JPH07217813A - 音響的放射信号コレクター及び音響的放射センサー - Google Patents
音響的放射信号コレクター及び音響的放射センサーInfo
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- JPH07217813A JPH07217813A JP7022368A JP2236895A JPH07217813A JP H07217813 A JPH07217813 A JP H07217813A JP 7022368 A JP7022368 A JP 7022368A JP 2236895 A JP2236895 A JP 2236895A JP H07217813 A JPH07217813 A JP H07217813A
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/42—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices
- F22B37/421—Arrangements for detecting leaks
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、ＰＲボイラーに使用できる
音響的放射信号コレクタを提供することである。 【構成】 炉壁管２０の漏れを監視するための音響的放
射信号コレクター１０は、炉壁管２０に固着されかつク
ロス部材１６に結合される複数の導波路１２を使用す
る。クロス部材１６上に位置付けられる音響放射センサ
ー１８は、炉壁管２０からクロス部材１６へ伝達される
漏れを感知する。別の実施例は、ある角度で曲げられて
炉壁管２０に固着された叉２６もしくは導波路を含んで
いる。
音響的放射信号コレクタを提供することである。 【構成】 炉壁管２０の漏れを監視するための音響的放
射信号コレクター１０は、炉壁管２０に固着されかつク
ロス部材１６に結合される複数の導波路１２を使用す
る。クロス部材１６上に位置付けられる音響放射センサ
ー１８は、炉壁管２０からクロス部材１６へ伝達される
漏れを感知する。別の実施例は、ある角度で曲げられて
炉壁管２０に固着された叉２６もしくは導波路を含んで
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概して音響的放射信号
の検出技術に関し、さらに詳しく言うと、高圧下の水あ
るいは蒸気のような流体を含む膜状炉壁管における漏れ
を検出するための音響的放射信号コレクターに関する。
本発明は、また膜状バーによって物理的に結合されるの
ではなく、同一平面内にあるいくつかの平行に配列され
た管に対しての応用も見いだすだろう。
の検出技術に関し、さらに詳しく言うと、高圧下の水あ
るいは蒸気のような流体を含む膜状炉壁管における漏れ
を検出するための音響的放射信号コレクターに関する。
本発明は、また膜状バーによって物理的に結合されるの
ではなく、同一平面内にあるいくつかの平行に配列され
た管に対しての応用も見いだすだろう。
【０００２】
【従来技術及び解決課題】従来の燃料を燃焼する実用ボ
イラーにおける管の漏れは、早めの検出が二次的損害を
最小にし順序だった活動停止を可能にするので、主に経
済面での関心事である。即座の活動停止が可能でない場
合、漏れ検出装置は、漏れの進行のオンライン表示を提
供して、ピーク需要が満たされるまでの数時間ボイラー
の動作が継続できるかどうかを決定する。
イラーにおける管の漏れは、早めの検出が二次的損害を
最小にし順序だった活動停止を可能にするので、主に経
済面での関心事である。即座の活動停止が可能でない場
合、漏れ検出装置は、漏れの進行のオンライン表示を提
供して、ピーク需要が満たされるまでの数時間ボイラー
の動作が継続できるかどうかを決定する。
【０００３】プロセス回収（ＰＲ）ボイラーにおける管
の漏れは、流体流からの水が少量でも炉床上のナトリウ
ムの豊富な精練層（スメルト・ベッド）へ導入されると
破局的な結果となるので、主に安全面での関心事であ
る。溶融水反応（スメルト・ウォータ・リアクション）
は、非常に激しく、高価な装置の損傷、人への怪我、最
悪の場合には死亡事故をも引き起こす爆発につながる。
の漏れは、流体流からの水が少量でも炉床上のナトリウ
ムの豊富な精練層（スメルト・ベッド）へ導入されると
破局的な結果となるので、主に安全面での関心事であ
る。溶融水反応（スメルト・ウォータ・リアクション）
は、非常に激しく、高価な装置の損傷、人への怪我、最
悪の場合には死亡事故をも引き起こす爆発につながる。
【０００４】１９８０年代の初めから、空気伝送（エア
ボーネ）漏れ検出装置は、米国内市場での実用ボイラー
内に盛んに使用されてきた。この装置は、漏れ（部分）
と音響圧力センサー表面との間のガス媒体を介しての音
波の伝播による。いくつかのセンサーが、代表的に所定
の設備に使用される。これらは、長半径のエルボーを形
成するように曲げられた内径（ＩＤ）２．５４ｃｍ（１
インチ）のパイプから製造された導波路を使って入手可
能な観察用の人のアクセスするドアに固着される。
ボーネ）漏れ検出装置は、米国内市場での実用ボイラー
内に盛んに使用されてきた。この装置は、漏れ（部分）
と音響圧力センサー表面との間のガス媒体を介しての音
波の伝播による。いくつかのセンサーが、代表的に所定
の設備に使用される。これらは、長半径のエルボーを形
成するように曲げられた内径（ＩＤ）２．５４ｃｍ（１
インチ）のパイプから製造された導波路を使って入手可
能な観察用の人のアクセスするドアに固着される。
【０００５】最も初期の設備は、ポート及び導波路を検
査したり掃除したりして装置の感度を維持するのをプラ
ント操作人に頼っていた。導波路の玉弁もしくはポート
ドアが瞬間的に開かれると、炉の通風が開口をきれいに
できるというものであった。さらに最近では、空気伝送
装置は、自動清浄器とともに取りつけられていた。自動
清浄器は、灰が放っておかれて灰まみれになっている場
合に非常によく働く。さらに甚だしい場合で、灰が焼結
して固くなると、上記方法でも除去するのがずっと困難
になる。
査したり掃除したりして装置の感度を維持するのをプラ
ント操作人に頼っていた。導波路の玉弁もしくはポート
ドアが瞬間的に開かれると、炉の通風が開口をきれいに
できるというものであった。さらに最近では、空気伝送
装置は、自動清浄器とともに取りつけられていた。自動
清浄器は、灰が放っておかれて灰まみれになっている場
合に非常によく働く。さらに甚だしい場合で、灰が焼結
して固くなると、上記方法でも除去するのがずっと困難
になる。
【０００６】管の漏れが発生すると、空気伝送及び構造
体伝送（ストラクチャー・ボーネ）の両方の音響的エネ
ルギーが発生される。米国では１９８０代の初めから、
ヨーロッパでは１９７０年代中頃から空気伝送漏れ検出
装置が、監視用に使用されてきた。この技術は、さらに
化学的なプロセス回収、つまり製紙工場で使用されるＰ
Ｒボイラー内の限定される領域に応用される。構造体伝
送装置は、パイプライン及び給水ヒータの応用に限定さ
れていた。このような応用に使用されていたので、用
語、空気伝送信号は、ボイラーの燃焼ガスを介して伝播
する信号であり、そして構造体伝送信号は音響的放射
（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）信号もしくは
ＡＥ信号と呼ばれる。
体伝送（ストラクチャー・ボーネ）の両方の音響的エネ
ルギーが発生される。米国では１９８０代の初めから、
ヨーロッパでは１９７０年代中頃から空気伝送漏れ検出
装置が、監視用に使用されてきた。この技術は、さらに
化学的なプロセス回収、つまり製紙工場で使用されるＰ
Ｒボイラー内の限定される領域に応用される。構造体伝
送装置は、パイプライン及び給水ヒータの応用に限定さ
れていた。このような応用に使用されていたので、用
語、空気伝送信号は、ボイラーの燃焼ガスを介して伝播
する信号であり、そして構造体伝送信号は音響的放射
（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）信号もしくは
ＡＥ信号と呼ばれる。
【０００７】米国特許第５，１３４，８７６号は、現在
の音響的放射漏れ検出装置を基準化しかつ／あるいは特
徴付けるための音響的放射漏れシミュレータを開示す
る。米国特許第４，９６０，０７９号及び第５，１０
１，７７４号は、製紙用パルプ工場の回収ボイラーのた
めの音響漏れ検出装置を開示する。米国特許第４，６９
６，１９１号は、空隙を含む流体を通る拡散超音波領域
の減衰及びドップラーシフトを測定することによって流
体中の空隙及び粒子を検出することに関する。米国特許
第４，９８０，６７４号は、音響的に灰の堆積を監視す
る装置及び方法に関する。
の音響的放射漏れ検出装置を基準化しかつ／あるいは特
徴付けるための音響的放射漏れシミュレータを開示す
る。米国特許第４，９６０，０７９号及び第５，１０
１，７７４号は、製紙用パルプ工場の回収ボイラーのた
めの音響漏れ検出装置を開示する。米国特許第４，６９
６，１９１号は、空隙を含む流体を通る拡散超音波領域
の減衰及びドップラーシフトを測定することによって流
体中の空隙及び粒子を検出することに関する。米国特許
第４，９８０，６７４号は、音響的に灰の堆積を監視す
る装置及び方法に関する。
【０００８】ほとんどの従来のボイラー設備における漏
れの時宜を得た検出は、二次的損害を最小にすることに
より、かつ緊急の活動停止を省きかつ失われた発生容量
の取り替えによってかなりのコスト節約になる。ＰＲボ
イラーにはかなりの財物の損害及び人への危害という可
能性が存在するので、早めの漏れ検出は、安全性及び経
済面での関心事である。構造体伝送式の音響的放射の監
視は、ＰＲボイラーの最も重要な領域、すなわち炉の底
部において信頼して動作することができない空気伝送装
置に生じていた多くの問題を解決する可能性をもつ。
れの時宜を得た検出は、二次的損害を最小にすることに
より、かつ緊急の活動停止を省きかつ失われた発生容量
の取り替えによってかなりのコスト節約になる。ＰＲボ
イラーにはかなりの財物の損害及び人への危害という可
能性が存在するので、早めの漏れ検出は、安全性及び経
済面での関心事である。構造体伝送式の音響的放射の監
視は、ＰＲボイラーの最も重要な領域、すなわち炉の底
部において信頼して動作することができない空気伝送装
置に生じていた多くの問題を解決する可能性をもつ。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、検査されるべ
き対象物に固着される複数の導波路に結合されるクロス
部材を使用する音響的放射コレクタを提供することによ
って従来技術の上記問題及びその他を解決する。音響的
放射信号は、前記導波路に沿って前記クロス部材へ伝わ
り、音響的放射センサーを使用して検出される。便利な
ことに、前記クロス部材が、信号源及びセンサー間でよ
り一定の形状を提供することで、信号損失の発生を少な
くする。好ましい実施例は、複数の前記導波路が前記ク
ロス部材に結合されて監視される複数の炉壁管を含んで
いる。
き対象物に固着される複数の導波路に結合されるクロス
部材を使用する音響的放射コレクタを提供することによ
って従来技術の上記問題及びその他を解決する。音響的
放射信号は、前記導波路に沿って前記クロス部材へ伝わ
り、音響的放射センサーを使用して検出される。便利な
ことに、前記クロス部材が、信号源及びセンサー間でよ
り一定の形状を提供することで、信号損失の発生を少な
くする。好ましい実施例は、複数の前記導波路が前記ク
ロス部材に結合されて監視される複数の炉壁管を含んで
いる。
【００１０】従って、本発明の目的の一つは、音響的放
射信号コレクタに関する。本発明の第二の目的は、複数
の炉壁管、あるいは漏れに対して平行な管のその他の配
列を同時に監視するための音響的放射センサーに関す
る。本発明の第三の目的は、設計が簡単で構成が堅固で
製造費が経済的である音響的放射信号コレクタを提供す
ることである。
射信号コレクタに関する。本発明の第二の目的は、複数
の炉壁管、あるいは漏れに対して平行な管のその他の配
列を同時に監視するための音響的放射センサーに関す
る。本発明の第三の目的は、設計が簡単で構成が堅固で
製造費が経済的である音響的放射信号コレクタを提供す
ることである。
【００１１】本発明を特徴付ける新規な種々の特徴は、
この明細書に添付されてその一部を構成する特許請求の
範囲に詳細に指摘される。本発明を詳しく理解するため
に、本発明の好ましい実施例が例示される添付図面を参
照されたい。
この明細書に添付されてその一部を構成する特許請求の
範囲に詳細に指摘される。本発明を詳しく理解するため
に、本発明の好ましい実施例が例示される添付図面を参
照されたい。
【００１２】
【実施例】構造体伝送信号は、代表的には漏れ検出とし
て最も重要な周波数１００〜３００ＫＨｚを含む５０Ｋ
Ｈｚから５００ＫＨｚ程度の高い周波数までの範囲であ
る。これらの信号は、一般に、均質材料製の一様な構造
体を介して単位距離の倍当たり６ｄＢの減衰曲線を持つ
と仮定される。溶接形式構造体は多数の不連続部をもつ
ため、ＡＥ信号が（連続部よりも）非常に大きい予測で
きない損失を受ける。このため、構造体伝送の漏れ検出
装置は、機械的に給水ヒータ及びパイプラインの監視に
は使用されるけれども、一般にボイラーには応用されな
かった。ＰＲボイラーに対して、炉の重要な底部領域を
監視するための他の実用的な代替物はないと思われる。
て最も重要な周波数１００〜３００ＫＨｚを含む５０Ｋ
Ｈｚから５００ＫＨｚ程度の高い周波数までの範囲であ
る。これらの信号は、一般に、均質材料製の一様な構造
体を介して単位距離の倍当たり６ｄＢの減衰曲線を持つ
と仮定される。溶接形式構造体は多数の不連続部をもつ
ため、ＡＥ信号が（連続部よりも）非常に大きい予測で
きない損失を受ける。このため、構造体伝送の漏れ検出
装置は、機械的に給水ヒータ及びパイプラインの監視に
は使用されるけれども、一般にボイラーには応用されな
かった。ＰＲボイラーに対して、炉の重要な底部領域を
監視するための他の実用的な代替物はないと思われる。
【００１３】ＰＲボイラーの炉の低部内での信頼できか
つ長期間の空気伝送式の漏れ検出は、溶融物が壁を流れ
落ちてポートを塞ぐため非常に難しい。それに、この溶
融物が冷えるとコンクリートのような硬物に対するチュ
ーインガムのようになるために、ポートをきれいにする
ことが非常に難しい。
つ長期間の空気伝送式の漏れ検出は、溶融物が壁を流れ
落ちてポートを塞ぐため非常に難しい。それに、この溶
融物が冷えるとコンクリートのような硬物に対するチュ
ーインガムのようになるために、ポートをきれいにする
ことが非常に難しい。
【００１４】同一番号がいくつかの図面を通じて同一あ
るいは同様の対象物を指示する図面を参照すると、特に
図１を参照すると、本発明による、全体を１０で指示さ
れる一つの実施例の略図が図示される。音響的放射セン
サー１０は、例えば溶接１４によって共通のクロス部材
１６に固着されるいくつかの音響的放射信号用導波路１
２を使用する。音響的放射センサー１８は、クロス部材
１６上に配置されて、いくつかの炉壁管２０の漏れを同
時に監視する。ボイラー技術では知られるように、炉壁
管２０は、膜パネルを形成するように膜バー２２で結合
される。膜バー２２は、例えば連続溶接２４により、炉
壁２０に固着される。これらの水冷管と膜バーとは、パ
ネル幅を変えて工場で製造される。水冷管と膜バーと
は、幅９．１４〜１２．１９２ｍ（３０〜４０フィー
ト）の範囲の壁を構成するのに使用される。一つの壁
は、たいてい百あるいはそれ以上の炉壁管２０から構成
される。
るいは同様の対象物を指示する図面を参照すると、特に
図１を参照すると、本発明による、全体を１０で指示さ
れる一つの実施例の略図が図示される。音響的放射セン
サー１０は、例えば溶接１４によって共通のクロス部材
１６に固着されるいくつかの音響的放射信号用導波路１
２を使用する。音響的放射センサー１８は、クロス部材
１６上に配置されて、いくつかの炉壁管２０の漏れを同
時に監視する。ボイラー技術では知られるように、炉壁
管２０は、膜パネルを形成するように膜バー２２で結合
される。膜バー２２は、例えば連続溶接２４により、炉
壁２０に固着される。これらの水冷管と膜バーとは、パ
ネル幅を変えて工場で製造される。水冷管と膜バーと
は、幅９．１４〜１２．１９２ｍ（３０〜４０フィー
ト）の範囲の壁を構成するのに使用される。一つの壁
は、たいてい百あるいはそれ以上の炉壁管２０から構成
される。
【００１５】水あるいは蒸気のような加圧流体が、一つ
の炉壁管の小さな孔を介して漏れ出ると、漏れ流体とホ
ール境界との相互作用によって音響的放射信号が発生さ
れる。図１の矢印ａで示されるこの信号は、炉壁管の表
面に沿って移動した後、固着された導波路１２の表面に
沿ってクロス部材１６へ移動する。そしてそこで、この
信号は、当該技術分野で知られる信号処理制御及びディ
スプレイに接続されている音響的放射センサー１８によ
って検出される。
の炉壁管の小さな孔を介して漏れ出ると、漏れ流体とホ
ール境界との相互作用によって音響的放射信号が発生さ
れる。図１の矢印ａで示されるこの信号は、炉壁管の表
面に沿って移動した後、固着された導波路１２の表面に
沿ってクロス部材１６へ移動する。そしてそこで、この
信号は、当該技術分野で知られる信号処理制御及びディ
スプレイに接続されている音響的放射センサー１８によ
って検出される。
【００１６】クロス部材１６は炉壁管２０間の相互結合
よりももっと一定の形状をもつので、信号損失の発生が
少なくなり、一つもしくはそれ以上の炉壁管にそれぞれ
固着される対応する数の導波路を使用して炉壁管の各々
がセンサーを必要とした場合よりもさらに多くの炉壁管
が一つのセンサーで監視できるようになる。
よりももっと一定の形状をもつので、信号損失の発生が
少なくなり、一つもしくはそれ以上の炉壁管にそれぞれ
固着される対応する数の導波路を使用して炉壁管の各々
がセンサーを必要とした場合よりもさらに多くの炉壁管
が一つのセンサーで監視できるようになる。
【００１７】音響的放射信号の波長は、非常に短い（イ
ンチの何分の一の程度）。これは、はっきりした不連続
部及び溶接結合部の存在下ではかなりの信号損失につな
がる。これらの信号は、単一の管に沿って比較的長い距
離を移動できるけれども、これら信号はその大部分を減
衰されて膜壁形態を介しての管から管への短い距離を移
動する。構造体伝送漏れ装置が実用的であるには、この
装置が、信号損失を最小にして信号を漏れ位置からセン
サーへ移動させなければならない。さもなければ、セン
サーの最大の水平方向の間隔は、ほんの数個の炉壁管だ
けの離間距離に限定される。
ンチの何分の一の程度）。これは、はっきりした不連続
部及び溶接結合部の存在下ではかなりの信号損失につな
がる。これらの信号は、単一の管に沿って比較的長い距
離を移動できるけれども、これら信号はその大部分を減
衰されて膜壁形態を介しての管から管への短い距離を移
動する。構造体伝送漏れ装置が実用的であるには、この
装置が、信号損失を最小にして信号を漏れ位置からセン
サーへ移動させなければならない。さもなければ、セン
サーの最大の水平方向の間隔は、ほんの数個の炉壁管だ
けの離間距離に限定される。
【００１８】本発明は、炉壁の膜構造により被るこの構
造体伝送信号の損失を解決する。便利なことに、本発明
は、さらに非膜壁形態あるいはその他の同様の形態に対
しても使用できる。使用される炉壁パネルに関する検査
では、センサーが長手方向及び横断方向の両方（すなわ
ち、長手方向は管軸沿いの方向を意味し、横断方向は管
軸と交差する方向を意味する）でほぼ同じ感度で漏れ信
号を検出できることを示した。一つの管に固着された単
一の音響的放射導波路１２は、長手方向の場合に横断方
向の場合の１２倍の感度を示した。結果として、壁のあ
る与えられた面積を監視するのには、マニホールド型導
波路を使う場合よりも一個の導波路を使う場合の方が多
くのセンサーを必要とする。
造体伝送信号の損失を解決する。便利なことに、本発明
は、さらに非膜壁形態あるいはその他の同様の形態に対
しても使用できる。使用される炉壁パネルに関する検査
では、センサーが長手方向及び横断方向の両方（すなわ
ち、長手方向は管軸沿いの方向を意味し、横断方向は管
軸と交差する方向を意味する）でほぼ同じ感度で漏れ信
号を検出できることを示した。一つの管に固着された単
一の音響的放射導波路１２は、長手方向の場合に横断方
向の場合の１２倍の感度を示した。結果として、壁のあ
る与えられた面積を監視するのには、マニホールド型導
波路を使う場合よりも一個の導波路を使う場合の方が多
くのセンサーを必要とする。
【００１９】図２は、本発明による音響的放射マニホー
ルドについての長手方向及び横断方向の感度あるいは減
衰をグラフ形式で図示する。１１２，４９６ｋｇ／ｍ2
（１６０ｐｓｉｇ）の加圧窒素が、６．３５ｍｍ（１／
４インチ）の孔を介して放出された。図２は、単一の管
と複数の管とについて得られた長手方向及び横断方向の
減衰プロフィールについてのデータを示す。
ルドについての長手方向及び横断方向の感度あるいは減
衰をグラフ形式で図示する。１１２，４９６ｋｇ／ｍ2
（１６０ｐｓｉｇ）の加圧窒素が、６．３５ｍｍ（１／
４インチ）の孔を介して放出された。図２は、単一の管
と複数の管とについて得られた長手方向及び横断方向の
減衰プロフィールについてのデータを示す。
【００２０】図３は、６．３５ｍｍ（１／４インチ）の
孔を通る４２，１８６ｋｇ／ｍ2 （６０ｐｓｉｇ）の加
圧空気を使用する模擬漏れをもつ一つの炉壁管の単一の
音響導波路についての感度（減衰）を示す。図１を参照
すると、導波路は、十分な溶け込み溶接１４で固着され
る３０４ステンレス鋼のような直径６．３５ｍｍ（１／
４インチ）のステンレス鋼製あるいは金属製の棒を含ん
でいる。クロス部材１６もまた、３０４ステンレス鋼の
ような金属から製造される。クロス部材１６から膜バー
２２までの距離ｄは、応用に応じて調整できる。検査さ
れた実施例では、導波路の長さは、およそ３０．４８ｃ
ｍ（１２インチ）であった。当然ながら、これらの導波
路１２とクロス部材１６とは、放出信号を導波路１２に
沿ってクロス部材１６を介し音響的放射センサー１８へ
伝達可能にする何らかの材料から製造できることは容易
にわかるだろう。さらに、一つの音響的放射センサー１
８が図示されているが、クロス部材１６に沿って所定の
距離毎に複数のこれらのセンサー１８を使用すこともで
きることは理解されるだろう。
孔を通る４２，１８６ｋｇ／ｍ2 （６０ｐｓｉｇ）の加
圧空気を使用する模擬漏れをもつ一つの炉壁管の単一の
音響導波路についての感度（減衰）を示す。図１を参照
すると、導波路は、十分な溶け込み溶接１４で固着され
る３０４ステンレス鋼のような直径６．３５ｍｍ（１／
４インチ）のステンレス鋼製あるいは金属製の棒を含ん
でいる。クロス部材１６もまた、３０４ステンレス鋼の
ような金属から製造される。クロス部材１６から膜バー
２２までの距離ｄは、応用に応じて調整できる。検査さ
れた実施例では、導波路の長さは、およそ３０．４８ｃ
ｍ（１２インチ）であった。当然ながら、これらの導波
路１２とクロス部材１６とは、放出信号を導波路１２に
沿ってクロス部材１６を介し音響的放射センサー１８へ
伝達可能にする何らかの材料から製造できることは容易
にわかるだろう。さらに、一つの音響的放射センサー１
８が図示されているが、クロス部材１６に沿って所定の
距離毎に複数のこれらのセンサー１８を使用すこともで
きることは理解されるだろう。
【００２１】次に、図４及び５を参照すると、本発明の
別の実施例が図示される。これらの設計では、音響的放
射信号コレクタは、Ｔ型断面をもつ標準的な構造の鋼か
ら製造できる。この設計の利点は、炉壁管毎に必要な溶
接が一点だけですむということである。図４は短い半径
の設計をもつ音響的放射信号コレクタを示し、一方図５
は長い半径の設計をもつ別の実施例を示す。これらの図
に見られるように、各導波路１２は、炉壁管２０に結合
される端部で先細になっていて各側部に曲線部（１２
ａ、１２ｂ）を含んでいる。他方の端部は、各側部（１
２ａ、１２ｂ）の曲率半径を画定しながら広がってい
る。この広がった部分は、クロス部材１６と一体あるい
はこれに固着される。図４及び５に図示されるこの設計
は、機械加工の作業が少ないために製造するのが安価で
済む。
別の実施例が図示される。これらの設計では、音響的放
射信号コレクタは、Ｔ型断面をもつ標準的な構造の鋼か
ら製造できる。この設計の利点は、炉壁管毎に必要な溶
接が一点だけですむということである。図４は短い半径
の設計をもつ音響的放射信号コレクタを示し、一方図５
は長い半径の設計をもつ別の実施例を示す。これらの図
に見られるように、各導波路１２は、炉壁管２０に結合
される端部で先細になっていて各側部に曲線部（１２
ａ、１２ｂ）を含んでいる。他方の端部は、各側部（１
２ａ、１２ｂ）の曲率半径を画定しながら広がってい
る。この広がった部分は、クロス部材１６と一体あるい
はこれに固着される。図４及び５に図示されるこの設計
は、機械加工の作業が少ないために製造するのが安価で
済む。
【００２２】次に、図６〜８を参照すると、さらに別の
実施例が図示してある。この実施例は、音響的放射信号
コレクタを提供する。この音響的放射信号コレクタは、
Ｔ型バー形状コレクタほど堅固でない。図６〜８に図示
される実施例では、音響的放射信号コレクタは一つのプ
レートから形成される。このプレートは、ストリップの
長さ方向に等間隔のノッチを持つように孔をあけられて
叉を形成する。これらの叉２６は、２．５４ｃｍ（１イ
ンチ）の半径で９０度のような所定の角度で曲げられて
約７．６２ｃｍ（３インチ）の長さをもち、例えば溶接
１４により、炉壁管２０に固着される。通常、これは、
図１のものと同様の十分な溶け込み溶接である。叉２６
は、個別に形成されて曲げられてもよいが、製造設計で
は、複数の叉が作られると、同時に曲げられる。曲率半
径は、損失を最小にして信号を伝達可能にするのに十分
な大きさであるべきである。また、７．６２ｃｍ（３イ
ンチ）の長さＣが例示のために図示されているけれど
も、この長さは、半径が可変であることに合わせて必要
に応じて変えることができる。
実施例が図示してある。この実施例は、音響的放射信号
コレクタを提供する。この音響的放射信号コレクタは、
Ｔ型バー形状コレクタほど堅固でない。図６〜８に図示
される実施例では、音響的放射信号コレクタは一つのプ
レートから形成される。このプレートは、ストリップの
長さ方向に等間隔のノッチを持つように孔をあけられて
叉を形成する。これらの叉２６は、２．５４ｃｍ（１イ
ンチ）の半径で９０度のような所定の角度で曲げられて
約７．６２ｃｍ（３インチ）の長さをもち、例えば溶接
１４により、炉壁管２０に固着される。通常、これは、
図１のものと同様の十分な溶け込み溶接である。叉２６
は、個別に形成されて曲げられてもよいが、製造設計で
は、複数の叉が作られると、同時に曲げられる。曲率半
径は、損失を最小にして信号を伝達可能にするのに十分
な大きさであるべきである。また、７．６２ｃｍ（３イ
ンチ）の長さＣが例示のために図示されているけれど
も、この長さは、半径が可変であることに合わせて必要
に応じて変えることができる。
【００２３】図６〜８に図示される実施例の利点は、拘
束を少なくして炉壁管の面内熱膨張を可能にする。ま
た、（壁の平面からの）横方向の移動と初期の取り付け
とに対しての拘束が少ない。堅固な構造は、壁の直進性
の僅かの変化を許容することができないだろう。また、
熱膨張と平面外部からの振動とによる局在応力のかかる
部分が、炉壁管の破損の潜在的な位置である。
束を少なくして炉壁管の面内熱膨張を可能にする。ま
た、（壁の平面からの）横方向の移動と初期の取り付け
とに対しての拘束が少ない。堅固な構造は、壁の直進性
の僅かの変化を許容することができないだろう。また、
熱膨張と平面外部からの振動とによる局在応力のかかる
部分が、炉壁管の破損の潜在的な位置である。
【００２４】本発明による構造体伝送の漏れ検出装置、
最小数のセンサーで大きな面積を効果的に監視し、次の
利点をもつ。ハードウエアは、炉の最も重要な領域に取
り付けできる。これは、管の僅かの漏れが炉の低部で生
じ得る激しい溶融水反応により破滅的な結果になること
があるＰＲボイラーにおいて特に重要である。本発明
は、炉の外被へのポート開口を当てにしないので、曲が
った管壁の開口が必要でない。これは、ハードウエア及
び取付け労働コストを低減する。装置の取り付けを複雑
でなくかつコストのかからないようにする耐圧部の切断
と溶接の必要をなくす。ハードウエアの取り付け作業
は、ボイラーの外側で行うことができ、概して高価な足
場を必要とせずにできる。また、本発明は、非膜状管の
形態にも働く。本発明ではポートが必要とされてないの
で、構造体伝送漏れ検出装置は、空気浄化及び機械的な
棒（メカニカルロッディング）を必要としない。ＰＲボ
イラー内の厳しい動作環境のために、空気伝送音響信号
を使用する漏れ検出は、ボイラーの最も重要な領域内で
は信頼できない。本発明の構造体伝送漏れ検出装置は、
燃焼及びすす吹き器のノイズの影響を比較的受けない。
これは、すす吹き器がほとんど一定（時間間隔）の使
用、すなわち典型的に５〜６分の操作（サービス）を行
って２０〜３０秒間の操作停止するようなＰＲボイラー
において特に重要である。便利なことに、本発明の構造
体伝送信号監視装置は、また他では監視できない非常に
重要な領域である下層（アンダーベッド）の漏れ検出に
も使用できる。
最小数のセンサーで大きな面積を効果的に監視し、次の
利点をもつ。ハードウエアは、炉の最も重要な領域に取
り付けできる。これは、管の僅かの漏れが炉の低部で生
じ得る激しい溶融水反応により破滅的な結果になること
があるＰＲボイラーにおいて特に重要である。本発明
は、炉の外被へのポート開口を当てにしないので、曲が
った管壁の開口が必要でない。これは、ハードウエア及
び取付け労働コストを低減する。装置の取り付けを複雑
でなくかつコストのかからないようにする耐圧部の切断
と溶接の必要をなくす。ハードウエアの取り付け作業
は、ボイラーの外側で行うことができ、概して高価な足
場を必要とせずにできる。また、本発明は、非膜状管の
形態にも働く。本発明ではポートが必要とされてないの
で、構造体伝送漏れ検出装置は、空気浄化及び機械的な
棒（メカニカルロッディング）を必要としない。ＰＲボ
イラー内の厳しい動作環境のために、空気伝送音響信号
を使用する漏れ検出は、ボイラーの最も重要な領域内で
は信頼できない。本発明の構造体伝送漏れ検出装置は、
燃焼及びすす吹き器のノイズの影響を比較的受けない。
これは、すす吹き器がほとんど一定（時間間隔）の使
用、すなわち典型的に５〜６分の操作（サービス）を行
って２０〜３０秒間の操作停止するようなＰＲボイラー
において特に重要である。便利なことに、本発明の構造
体伝送信号監視装置は、また他では監視できない非常に
重要な領域である下層（アンダーベッド）の漏れ検出に
も使用できる。
【００２５】本発明は、手頃な数の音響的放射センサー
がクロス部材のバー及び管のインターフェースを介して
の信号の伝達についての問題を解決するのに使用できる
という点で非常に適応できる。ボイラーの大きさと、背
景の音響的放射ノイズと、最小の検出可能な漏れの大き
さとが、必要となる音響的放射装置センサーの数を決定
する要因である。センサー当たりの適応範囲を最大にす
るための全ての方向において検出範囲を改善して信号の
損失を最小にするための何らかの方法を使用せずに、小
さなボイラーには３０〜４０のセンサーが必要とされ得
る。
がクロス部材のバー及び管のインターフェースを介して
の信号の伝達についての問題を解決するのに使用できる
という点で非常に適応できる。ボイラーの大きさと、背
景の音響的放射ノイズと、最小の検出可能な漏れの大き
さとが、必要となる音響的放射装置センサーの数を決定
する要因である。センサー当たりの適応範囲を最大にす
るための全ての方向において検出範囲を改善して信号の
損失を最小にするための何らかの方法を使用せずに、小
さなボイラーには３０〜４０のセンサーが必要とされ得
る。
【００２６】本発明の特定の実施例を図示し詳しく説明
して本発明の応用と原理を例示してきたけれども、当業
者であれば、本発明の技術思想から逸脱することなく種
々の変更及び修正が可能であることは明白であろう。か
くして、かかる変更及び修正の全ては、簡潔かつ読み易
くするためにここでは割愛したけれども、本発明の技術
思想に包含されるべきものであることは理解されるであ
ろう。
して本発明の応用と原理を例示してきたけれども、当業
者であれば、本発明の技術思想から逸脱することなく種
々の変更及び修正が可能であることは明白であろう。か
くして、かかる変更及び修正の全ては、簡潔かつ読み易
くするためにここでは割愛したけれども、本発明の技術
思想に包含されるべきものであることは理解されるであ
ろう。
【図１】炉の膜状パネル上に配置される本発明の一つの
実施例の略断面図である。
実施例の略断面図である。
【図２】本発明によるＡＥ信号コレクタについての長手
方向及び横断方向の感度（減衰）を図示するグラフであ
る。
方向及び横断方向の感度（減衰）を図示するグラフであ
る。
【図３】管上の単一のＡＥ導波路についての感度（減
衰）を図示するグラフである。
衰）を図示するグラフである。
【図４】本発明の別の実施例の略断面図である。
【図５】本発明の別の実施例の図４に類似する図であ
る。
る。
【図６】本発明のさらに別の実施例の一部を省略した正
面図である。
面図である。
【図７】図６の水平断面図である。
【図８】図６の縦断面図である。
１０ 音響的放射センサー １２ 導波路 １４、２４ 溶接 １６ クロス部材 １８ 音響放射センサー ２０ 炉壁管 ２２ 膜バー ２６ 叉
Claims (11)
- 【請求項１】 対象物上の複数の位置で検査されるべき
前記対象物に固着される複数の導波路と、 前記複数の導波路に結合されるクロス部材と、を有する
音響的放射信号コレクター。 - 【請求項２】 検査されるべき前記対象物は炉壁管の膜
パネルを含んでいる請求項１に記載の音響的放射信号コ
レクター。 - 【請求項３】 前記複数の導波路は複数のロッドを含ん
でいて、各前記ロッドの一端は一つの炉壁管に溶接さ
れ、前記ロッドの他端は前記クロス部材に溶接される、
請求項２に記載の音響的放射信号コレクター。 - 【請求項４】 前記複数の導波路は該導波路の各側部に
曲がった部分を含んでいて、前記曲がった部分は一方の
方向には先細り他方の方向には拡大して両側部で曲率半
径を定義しており、各導波路の前記先細部は一つの炉壁
管に固着され、各導波路の前記拡大部は前記クロス部材
に結合される、請求項２に記載の音響的放射信号コレク
ター。 - 【請求項５】 一つの導波路の曲率半径は別の導波路の
曲率半径に接する請求項４に記載の音響的放射信号コレ
クター。 - 【請求項６】 炉壁管に固着される複数の導波路と、 前記複数の導波路に結合されるクロス部材と、 前記クロス部材上に位置して信号を感知する手段と、を
有し、前記炉壁管と前記導波路とに沿って前記クロス部
材へ伝達される信号により前記炉壁管の漏れを確認す
る、漏れについて複数の前記炉壁管を同時に監視するた
めの音響的放射センサー。 - 【請求項７】 前記複数の導波路は複数のロッドを含ん
でいて、各前記ロッドの一端は一つの炉壁管に溶接さ
れ、前記ロッドの他端は前記クロス部材に溶接される、
請求項６に記載の音響的放射センサー。 - 【請求項８】 前記複数の導波路は該導波路の各側部に
曲がった部分を含んでいて、前記曲がった部分は一方の
方向には先細り他方の方向には拡大して両側部で曲率半
径を定義しており、各導波路の前記先細部は一つの炉壁
管に固着され、各導波路の前記拡大部は前記クロス部材
に結合される、請求項６に記載の音響的放射センサー。 - 【請求項９】 一つの導波路の曲率半径は別の導波路の
曲率半径に接する請求項８に記載の音響的放射センサ
ー。 - 【請求項１０】 前記複数の導波路は前記クロス部材に
よって共に結合される複数の叉を有し、前記叉の各々は
ある角度で一緒に曲げられて前記炉壁管に固着される、
請求項６に記載の音響的放射センサー。 - 【請求項１１】 検査されるべき対象物は、膜バーによ
って結合されるのではなく、一つの平面を形成する多数
の平行な管を含んでいる請求項１に記載の音響的放射信
号コレクター。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US183020 | 1994-01-18 | ||
| US08/183,020 US5351655A (en) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | Acoustic emission signal collector manifold |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217813A true JPH07217813A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=22671088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7022368A Pending JPH07217813A (ja) | 1994-01-18 | 1995-01-18 | 音響的放射信号コレクター及び音響的放射センサー |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351655A (ja) |
| EP (1) | EP0663587A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07217813A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197862A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 洪明 | 一种用于管道口自动检测提醒装置 |
| JP2020041814A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | 検知システム、検知方法およびサーバ装置 |
| JP2022132596A (ja) * | 2018-09-06 | 2022-09-08 | 株式会社東芝 | 検知システム、検知方法およびサーバ装置 |
Families Citing this family (22)
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| US5832157A (en) | 1996-07-12 | 1998-11-03 | Mcdermott Technology, Inc. | Fiber optic acoustic emission sensor |
| US6097478A (en) * | 1998-04-02 | 2000-08-01 | Mcdermott Technology, Inc. | Fiber optic acoustic emission sensor |
| KR100263648B1 (ko) * | 1998-09-04 | 2000-08-01 | 소수일 | 보일러튜브누설감지장치 |
| US7784347B2 (en) * | 2005-01-21 | 2010-08-31 | Fluor Technologies Corporation | Ultrasound phased array devices and methods |
| EP1811282A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-25 | ABB Technology AG | Monitoring a degradation of steam generator boiler tubes |
| EP2198229B1 (en) * | 2007-09-28 | 2014-06-18 | Hatch LTD. | Method for the acoustic monitoring of tapblocks and similar elements |
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| EP2582886B1 (en) | 2010-06-16 | 2019-11-27 | Mueller International, LLC | Infrastructure monitoring devices, systems, and methods |
| CA2833786C (en) * | 2011-05-20 | 2019-09-24 | Hatch Ltd. | Furnace structural integrity monitoring systems and methods |
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| CN102818251B (zh) * | 2012-08-15 | 2014-10-08 | 华北电力大学 | 基于声学原理的电站锅炉热膨胀监测系统及测量方法 |
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| EP2912416B1 (en) | 2012-10-26 | 2018-05-30 | Mueller International, LLC | Detecting leaks in a fluid distribution system |
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| US11473993B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-18 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap |
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1994
- 1994-01-18 US US08/183,020 patent/US5351655A/en not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-01-18 JP JP7022368A patent/JPH07217813A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0663587A3 (en) | 1995-12-06 |
| US5351655A (en) | 1994-10-04 |
| EP0663587A2 (en) | 1995-07-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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