた。
However, in any of the above methods, the amount of seeding particles supplied was not constant, resulting in a measurement error.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで、上記の問題を解
決するために、次のような手段を講じた。
[Means for Solving the Problems] Therefore, in order to solve the above problems, the following means were taken.

【0014】すなわち、第1の発明である計測方法は、
光計測装置によるガスの流れの計測方法において、直径
0.5〜150μmのセラミックス多孔質の球状粒子を
シーディング粒子として用いた方法である。
That is, the measuring method according to the first invention is
This is a method of using ceramic porous spherical particles having a diameter of 0.5 to 150 μm as seeding particles in a gas flow measuring method using an optical measuring device.

【0015】前記計測方法のうち、レーザードップラー
流速計などのレーザー計測装置を用いたガス流速の計測
方法にあっては、直径0.5〜10μmの球状粒子を用
いることが好適である。その中でも、直径1.5〜2.
5μmの球状粒子を用いることがさらに好適である。
Among the above measuring methods, in the gas velocity measuring method using a laser measuring device such as a laser Doppler velocity meter, it is preferable to use spherical particles having a diameter of 0.5 to 10 μm. Among them, the diameter is 1.5-2.
It is further preferred to use spherical particles of 5 μm.

【0016】また、写真撮影を用いたガスの流れの計測
方法にあっては、直径5〜150mμmの球状粒子を用
いることが好適である。その中でも、直径30〜100
μmの球状粒子を用いることがさらに好適である。
In the method of measuring the gas flow using photography, it is preferable to use spherical particles having a diameter of 5 to 150 mμm. Among them, diameter 30-100
It is further preferred to use spherical particles of μm.

【0017】前記シーディング粒子が中空球状粒子であ
ることが好適である。
It is preferable that the seeding particles are hollow spherical particles.

【0018】前記シーディング粒子がSiOよりなる
ことが好適である。
It is preferable that the seeding particles are made of SiO 2 .

【0019】70%以上の前記シーディング粒子の粒子
径が、平均粒子径±50%の範囲内であることが好適で
ある。
It is preferable that 70% or more of the seeding particles have a particle diameter within a range of an average particle diameter of ± 50%.

【0020】前記シーディング粒子は逆ミセル法により
製造されることが好適である。
The seeding particles are preferably produced by the reverse micelle method.

【0021】この場合、シーディング粒子原料を含有す
る水溶液を孔径のほぼ均一な多孔質ガラス膜あるいは孔
径のほぼ均一な細孔を有する高分子膜から有機溶媒に押
出して径のそろった逆ミセルを形成することにより、前
記シーディング粒子を製造することがさらに好ましい。
一例として、SiO粒子を製造する場合には、前記シ
ーディング粒子原料として珪酸ナトリウムなどが用いら
れる。
In this case, an aqueous solution containing the seeding particle raw material is extruded from a porous glass membrane having a substantially uniform pore diameter or a polymer membrane having pores having a substantially uniform pore diameter into an organic solvent to prepare reverse micelles having uniform diameters. More preferably, the seeding particles are produced by forming.
As an example, in the case of producing SiO 2 particles, sodium silicate or the like is used as the seeding particle raw material.

【0022】メジャーリングホイール式粉体フィーダー
により、前記シーディング粒子をレーザー計測装置に供
給することが好適である。
It is preferable to supply the seeding particles to the laser measuring device by a measuring wheel type powder feeder.

【0023】[0023]

【作用】光計測装置を用いたガスの流れの計測に使用さ
れるシーディング粒子が球状であれば、光検出器によっ
て検出されるべき光の散乱断面積は、光検出時における
粒子の向きに関係なく一定となる。また、表面に引っ掛
かりを生じるような凹凸が存在しないため、2つ以上の
シーディング粒子が凝集しながら流体中を流れるような
ことはない。これらにより、ガスの流れの計測精度を向
上させることができる。
If the seeding particles used for measuring the gas flow using the optical measuring device are spherical, the scattering cross section of the light to be detected by the photodetector is It is constant regardless of. Further, since there is no unevenness that causes a catch on the surface, two or more seeding particles do not flow in the fluid while aggregating. These can improve the measurement accuracy of the gas flow.

【0024】シーディング粒子が中空球状粒子であれ
ば、見掛け比重が小さくなり、ガスの流れに追従しやす
くなる。これにより、ガスの流れの計測精度をより一層
向上させることができる。なお、前記中空球状のシーデ
ィング粒子は球状のシーディング粒子よりも、高い計測
精度が得られ、特に高速流体中において両者の差異は顕
著である。
If the seeding particles are hollow spherical particles, the apparent specific gravity becomes small and the gas flow is easily followed. Thereby, the measurement accuracy of the gas flow can be further improved. The hollow spherical seeding particles have higher measurement accuracy than the spherical seeding particles, and the difference between the two is remarkable especially in a high-speed fluid.

【0025】前記中空球状粒子における殻の厚みには特
に限定はないが、粒子の直径に対して1/3〜1/10
であることが好ましい。1/10未満であれば、流体中
において破壊し易く、また1/3を超えれば、中空であ
ることの効果があまり得られない。
The thickness of the shell in the hollow spherical particles is not particularly limited, but is 1/3 to 1/10 of the diameter of the particles.
Is preferred. If it is less than 1/10, it is easily broken in the fluid, and if it exceeds 1/3, the effect of being hollow cannot be obtained so much.

【0026】前記シーディング粒子の素材としては、白
色で化学的に安定であれば特に限定はなく、炭酸カルシ
ウム、炭酸バリウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩;珪
酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化銅などのアルカ
リ土類金属珪酸塩;SiO、酸化鉄、アルミナ等の金
属酸化物などが挙げられる。これらのうち、SiO
安価で、かつ耐熱性に優れている点から好ましい。耐熱
性に優れていれば、高温流体中でも破壊されることなく
充分使用し得る。
The material of the seeding particles is not particularly limited as long as it is white and chemically stable, and alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate; calcium silicate, magnesium silicate, copper oxide and the like. Alkaline earth metal silicates; examples thereof include metal oxides such as SiO 2 , iron oxide, and alumina. Of these, SiO 2 is preferable because it is inexpensive and has excellent heat resistance. If it has excellent heat resistance, it can be sufficiently used even in a high temperature fluid without being destroyed.

【0027】シーディング粒子の粒径分布は狭いほど望
ましいが、70%以上の前記シーディング粒子の粒子径
が、平均粒子径±50%の範囲内であれば、ほぼ均一な
光の散乱断面積を得ることができる。また、気流中にお
けるシーディング粒子の挙動、言い換えれば、ガスの流
れに対する追従のしやすさがほぼ一定となる。また、サ
ンプルデータレートが増加しても、平均有効データ率が
低下しない。すなわち、例えばレーザードップラー流速
計を用いたガス流速の計測方法において、従来では、単
位時間当りのデータ数(サンプルデータレート)を増や
すためにシーディング粒子の供給量を増加させても、平
均有効データ率が低下してしまい、サンプルデータレー
トは余り増加しない。しかし、本発明の方法を用いる
と、従来よりも大きな粒子濃度まで平均有効データ率が
低下しないため、サンプルデータレートを容易に増加さ
せることができる。
It is desirable that the particle size distribution of the seeding particles is narrow, but if the particle size of 70% or more of the seeding particles is within the range of the average particle size ± 50%, a substantially uniform light scattering cross-sectional area is obtained. Can be obtained. Further, the behavior of the seeding particles in the air flow, in other words, the easiness of following the gas flow is substantially constant. Further, even if the sample data rate increases, the average effective data rate does not decrease. That is, for example, in a gas velocity measurement method using a laser Doppler velocity meter, conventionally, even if the seeding particle supply amount is increased to increase the number of data per unit time (sample data rate), the average effective data is increased. The rate drops and the sample data rate does not increase much. However, using the method of the present invention, the sample effective data rate can be easily increased because the average effective data rate does not decrease to a particle concentration higher than the conventional one.

【0028】前記シーディング粒子を製造する際、逆ミ
セル法を採用すれば、球状のあるいは中空球状の多孔質
なシーディング粒子を安価に、しかも容易に製造するこ
とができる。
When the reverse micelle method is adopted when producing the seeding particles, it is possible to easily produce the spherical or hollow spherical porous seeding particles at low cost.

【0029】また、逆ミセルを作る際、反応物質の水溶
液を孔径のほぼ均一な多孔質ガラス膜あるいは孔径のほ
ぼ均一な細孔を有する高分子膜から有機溶媒に押し出す
方法を用いた場合には、粒子径が揃った、言い換えれば
粒径分布の狭い粒子を得ることができ、シーディング粒
子としてさらに望ましい。
Further, when a reverse micelle is produced, when an aqueous solution of a reactant is extruded into an organic solvent from a porous glass membrane having a substantially uniform pore size or a polymer membrane having pores having a substantially uniform pore size, Further, it is possible to obtain particles having a uniform particle diameter, in other words, a narrow particle diameter distribution, which is more desirable as a seeding particle.

【0030】シーディング粒子を、メジャーリングホイ
ール式粉体フィーダーによりレーザー計測装置に供給す
れば、その供給量を定量的に供給することができ、計測
精度の向上がより顕著に現れる。従来の方法では計測精
度が低かっため、一測定毎に計測精度の維守のための計
測部の条件設定が必要であった。しかし、本方法ではそ
れが不要となったため、一定時間内に多くの測定ができ
るようになる。
If the seeding particles are supplied to the laser measuring device by a measuring wheel type powder feeder, the supply amount can be quantitatively supplied, and the improvement of the measurement accuracy becomes more remarkable. Since the measurement accuracy is low in the conventional method, it is necessary to set the condition of the measurement unit to maintain the measurement accuracy for each measurement. However, since this method is not necessary in this method, many measurements can be performed within a fixed time.

【0031】写真撮影を用いたガスの流れの計測方法に
あっては、供給時のシーディング粒子の分布を一定にで
きるため、それ以後の粒子分布、すなわちガス分布を正
確に計測することができる。
In the method of measuring the gas flow using photography, the distribution of seeding particles at the time of supply can be made constant, so that the particle distribution after that, that is, the gas distribution can be measured accurately. .

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によりガスの流れの計測精度が著
しく向上した。
According to the present invention, the accuracy of gas flow measurement is significantly improved.

【0033】[0033]

【実施例】本発明をより一層明らかにするために、以下
に実施例を挙げる。
EXAMPLES In order to further clarify the present invention, examples will be given below.

【0034】実施例1 平均粒子径1.5μm、標準偏差0.3μmのSiO
からなる多孔質な中空球状シーディング粒子(殻の厚み
は粒子の直径に対して1/5)を用いて、メジャーリン
グホイール式粉体フィーダーおよびスクリューフィーダ
ーによる供給テストを行った。
Example 1 SiO 2 having an average particle size of 1.5 μm and a standard deviation of 0.3 μm
Using a porous hollow spherical seeding particle (the thickness of the shell of which is ⅕ of the diameter of the particle), the feeding test was performed using a measuring wheel type powder feeder and a screw feeder.

【0035】メジャーリングホイール式粉体フィーダ
ー、スクリューフィーダーの双方とも高い精度で供給す
ることができたが、特にメジャーリングホイール式粉体
フィーダーを用いれば、シーディング粒子を0.3±
0.01g/minの精度でレーザー計測装置に供給す
ることができ、スクリューフィーダーよりも約5倍高い
供給精度を得ることができた。レーザー計測装置を用い
たガス流速の計測において、計測装置への粒子の供給精
度が高ければ、ガス流速の計測装置によって得られる計
測精度も当然のことながら高いことが容易に予測され
る。
Both the measuring wheel type powder feeder and the screw feeder could be supplied with high accuracy, but if the measuring wheel type powder feeder is used, seeding particles of 0.3 ±
It was possible to supply to the laser measuring device with an accuracy of 0.01 g / min, and it was possible to obtain a supply accuracy about 5 times higher than that of the screw feeder. In the measurement of the gas flow velocity using the laser measuring device, if the accuracy of supplying the particles to the measuring device is high, it is easily predicted that the measuring accuracy obtained by the gas flow velocity measuring device is also high.

【0036】比較例1 従来から用いられていた凝集性の平均粒子径1.5μm
のSiOからなるシーディング粒子を用いて、メジャ
ーリングホイール式粉体フィーダーおよびスクリューフ
ィーダーによる供給テストを行なった。メジャーリング
ホイール式ではシーディング粒子が凝集してしまい、シ
ーディング粒子を供給できなかった。
Comparative Example 1 Cohesive average particle diameter of 1.5 μm which has been conventionally used
Using a seeding particle made of SiO 2 of No. 3, a feeding test was performed using a measuring wheel type powder feeder and a screw feeder. With the measuring wheel system, the seeding particles were aggregated and the seeding particles could not be supplied.

【0037】スクリューフィーダーによるシーディング
粒子の供給精度は、0.3±0.14g/minであ
り、実施例1と比較すれば、球状のシーディング粒子を
使用した方が、レーザー計測装置への供給精度が高いこ
とが判った。レーザー計測装置を用いたガス流速の計測
において、計測装置への粒子の供給精度が高ければ、ガ
ス流速の計測装置によって得られる計測精度も当然のこ
とながら高いことが容易に予測される。
The feeding accuracy of the seeding particles by the screw feeder is 0.3 ± 0.14 g / min. Compared with Example 1, it is better to use spherical seeding particles for the laser measuring device. It was found that the supply accuracy was high. In the measurement of the gas flow velocity using the laser measuring device, if the accuracy of supplying the particles to the measuring device is high, it is easily predicted that the measuring accuracy obtained by the gas flow velocity measuring device is also high.

【0038】参考例1および比較例2 従来より用いられている、非凝集性の平均粒子径5μm
のTiOからなるシーディング粒子を用いて、メジャ
ーリングホイール式粉体フィーダー(参考例1)、及び
スクリューフィーダー(比較例2)による供給テストを
行なった。供給精度はそれぞれ、0.3±0.02g/
min、0.3±0.08g/minであり、メジャー
リングホイール式粉体フィーダーの計測精度が優れてい
ることが判った。
Reference Example 1 and Comparative Example 2 Non-aggregating average particle diameter of 5 μm, which has been conventionally used.
Using the seeding particles of TiO 2 of No. 3, a feeding test was performed using a measuring wheel type powder feeder (Reference Example 1) and a screw feeder (Comparative Example 2). Supply accuracy is 0.3 ± 0.02g /
min, 0.3 ± 0.08 g / min, and it was found that the measuring accuracy of the measuring wheel type powder feeder was excellent.

【0039】実施例3 70%の粒子の粒子径が平均粒子径1.5μm±0.4
μmの範囲内であるSiOからなる中空球状のシーデ
ィング粒子(殻の厚みは粒子の直径に対して1/5)を
用い、下記の条件でレーザー計測装置による円筒内の空
気流の速度を測定した(平均流速約20m/min)。
Example 3 70% of the particles had an average particle diameter of 1.5 μm ± 0.4.
Using hollow spherical seeding particles (the thickness of the shell is 1/5 of the diameter of the particles) made of SiO 2 within the range of μm, the velocity of the air flow in the cylinder measured by the laser measuring device is It was measured (average flow velocity about 20 m / min).

【0040】 1.測定装置 ファイバータイプレーザードップラー流速計 (仕様)レーザー:He−Neレーザー レーザーパワー8mW×2 レンズ径:55mm 2.測定条件 測定中心周波数:20MHz バンド幅:±16MHz 有効サンプル数:5,000 シグナルゲイン:24dB フォトマル電圧:760V 結果を、表1に記載する。1. Measuring device Fiber type laser Doppler velocimeter (specification) Laser: He-Ne laser Laser power 8 mW x 2 Lens diameter: 55 mm 2. Measurement conditions Measurement center frequency: 20 MHz Bandwidth: ± 16 MHz Effective sample number: 5,000 Signal gain: 24 dB Photomal voltage: 760 V The results are shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1から明らかなように、サンプルデータ
レートが増加しても、計測精度を示す代表的指標の一つ
である平均有効データ率は余り低下せず、比較例3に比
べ、計測精度がよくなっていることが判る。
As is clear from Table 1, even if the sample data rate is increased, the average effective data rate, which is one of the representative indexes showing the measurement accuracy, does not decrease so much, and the measurement accuracy is higher than that of Comparative Example 3. You can see that is getting better.

【0043】実施例4 90%の粒子の粒子径が1〜5μmの範囲内であり、S
iOからなる中空球状のシーディング粒子(殻の厚み
は粒子の直径に対して1/5)を用い、実施例3と同様
の実験を行なった。その結果を、表2に記載する。
Example 4 90% of the particles had a particle size in the range of 1 to 5 μm, and S
hollow sphere of seeding particles consisting iO 2 (shell thickness 1/5 the diameter of the particles) used The experiment was conducted in the same manner as in Example 3. The results are shown in Table 2.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】表2から明らかなように、実施例3と比べ
るとシーディング粒子の粒径分布が広いために平均有効
データ率は劣るものの、高サンプルデータレートでも安
定した有効データ率が得られた。
As is clear from Table 2, the average effective data rate is inferior because the seeding particles have a wider particle size distribution than in Example 3, but a stable effective data rate was obtained even at a high sample data rate. .

【0046】比較例3 従来の代表的なシーディング粒子である、図3、4に示
す湿性法ホワイトカーボン(平均一次粒子径0.2μ
m、平均凝集粒子径(実効粒子径)6μm、日本シリカ
工業株式会社製、NIPSIL SS−50F)を用い
て、参考例1と同様の実験を行なった。その結果を表3
に記載する。
Comparative Example 3 Wet method white carbon (average primary particle diameter 0.2 μm) shown in FIGS.
m, average aggregate particle diameter (effective particle diameter) 6 μm, manufactured by Nippon Silica Industry Co., Ltd., NIPSIL SS-50F), and the same experiment as in Reference Example 1 was performed. The results are shown in Table 3.
Described in.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】表3から明らかなように、平均有効データ
率は、実施例3、4に比べ全体的に低く、特に高いサン
プルデータレートでは極端に低い結果となった。
As is apparent from Table 3, the average effective data rate was lower than those of Examples 3 and 4, and the extremely high sample data rate resulted in an extremely low result.

【0049】前記ホワイトカーボンを使用する代わりと
して、図3〜図14に示すような従来のシーディング粒
子を使用しても、上記と同様の結果が得られることが容
易に予測できる。
It can be easily predicted that the same results as above can be obtained by using the conventional seeding particles as shown in FIGS. 3 to 14 instead of using the white carbon.

【0050】実施例5 球状のシーディング粒子を使用した場合の計測精度と、
中空球状のシーディング粒子を使用した場合の計測精度
とを、レーザー計測装置におけるガス流体の速度を変え
て(低速時および高速時)調べるために、70%の粒子
の粒子径が平均粒子径2.5±0.7μmの範囲にある
球状粒子(図1、2参照)を用いて実施例3と同様の実
験を行なった。結果を表4に示す。
Example 5 Measurement accuracy when spherical seeding particles were used,
In order to examine the measurement accuracy when using hollow spherical seeding particles by changing the velocity of the gas fluid in the laser measuring device (at low speed and at high speed), 70% of the particles had an average particle diameter of 2 The same experiment as in Example 3 was conducted using spherical particles in the range of 0.5 ± 0.7 μm (see FIGS. 1 and 2). The results are shown in Table 4.

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】表4から明らかなように、双方とも、低速
時および高速時において、高い計測精度が得られたが、
特に高速時には、球状のシーディング粒子よりも中空球
状のシーディング粒子の方が計測精度が高かった。
As is clear from Table 4, in both cases, high measurement accuracy was obtained at low speed and high speed.
Particularly at high speed, the hollow spherical seeding particles had higher measurement accuracy than the spherical seeding particles.

【0053】実施例6および比較例4 従来から用いられている平均粒子径5μm、粒子比重6
g/cmのTiO製流体可視化用シーディング粒子
(比較例4に相当)と、前記シーディング粒子とほぼ同
一の平均流体追随挙動を持つ平均粒子径30μm、粒子
比重約1g/cmのSiO製多孔質球状粒子(実施
例6に相当、72%が粒子径±50%の範囲に入ってい
る。)を用い、写真撮影法により流体の可視化実験を行
なった。その結果、多孔質球状粒子における粒子1個当
たりの平均反射光量は、従来の粒子のそれの約20倍で
あった。
Example 6 and Comparative Example 4 Average particle diameter 5 μm and particle specific gravity 6 which have been conventionally used
g / cm 3 seeding particles for fluid visualization made of TiO 2 (corresponding to Comparative Example 4), having an average particle diameter of 30 μm and a particle specific gravity of about 1 g / cm 3 having almost the same average fluid following behavior as the seeding particles. Using SiO 2 porous spherical particles (corresponding to Example 6, 72% is in the range of particle diameter ± 50%), a fluid visualization experiment was conducted by a photography method. As a result, the average amount of reflected light per particle in the porous spherical particles was about 20 times that of the conventional particles.

【0054】また、層流領域における粒子の流れの広が
り幅にあっては、多孔質球状粒子は従来の粒子の約0.
8〜0.5倍であった。
In addition, in the width of the flow of particles in the laminar flow region, the porous spherical particles are about 0.
It was 8 to 0.5 times.

【0055】平均流体追随挙動がほぼ同一である場合に
おいて、平均反射光量すなわち信号量がより大きく、層
流領域における粒子の流れの広がり幅がより狭ければ、
当然のことながらガスの流れの計測精度が高いことが容
易に推測される。
When the average fluid following behavior is almost the same, if the average reflected light amount, that is, the signal amount is larger, and the spread width of the particle flow in the laminar flow region is narrower,
As a matter of course, it is easily inferred that the measurement accuracy of the gas flow is high.

【0056】また、比較例4で使用したシーディング粒
子の代わりとして、図3〜図14に示すような従来のシ
ーディング粒子を使用しても、上記と同様の結果が得ら
れることが容易に予測できる。
Further, even if the conventional seeding particles as shown in FIGS. 3 to 14 were used instead of the seeding particles used in Comparative Example 4, the same result as above was easily obtained. Can be predicted.

【0057】実施例7および比較例5 さらに、上記平均粒子径30μmのSiO製多孔質球
状粒子を用いる代わりに、平均粒子径100μmのSi
製多孔質球状粒子(実施例7に相当、72%が粒子
径±50%の範囲に入っている。)を用い、またこれと
ほぼ同一の流体追随挙動を持つTiO製流体可視化用
シーディング粒子(比較例5に相当)を用いて、上記と
同じ可視化実験を行なった。
Example 7 and Comparative Example 5 Further, instead of using the SiO 2 porous spherical particles having an average particle diameter of 30 μm, Si having an average particle diameter of 100 μm was used.
For visualizing a TiO 2 fluid using O 2 porous spherical particles (corresponding to Example 7, 72% is in the range of particle diameter ± 50%) and having substantially the same fluid following behavior. The same visualization experiment as described above was performed using seeding particles (corresponding to Comparative Example 5).

【0058】平均粒子径100μmのSiO製多孔質
球状粒子の方が、平均反射光量、及び層流領域における
粒子の流れの広がり幅、の双方に優位な結果が得られ
た。
The SiO 2 porous spherical particles having an average particle diameter of 100 μm were superior in both the average reflected light amount and the spread width of the particle flow in the laminar flow region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例5で使用した粒子の電子顕微鏡写真であ
る(倍率2,000倍)。
FIG. 1 is an electron micrograph of particles used in Example 5 (magnification: 2,000 times).

【図2】実施例5で使用した粒子の電子顕微鏡写真であ
る(倍率10,000倍)。
FIG. 2 is an electron micrograph of particles used in Example 5 (magnification: 10,000 times).

【図3】比較例3で使用した粒子の電子顕微鏡写真であ
る(倍率10,000倍)。
FIG. 3 is an electron micrograph of particles used in Comparative Example 3 (magnification: 10,000 times).

【図4】比較例3で使用した粒子の電子顕微鏡写真であ
る(倍率50,000倍)。
FIG. 4 is an electron micrograph of particles used in Comparative Example 3 (magnification: 50,000).

【図5】従来より使用されていた粒子(TiO)の電
子顕微鏡写真である(倍率10,000倍)。
FIG. 5 is an electron micrograph of particles (TiO 2 ) used conventionally (magnification: 10,000 times).

【図6】従来より使用されていた粒子(TiO)の電
子顕微鏡写真である(倍率50,000倍)。
FIG. 6 is an electron micrograph of particles (TiO 2 ) used conventionally (magnification: 50,000).

【図7】従来より使用されていた粒子(タルク)の電子
顕微鏡写真である(倍率1,000倍)。
FIG. 7 is an electron micrograph of conventionally used particles (talc) (magnification: 1,000 times).

【図8】従来より使用されていた粒子(タルク)の電子
顕微鏡写真である(倍率10,000倍)。
FIG. 8 is an electron micrograph of particles (talc) used conventionally (magnification: 10,000 times).

【図9】従来より使用されていた粒子(TiO+タル
ク)の電子顕微鏡写真である(倍率10,000倍)。
FIG. 9 is an electron micrograph of conventionally used particles (TiO 2 + talc) (magnification: 10,000 times).

【図10】従来より使用されていた粒子(TiO+タ
ルク)の電子顕微鏡写真である(倍率50,000
倍)。
FIG. 10 is an electron micrograph of conventionally used particles (TiO 2 + talc) (magnification: 50,000).
Times).

【図11】従来より使用されていた粒子(関東ロームか
ら採取したもの)の電子顕微鏡写真である(倍率10,
000倍)。
FIG. 11 is an electron micrograph of conventionally used particles (collected from Kanto Loam) (magnification: 10,
000 times).

【図12】従来より使用されていた粒子(関東ロームか
ら採取したもの)の電子顕微鏡写真である(倍率50,
000倍)。
FIG. 12 is an electron micrograph of conventionally used particles (collected from Kanto Loam) (magnification 50,
000 times).

【図13】従来より使用されていた粒子(白色溶融アル
ミナ)の電子顕微鏡写真である(倍率2,000倍)。
FIG. 13 is an electron micrograph of conventionally used particles (white fused alumina) (magnification: 2,000 times).

【図14】従来より使用されていた粒子(白色溶融アル
ミナ)の電子顕微鏡写真である(倍率10,000
倍)。
FIG. 14 is an electron micrograph of conventionally used particles (white fused alumina) (magnification: 10,000).
Times).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 裕二 兵庫県神戸市灘区水車新田字宮坂111−1 −205 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Ikeda 111-1 -205 Miyasaka, Ninata, Ninya, Nada Ward, Kobe City, Hyogo Prefecture

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シーディング粒子としてセラミックスの多
孔質粒子を用いた光計測装置によるガスの流れの計測方
法において、 前記シーディング粒子が、直径0.5〜150μmの球
状粒子であることを特徴とするガスの流れの計測方法。
1. A method of measuring a gas flow by an optical measuring device using porous ceramic particles as seeding particles, wherein the seeding particles are spherical particles having a diameter of 0.5 to 150 μm. Measuring method of gas flow.
【請求項2】レーザードップラー流速計などのレーザー
計測装置を用いて、ガス流速を計測する方法において、 前記シーディング粒子が、直径0.5〜10μmの球状
粒子であることを特徴とする請求項1に記載のガスの流
れの計測方法。
2. A method for measuring a gas flow velocity using a laser measuring device such as a laser Doppler velocity meter, wherein the seeding particles are spherical particles having a diameter of 0.5 to 10 μm. 1. The method for measuring the gas flow according to 1.
【請求項3】フラッシュランプやパルスレーザー等の瞬
間的かつ強力な光源を用いて、シーディング粒子の分布
を写真撮影することにより、ガスの流れを計測するガス
の流れの計測方法において、 前記シーディング粒子が、直径5〜150μmの球状粒
子であることを特徴とする請求項1に記載のガスの流れ
の計測方法。
3. A gas flow measuring method for measuring a gas flow by taking a photograph of a distribution of seeding particles using an instantaneous and powerful light source such as a flash lamp or a pulse laser. The gas flow measuring method according to claim 1, wherein the ding particles are spherical particles having a diameter of 5 to 150 μm.
【請求項4】前記シーディング粒子が中空球状粒子であ
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
のガスの流れの計測方法。
4. The gas flow measuring method according to claim 1, wherein the seeding particles are hollow spherical particles.
【請求項5】前記シーディング粒子がSiOよりなる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
ガスの流れの計測方法。
5. The gas flow measuring method according to claim 1, wherein the seeding particles are made of SiO 2 .
【請求項6】70%以上のシーディング粒子の粒子径
が、平均粒子径±50%の範囲内であることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスの流れの計
測方法。
6. The gas flow according to claim 1, wherein 70% or more of the seeding particles have an average particle size of ± 50%. Measuring method.
【請求項7】前記シーディング粒子が逆ミセル法により
製造されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1
項に記載のガスの流れの計測方法。
7. The seeding particle is produced by a reverse micelle method, according to claim 1.
The method for measuring the flow of gas according to item.
【請求項8】シーディング粒子原料を含有する水溶液を
孔径のほぼ均一な多孔質ガラス膜あるいは孔径のほぼ均
一な細孔を有する高分子膜から有機溶媒に押出して逆ミ
セルを形成することにより、前記シーディング粒子が製
造されたことを特徴とする請求項7に記載のガスの流れ
の計測方法。
8. A reverse micelle is formed by extruding an aqueous solution containing a seeding particle raw material from a porous glass membrane having a substantially uniform pore diameter or a polymer membrane having pores having a substantially uniform pore diameter into an organic solvent to form reverse micelles. The gas flow measuring method according to claim 7, wherein the seeding particles are manufactured.
【請求項9】メジャーリングホイール式粉体フィーダー
により、前記シーディング粒子をレーザー計測装置など
の光計測装置に供給することを特徴とする請求項1〜8
のいずれか1項に記載のガスの流れの計測方法。
9. The measuring wheel type powder feeder supplies the seeding particles to an optical measuring device such as a laser measuring device.
The method for measuring the gas flow according to any one of 1.
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