JPH076946B2 - 気泡検出装置 - Google Patents
気泡検出装置Info
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- JPH076946B2 JPH076946B2 JP61195494A JP19549486A JPH076946B2 JP H076946 B2 JPH076946 B2 JP H076946B2 JP 61195494 A JP61195494 A JP 61195494A JP 19549486 A JP19549486 A JP 19549486A JP H076946 B2 JPH076946 B2 JP H076946B2
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- signal
- input
- flow path
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気泡検出装置に係り、特に高速増殖炉プラント
に使用する液体金属中の気泡を検出するのに好適な気泡
検出装置に関するものである。
に使用する液体金属中の気泡を検出するのに好適な気泡
検出装置に関するものである。
従来の気泡検出装置としては、気体と液体の電気伝導度
の相違を利用して、流体中に設置した点状の微小電極に
接触している流体が気相または液相のいずれであるかを
検出する点電極プローブ型のものがあつた。
の相違を利用して、流体中に設置した点状の微小電極に
接触している流体が気相または液相のいずれであるかを
検出する点電極プローブ型のものがあつた。
第10図は独立した電気回路を有する２つの点電極を流動
方向に微小距離を隔てて設置するようにした従来の２点
電極プローブを用いた気泡検出装置の信号処理系統図で
ある。点電極プローブ１は、細い白全線を鋭くとがら
せ、先端部以外を電気絶縁するためのセラミツク材で被
覆してステンレス製の支持用細管内に挿入してある。こ
の気泡検出装置は、気泡を検出するとともに、２つの点
電極間の距離によりプローブで検出される遅れ時間から
気泡の流速をも測定できるものであるが、かかる気泡検
出装置は、流路配管２内の局所でしか気泡を検出でき
ず、配管２内の全断面にわたつて気泡を検出することが
できない。また、電気絶縁用セラミツク材と流体との共
存性、例えば、液体金属流体としてナトリウムを用いる
場合のナトリウムとの共存性に問題があり、プローブの
信頼性の点から使用期間中に取り替える必要が生じる。
しかし、ナトリウム配管の場合には、配管を開放して貫
通プローブを取り替えることが、ナトリウム火災の発生
の問題から簡単に実施できない。なお、第10図におい
て、３はデータレコーダ、４は気泡メータ、５は相互相
関器である。
方向に微小距離を隔てて設置するようにした従来の２点
電極プローブを用いた気泡検出装置の信号処理系統図で
ある。点電極プローブ１は、細い白全線を鋭くとがら
せ、先端部以外を電気絶縁するためのセラミツク材で被
覆してステンレス製の支持用細管内に挿入してある。こ
の気泡検出装置は、気泡を検出するとともに、２つの点
電極間の距離によりプローブで検出される遅れ時間から
気泡の流速をも測定できるものであるが、かかる気泡検
出装置は、流路配管２内の局所でしか気泡を検出でき
ず、配管２内の全断面にわたつて気泡を検出することが
できない。また、電気絶縁用セラミツク材と流体との共
存性、例えば、液体金属流体としてナトリウムを用いる
場合のナトリウムとの共存性に問題があり、プローブの
信頼性の点から使用期間中に取り替える必要が生じる。
しかし、ナトリウム配管の場合には、配管を開放して貫
通プローブを取り替えることが、ナトリウム火災の発生
の問題から簡単に実施できない。なお、第10図におい
て、３はデータレコーダ、４は気泡メータ、５は相互相
関器である。
また、気泡検出装置の従来の例として定電流法気泡検出
装置があり、それの信号処理系統図を第11図に示す。こ
の気泡検出装置は、電気絶縁体でできている配管６の両
端のターミナル７から流体中に直流定電流電源８から定
電流を流し、電気絶縁体配管６の途中に配管内流体と接
するように２枚のリングを電極９として設け、気泡が存
在することによる抵抗変化で２枚の電極９間に発生する
電圧信号から気泡の存在率を測定するものである。この
気泡検出装置は、流路配管２の一部に電気絶縁体配管６
を設け、さらに電気絶縁体配管６の途中にそれを分断す
る２枚の電気良導体リング電極９を設けており、配管６
に強度上の問題が生じる。特に高温流体を使用する場合
には、温度変動による熱衝撃が問題になる。第11図にお
いて、３〜５は第10図と同様であり、10は増幅器であ
る。
装置があり、それの信号処理系統図を第11図に示す。こ
の気泡検出装置は、電気絶縁体でできている配管６の両
端のターミナル７から流体中に直流定電流電源８から定
電流を流し、電気絶縁体配管６の途中に配管内流体と接
するように２枚のリングを電極９として設け、気泡が存
在することによる抵抗変化で２枚の電極９間に発生する
電圧信号から気泡の存在率を測定するものである。この
気泡検出装置は、流路配管２の一部に電気絶縁体配管６
を設け、さらに電気絶縁体配管６の途中にそれを分断す
る２枚の電気良導体リング電極９を設けており、配管６
に強度上の問題が生じる。特に高温流体を使用する場合
には、温度変動による熱衝撃が問題になる。第11図にお
いて、３〜５は第10図と同様であり、10は増幅器であ
る。
なお、２点電極プローブについては、日本機械学会論文
集40−336（昭49）第159頁に、また、定電流法について
は、日本機械学会論文集No.814−６（昭56−３）第161
頁に記載してある。
集40−336（昭49）第159頁に、また、定電流法について
は、日本機械学会論文集No.814−６（昭56−３）第161
頁に記載してある。
上記従来技術は、点電極プローブ型の場合、流路配管の
全断面にわたる気泡検出ができず、また、プローブの電
気絶縁体と流体との共存性の問題で信頼性の点から使用
期間中に取り替えの必要が生じたときに、プローブが流
路配管を貫通していることにより取り替えが簡単にでき
ないという問題があつた。また、定電流型の場合には、
流路配管の一部に気泡検出に必要な配管を必要とし、し
かも、この配管が電気絶縁体配管，電気良導体リングに
分れており、特に高温流体を使用する場合に熱衝撃によ
る構造上の強度問題があつた。
全断面にわたる気泡検出ができず、また、プローブの電
気絶縁体と流体との共存性の問題で信頼性の点から使用
期間中に取り替えの必要が生じたときに、プローブが流
路配管を貫通していることにより取り替えが簡単にでき
ないという問題があつた。また、定電流型の場合には、
流路配管の一部に気泡検出に必要な配管を必要とし、し
かも、この配管が電気絶縁体配管，電気良導体リングに
分れており、特に高温流体を使用する場合に熱衝撃によ
る構造上の強度問題があつた。
本発明の目的は、流路配管内の全断面にわたつて包括的
に気泡が検出でき、プローブが流路配管を貫通するよう
な構造上の問題がなく、特殊な配管構造を必要としない
検出部を備え、信号処理により気泡による検出信号のみ
を抽出する簡単で感度が良好な気泡検出装置を提供する
ことにある。
に気泡が検出でき、プローブが流路配管を貫通するよう
な構造上の問題がなく、特殊な配管構造を必要としない
検出部を備え、信号処理により気泡による検出信号のみ
を抽出する簡単で感度が良好な気泡検出装置を提供する
ことにある。
上記目的は、第１には、液体金属流体の流路配管の軸を
挟んで対向配置されている励磁電流を流す２個の１次コ
イルと、この１次コイルと重なるように設置したこの１
次コイルの中央より流路上流側、下流側の何れか一方、
または互いに独立で対をなした状態で該流路上流側、下
流側の両方に設けた２次コイルとよりなる検出部を備
え、信号処理部は、上記２次コイルの出力信号が一定値
より大きい場合に信号を出力する比較回路を具備した差
動法と称する構成として達成するようにした。第２に
は、上記信号処理部は、上記２次コイルが流路上流側、
下流側の両方に設けてあるときは、上記それぞれの２次
コイルの出力信号をそれぞれ第1,第２の復調回路で高周
波成分を除去してそれぞれしきい値決定回路の出力信号
を入力させてある第1,第２のリミツタ回路に入力し、こ
の第1,第２のリミツタ回路の出力を信号収集装置に入力
し、この信号収集装置の出力信号を相関をとる相関器に
入力し、この相関器の出力分布から上記流体金属中に気
泡が存在するかどうかを判断回路で判断する構成とし
て、上記２次コイルが１個のときは、この２次コイルの
出力信号を復調回路で高周波成分を除去してしきい値決
定回路の出力信号を入力させてあるリミツタ回路に入力
し、このリミツタ回路の出力を上記信号収集装置に入力
し、以下上記と同様に処理する相関法と称する構成とし
て達するようにした。第３には、上記信号処理部は、上
記２次コイルが流路上流側、下流側の両方に設けてある
ときは、上記それぞれの２次コイルの出力信号をそれぞ
れ第1,第２の復調回路で高周波成分を除去してそれぞれ
しきい値決定回路の出力信号を入力させてある第1,第２
のリミツタ回路に入力し、上記第１のリミツタ回路の出
力は上記流路上流側の２次コイルの出力信号を遅延時間
決定回路を介して入力してある遅延回路に入力し、この
遅延回路の出力信号と上記第２のリミツタ回路の出力信
号とをAND回路に入力してこのAND回路にて気泡による上
記流路上流側２次コイルの出力信号と上記流路下流側２
次コイルの出力信号とが同時に発生するかどうかを確認
する構成とし、上記２次コイルが１個のときは、この２
次コイルの出力信号を復調回路で高周波成分を除去して
しきい値決定回路の出力信号を入力させてあるリミツタ
回路に入力し、このリミツタ回路の出力を上記２次コイ
ルの出力信号を上記遅延時間決定回路を介して入力して
ある上記遅延回路に入力し、以下上記と同様に処理する
遅延法と称する構成として達するようにした。
挟んで対向配置されている励磁電流を流す２個の１次コ
イルと、この１次コイルと重なるように設置したこの１
次コイルの中央より流路上流側、下流側の何れか一方、
または互いに独立で対をなした状態で該流路上流側、下
流側の両方に設けた２次コイルとよりなる検出部を備
え、信号処理部は、上記２次コイルの出力信号が一定値
より大きい場合に信号を出力する比較回路を具備した差
動法と称する構成として達成するようにした。第２に
は、上記信号処理部は、上記２次コイルが流路上流側、
下流側の両方に設けてあるときは、上記それぞれの２次
コイルの出力信号をそれぞれ第1,第２の復調回路で高周
波成分を除去してそれぞれしきい値決定回路の出力信号
を入力させてある第1,第２のリミツタ回路に入力し、こ
の第1,第２のリミツタ回路の出力を信号収集装置に入力
し、この信号収集装置の出力信号を相関をとる相関器に
入力し、この相関器の出力分布から上記流体金属中に気
泡が存在するかどうかを判断回路で判断する構成とし
て、上記２次コイルが１個のときは、この２次コイルの
出力信号を復調回路で高周波成分を除去してしきい値決
定回路の出力信号を入力させてあるリミツタ回路に入力
し、このリミツタ回路の出力を上記信号収集装置に入力
し、以下上記と同様に処理する相関法と称する構成とし
て達するようにした。第３には、上記信号処理部は、上
記２次コイルが流路上流側、下流側の両方に設けてある
ときは、上記それぞれの２次コイルの出力信号をそれぞ
れ第1,第２の復調回路で高周波成分を除去してそれぞれ
しきい値決定回路の出力信号を入力させてある第1,第２
のリミツタ回路に入力し、上記第１のリミツタ回路の出
力は上記流路上流側の２次コイルの出力信号を遅延時間
決定回路を介して入力してある遅延回路に入力し、この
遅延回路の出力信号と上記第２のリミツタ回路の出力信
号とをAND回路に入力してこのAND回路にて気泡による上
記流路上流側２次コイルの出力信号と上記流路下流側２
次コイルの出力信号とが同時に発生するかどうかを確認
する構成とし、上記２次コイルが１個のときは、この２
次コイルの出力信号を復調回路で高周波成分を除去して
しきい値決定回路の出力信号を入力させてあるリミツタ
回路に入力し、このリミツタ回路の出力を上記２次コイ
ルの出力信号を上記遅延時間決定回路を介して入力して
ある上記遅延回路に入力し、以下上記と同様に処理する
遅延法と称する構成として達するようにした。
差動法は、差動増幅器により流路上流側２次コイル出力
信号と流路下流側２次コイル出力信号とから気泡による
信号のみを抽出し、不要な流体の統計的流動変動にとも
なう脈動信号を除去するため、しきい値決定回路を設
け、しきい値決定回路出力信号と差動増幅器出力信号と
を比較し、差動増幅器出力信号がしきい値決定回路出力
信号より大きい場合に、一定値の信号を出力する比較回
路を設けたので、気泡の存在を検出することができる。
信号と流路下流側２次コイル出力信号とから気泡による
信号のみを抽出し、不要な流体の統計的流動変動にとも
なう脈動信号を除去するため、しきい値決定回路を設
け、しきい値決定回路出力信号と差動増幅器出力信号と
を比較し、差動増幅器出力信号がしきい値決定回路出力
信号より大きい場合に、一定値の信号を出力する比較回
路を設けたので、気泡の存在を検出することができる。
また、相関法は、気泡が流路上流側２次コイル位置から
流路下流側２次コイル位置に達するまでの通過時間を利
用したもので、上記２個の２次コイル出力信号から復調
回路により気泡による信号のみを抽出し、相関器にて相
関をとり、通過時間だけ遅れた時間位置にピークをもつ
相関出力分布を求め、その分布から判断回路で気泡が存
在しているかどうか検出することができる。
流路下流側２次コイル位置に達するまでの通過時間を利
用したもので、上記２個の２次コイル出力信号から復調
回路により気泡による信号のみを抽出し、相関器にて相
関をとり、通過時間だけ遅れた時間位置にピークをもつ
相関出力分布を求め、その分布から判断回路で気泡が存
在しているかどうか検出することができる。
また、遅延法は、相関法と同様に気泡の通過時間を利用
したもので、流路上流側２次コイル出力信号および流路
下流側２次コイル出力信号から復調回路により気泡によ
る信号のみを抽出し、流路上流側２次コイル相当の信号
を通過時間だけ遅延回路にて遅延させ、流路下流側２次
コイル相当の信号と同時に発生したかどうかをAND回路
で確認することにより気泡の存在が確認できる。
したもので、流路上流側２次コイル出力信号および流路
下流側２次コイル出力信号から復調回路により気泡によ
る信号のみを抽出し、流路上流側２次コイル相当の信号
を通過時間だけ遅延回路にて遅延させ、流路下流側２次
コイル相当の信号と同時に発生したかどうかをAND回路
で確認することにより気泡の存在が確認できる。
以下本発明を第１図，第３図〜第９図に示した実施例お
よび第２図を用いて詳細に説明する。
よび第２図を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の気泡検出装置の一実施例を示す信号処
理系統図であり、差動法と称するものを示してある。流
体金属流体の流路配管２に沿つて交流定電流電源14より
励磁電流を流す互に対面している２個の１次コイル11
と、この１次コイル11と重なるように設置した２次コイ
ル12,13をそれぞれ流路上流側と下流側に１個づつ設
け、流体流動により発生する渦電流を２次コイル12,13
から取り出す構成としてあり、流体中に気泡が存在する
ことにより渦電流が低下し気泡の存在率に比例した信号
と液体金属の流れに比例した信号の和が出力される。
理系統図であり、差動法と称するものを示してある。流
体金属流体の流路配管２に沿つて交流定電流電源14より
励磁電流を流す互に対面している２個の１次コイル11
と、この１次コイル11と重なるように設置した２次コイ
ル12,13をそれぞれ流路上流側と下流側に１個づつ設
け、流体流動により発生する渦電流を２次コイル12,13
から取り出す構成としてあり、流体中に気泡が存在する
ことにより渦電流が低下し気泡の存在率に比例した信号
と液体金属の流れに比例した信号の和が出力される。
本実施例では、気泡による信号のみを抽出するために、
流路上流側２次コイル12の出力信号と流路下流側２次コ
イル13の出力信号を差動増幅器15に入力してその差を増
幅する。２次コイル12,13の出力信号には、流体の統計
的流動変動にともなう脈動信号が含まれており、この脈
動信号は気泡検出にとつて雑音となるものである。この
脈動信号を除去するため、気泡の存在しない定常状態時
にスイツチ18をオンにして差動増幅器15の出力信号をし
きい値決定回路19に入力し、脈動信号の大きさ、すなわ
ち、しきい値を決定する。通常、この値は流量信号の大
きさに対して約±３％であることが知られている。この
しきい値と差動増幅器15の出力信号を出較回路16で比較
し、差動増幅器15の出力信号がしきい値より大きい場合
のみ一定値の信号を出力させる。このようにすることに
より、脈動信号より大きい気泡による信号のみが出力さ
せることができる。比較回路16の出力信号は、気泡検知
メータ17により指示され、容易に流体中の気泡の存在を
検出することができる。第２図は第１図における各信号
を時間的に示した図であり、流路上流側２次コイル12位
置に気泡が存在し、流路下流側２次コイル13位置に気泡
が存在していない場合を示してある。第２図（ａ）は流
路上流側２次コイル12の出力信号であり、１次コイル11
に流れている交流励磁電流の周波数と同じ周波数の渦電
流変化による流量信号は、気泡による渦電流低下の変動
を変調信号とする振幅変調波を示す。第２図（ｂ）は流
路下流側２次コイル13の出力信号であり、一定の流量信
号を示す。第２図（ｃ）は差動増幅器15の出力信号を示
しており、（ａ）と（ｂ）との差信号である。（ｃ）の
信号には本来約±３％の脈動信号が含まれているが、基
本説明にとどめるため省いてある。第２図（ｄ）は比較
回路16の出力であり、脈動信号より大きい（ｃ）の差信
号の正側のときに出力される。この信号は、流体中に気
泡が存在するときのみ出力されるので、この信号を気泡
検知メータ17に指示することにより気泡の存在を知るこ
とができる。
流路上流側２次コイル12の出力信号と流路下流側２次コ
イル13の出力信号を差動増幅器15に入力してその差を増
幅する。２次コイル12,13の出力信号には、流体の統計
的流動変動にともなう脈動信号が含まれており、この脈
動信号は気泡検出にとつて雑音となるものである。この
脈動信号を除去するため、気泡の存在しない定常状態時
にスイツチ18をオンにして差動増幅器15の出力信号をし
きい値決定回路19に入力し、脈動信号の大きさ、すなわ
ち、しきい値を決定する。通常、この値は流量信号の大
きさに対して約±３％であることが知られている。この
しきい値と差動増幅器15の出力信号を出較回路16で比較
し、差動増幅器15の出力信号がしきい値より大きい場合
のみ一定値の信号を出力させる。このようにすることに
より、脈動信号より大きい気泡による信号のみが出力さ
せることができる。比較回路16の出力信号は、気泡検知
メータ17により指示され、容易に流体中の気泡の存在を
検出することができる。第２図は第１図における各信号
を時間的に示した図であり、流路上流側２次コイル12位
置に気泡が存在し、流路下流側２次コイル13位置に気泡
が存在していない場合を示してある。第２図（ａ）は流
路上流側２次コイル12の出力信号であり、１次コイル11
に流れている交流励磁電流の周波数と同じ周波数の渦電
流変化による流量信号は、気泡による渦電流低下の変動
を変調信号とする振幅変調波を示す。第２図（ｂ）は流
路下流側２次コイル13の出力信号であり、一定の流量信
号を示す。第２図（ｃ）は差動増幅器15の出力信号を示
しており、（ａ）と（ｂ）との差信号である。（ｃ）の
信号には本来約±３％の脈動信号が含まれているが、基
本説明にとどめるため省いてある。第２図（ｄ）は比較
回路16の出力であり、脈動信号より大きい（ｃ）の差信
号の正側のときに出力される。この信号は、流体中に気
泡が存在するときのみ出力されるので、この信号を気泡
検知メータ17に指示することにより気泡の存在を知るこ
とができる。
第３図は本発明の気泡検出装置の他の実施例を示す第１
図に相当する信号処理系統図である。第３図において
は、第２図に示す２次コイル12,13の出力信号のうち高
周波成分を除去して、低周波である気泡による信号のみ
を抽出するようにしてある。この実施例では、２次コイ
ル12,13のうち流路上流側２次コイル12のみの出力信号
を扱つている。流路上流側２次コイル12の出力信号は、
増幅器10にて増幅され、復調回路20に入力される。復調
回路20では、高周波成分が除去される。すなわち、変調
波が復調されることになり、気泡による信号のみが抽出
される。復調回路20の出力信号は、比較回路16で脈動信
号より大きいかどうかが比較され、大きい場合には一定
値の信号が気泡検知メータ17に出力され、指示される。
図に相当する信号処理系統図である。第３図において
は、第２図に示す２次コイル12,13の出力信号のうち高
周波成分を除去して、低周波である気泡による信号のみ
を抽出するようにしてある。この実施例では、２次コイ
ル12,13のうち流路上流側２次コイル12のみの出力信号
を扱つている。流路上流側２次コイル12の出力信号は、
増幅器10にて増幅され、復調回路20に入力される。復調
回路20では、高周波成分が除去される。すなわち、変調
波が復調されることになり、気泡による信号のみが抽出
される。復調回路20の出力信号は、比較回路16で脈動信
号より大きいかどうかが比較され、大きい場合には一定
値の信号が気泡検知メータ17に出力され、指示される。
第４図は本発明のさらに他の実施例を示す第１図に相当
する信号処理系統図である。第４図においては、２次コ
イル12,13に対面してそれぞれ２次コイル25,26を設けた
場合を示してある。取付け方向が異なる２次コイル12,1
3と25,26間でそれぞれ差動増幅器15,27にて差をとつて
増幅する。差動増幅器15,27のそれぞれの出力信号は、
脈動信号より大きいかどうかを比較回路16,28でそれぞ
れ比較し、大きい場合には一定値の信号がAND回路24に
入力される。AND回路24では、比較回路16,28の出力信号
が同時に発生した場合にのみ気泡検知メータ17に信号を
出力する。この実施例の場合は、気泡以外の雑音の場合
にそれを気泡と検知する誤動作が生ずることを防止でき
る。気泡が流体中に存在する場合は、渦電流が気泡によ
り阻害され、２次コイル12,13,25,26にその影響が表わ
れる。したがつて、本実施例のように、AND回路24でAND
をとることにより、さらに信頼性の高い気泡検出が可能
になる。
する信号処理系統図である。第４図においては、２次コ
イル12,13に対面してそれぞれ２次コイル25,26を設けた
場合を示してある。取付け方向が異なる２次コイル12,1
3と25,26間でそれぞれ差動増幅器15,27にて差をとつて
増幅する。差動増幅器15,27のそれぞれの出力信号は、
脈動信号より大きいかどうかを比較回路16,28でそれぞ
れ比較し、大きい場合には一定値の信号がAND回路24に
入力される。AND回路24では、比較回路16,28の出力信号
が同時に発生した場合にのみ気泡検知メータ17に信号を
出力する。この実施例の場合は、気泡以外の雑音の場合
にそれを気泡と検知する誤動作が生ずることを防止でき
る。気泡が流体中に存在する場合は、渦電流が気泡によ
り阻害され、２次コイル12,13,25,26にその影響が表わ
れる。したがつて、本実施例のように、AND回路24でAND
をとることにより、さらに信頼性の高い気泡検出が可能
になる。
第５図は本発明のさらに他の実施例を示す第４図に相当
する信号処理系統図である。第５図においては、第４図
と同様、より信頼性の高い気泡検出を可能にするもので
あり、２次コイルは互いに対面した２個の２次コイル1
2,25のみを用いる例を示してあり、２次コイル12,25の
出力信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路20,22で
気泡による信号のみ抽出される。比較回路16,23で脈動
信号以上であるかどうかを比較され、AND回路24で比較
回路16,23から同時に信号が発生しているかどうかを確
認される。AND回路24の出力信号は、気泡検知メータ17
に指示される。
する信号処理系統図である。第５図においては、第４図
と同様、より信頼性の高い気泡検出を可能にするもので
あり、２次コイルは互いに対面した２個の２次コイル1
2,25のみを用いる例を示してあり、２次コイル12,25の
出力信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路20,22で
気泡による信号のみ抽出される。比較回路16,23で脈動
信号以上であるかどうかを比較され、AND回路24で比較
回路16,23から同時に信号が発生しているかどうかを確
認される。AND回路24の出力信号は、気泡検知メータ17
に指示される。
次に、相関法と称する本発明のさらに他の実施を第６図
を用いて説明する。流路上流側２次コイル12の出力信号
と流路下流側２次コイル13の出力信号で相関をとり、気
泡が２つの２次コイル12,13を通過する時間に相当する
位置にピークをもつ相関出力の分布から気泡を検出する
ようにしてあり、信頼性の高い検出方法である。すなわ
ち、気泡以外の雑音による流量信号の変動は、２つの２
次コイル12,13に気泡の通過時間差をもつて現われるこ
とは絶対にない。ところが、流体中の気泡は、必ず２つ
の２次コイル12,13を通過し、信号の変動を生ずる。し
たがつて、信号の変動にもとづく相関をとれば、正確な
気泡検出が可能になる。２つの２次コイル12,13の出力
信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路20,22で気泡
による信号のみが抽出される。脈動信号を除去するた
め、しきい値決定回路19の出力信号より大きな信号のみ
を通すリミツタ回路29,30を設ける。リミツタ回路29,30
の出力信号は、信号収集装置31に取り込まれ、信号収集
装置31のデータ信号を用いて相関器32で相関出力が求め
られる。相関出力は、気泡が２つの２次コイル12,13を
通過する通過時間の位置にピークをもつ分布となる。こ
の分布から気泡が存在しているかどうかの判断は、判断
回路33でピーク値が設定ピーク値より大きいかどうかあ
るいは半値幅が設定半値幅より大きいかどうかを決定す
ることによつて行う。気泡が存在すると判断されると判
断回路33から気泡検知メータ17に信号が伝達され表示さ
れる。
を用いて説明する。流路上流側２次コイル12の出力信号
と流路下流側２次コイル13の出力信号で相関をとり、気
泡が２つの２次コイル12,13を通過する時間に相当する
位置にピークをもつ相関出力の分布から気泡を検出する
ようにしてあり、信頼性の高い検出方法である。すなわ
ち、気泡以外の雑音による流量信号の変動は、２つの２
次コイル12,13に気泡の通過時間差をもつて現われるこ
とは絶対にない。ところが、流体中の気泡は、必ず２つ
の２次コイル12,13を通過し、信号の変動を生ずる。し
たがつて、信号の変動にもとづく相関をとれば、正確な
気泡検出が可能になる。２つの２次コイル12,13の出力
信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路20,22で気泡
による信号のみが抽出される。脈動信号を除去するた
め、しきい値決定回路19の出力信号より大きな信号のみ
を通すリミツタ回路29,30を設ける。リミツタ回路29,30
の出力信号は、信号収集装置31に取り込まれ、信号収集
装置31のデータ信号を用いて相関器32で相関出力が求め
られる。相関出力は、気泡が２つの２次コイル12,13を
通過する通過時間の位置にピークをもつ分布となる。こ
の分布から気泡が存在しているかどうかの判断は、判断
回路33でピーク値が設定ピーク値より大きいかどうかあ
るいは半値幅が設定半値幅より大きいかどうかを決定す
ることによつて行う。気泡が存在すると判断されると判
断回路33から気泡検知メータ17に信号が伝達され表示さ
れる。
次に、第６図のさらに他の実施例を第７図に示し、それ
について説明する。第６図では２つの２次コイルを用い
たが、第７図は１つの２次コイルを用いた簡易型として
あり、流路上流側２次コイル12を使用する例を示してい
る。気泡が２次コイル12を通過する際、２次コイル12の
入口側および出口側でそれぞれ流量信号の変動を生ず
る。したがつて、２次コイル12の出力信号の自己相関を
とれば、気泡が２次コイル12の入口位置から出口位置に
達するのに要する通過時間の位置にピークをもつ相関分
布が得られる。相関演算に必要な２つの信号は、信号収
集装置31のデータ信号を２つに分けて相関器32に入力す
ることで達成できる。気泡が存在するかどうかの判断
は、第６図の実施例と同様に行う。
について説明する。第６図では２つの２次コイルを用い
たが、第７図は１つの２次コイルを用いた簡易型として
あり、流路上流側２次コイル12を使用する例を示してい
る。気泡が２次コイル12を通過する際、２次コイル12の
入口側および出口側でそれぞれ流量信号の変動を生ず
る。したがつて、２次コイル12の出力信号の自己相関を
とれば、気泡が２次コイル12の入口位置から出口位置に
達するのに要する通過時間の位置にピークをもつ相関分
布が得られる。相関演算に必要な２つの信号は、信号収
集装置31のデータ信号を２つに分けて相関器32に入力す
ることで達成できる。気泡が存在するかどうかの判断
は、第６図の実施例と同様に行う。
次に、遅延法と称する本発明のさらに他の実施例を第８
図を用いて説明する。第８図においては、流路上流側２
次コイル12の出力信号を気泡が２つの２次コイル12と13
の間を通過するのに要する通過時間だけ遅延させ、２つ
の２次コイル12,13の信号が同時に発生することを確認
して気泡の検出を可能にするものである。２次コイル1
2,13の出力信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路2
0,22で気泡による信号のみが抽出される。一方、気泡の
ない定常状態時に遅延時間決定回路35で流量を測定して
おき、配管２の断面積、２つの２次コイル12と13の長さ
から定常遅延時間を求めておく。脈動信号を除去するリ
ミツタ回路29,30を経た復調回路20,22の出力信号のうち
流路下流側２次コイル13に相当する復調回路20の出力信
号は、遅延回路34に入力される。遅延時間は遅延時間決
定回路35で求められた定常遅延時間が使用される。遅延
回路34の出力信号および流路上流側２次コイル12に相当
するリミツタ回路30の出力信号がAND回路24に入力さ
れ、２つの信号が同時に発生しているか確認される。２
つの信号が同時に発生していれば、流体中に気泡が存在
すると判断して指示する気泡検知メータ17に指示され
る。
図を用いて説明する。第８図においては、流路上流側２
次コイル12の出力信号を気泡が２つの２次コイル12と13
の間を通過するのに要する通過時間だけ遅延させ、２つ
の２次コイル12,13の信号が同時に発生することを確認
して気泡の検出を可能にするものである。２次コイル1
2,13の出力信号は、増幅器10,21で増幅され、復調回路2
0,22で気泡による信号のみが抽出される。一方、気泡の
ない定常状態時に遅延時間決定回路35で流量を測定して
おき、配管２の断面積、２つの２次コイル12と13の長さ
から定常遅延時間を求めておく。脈動信号を除去するリ
ミツタ回路29,30を経た復調回路20,22の出力信号のうち
流路下流側２次コイル13に相当する復調回路20の出力信
号は、遅延回路34に入力される。遅延時間は遅延時間決
定回路35で求められた定常遅延時間が使用される。遅延
回路34の出力信号および流路上流側２次コイル12に相当
するリミツタ回路30の出力信号がAND回路24に入力さ
れ、２つの信号が同時に発生しているか確認される。２
つの信号が同時に発生していれば、流体中に気泡が存在
すると判断して指示する気泡検知メータ17に指示され
る。
第９図は本発明のさらに他の実施例を示す第８図に相当
する信号処理系統図である。第９図においては、２次コ
イルを１つにした第８図の実施例の簡単型であり、２次
コイルを流路上流側２次コイル12とした例である。遅延
時間は流体が２次コイル12の入口位置から出口位置に達
するのに要する時間とするよう遅延時間決定回路35で求
められ、他は第８図と同様にして気泡を検出することが
できる。
する信号処理系統図である。第９図においては、２次コ
イルを１つにした第８図の実施例の簡単型であり、２次
コイルを流路上流側２次コイル12とした例である。遅延
時間は流体が２次コイル12の入口位置から出口位置に達
するのに要する時間とするよう遅延時間決定回路35で求
められ、他は第８図と同様にして気泡を検出することが
できる。
以上説明したように、本発明によれば、渦電流式流量計
における気泡による渦電流の低下変動の信号のみを抽出
して簡単な信号処理系で流体中に存在する気泡を容易に
検出することができ、かつ、気泡検出器を配管に貫通し
て取り付けたり、配管を特殊な構造にする必要がないな
ど構成上極めて簡便であるという効果がある。
における気泡による渦電流の低下変動の信号のみを抽出
して簡単な信号処理系で流体中に存在する気泡を容易に
検出することができ、かつ、気泡検出器を配管に貫通し
て取り付けたり、配管を特殊な構造にする必要がないな
ど構成上極めて簡便であるという効果がある。
第１図は本発明の気泡検出装置の一実施例を示する信号
処理系統図、第２図は第１図における信号の状態を示す
図、第３図〜第５図はそれぞれ第１図の他の実施例を示
す信号処理系統図、第６図は本発明の第２の発明の一実
施例を示す第１図に相当する信号処理系統図、第７図は
第６図の他の実施例を示す信号処理系統図、第８図は本
発明の第３の発明の一実施例を示す第１図に相当する信
号処理系統図、第９図は第８図の他の実施例を示す信号
処理系統図、第10図，第11図は従来技術の気泡検出装置
の信号処理系統図である。 ２……流路配管、11……１次コイル、12,13……２次コ
イル、14……交流定電流電源,15,27……差動増幅器、1
6,23,28……比較回路、17……気泡検知メータ、19……
しきい値決定回路、20,22……復調回路、24……AND回
路、25,26……２次コイル、31……信号収集装置、32…
…相関器、33……判断回路、34……遅延回路、35……遅
延時間決定回路。
処理系統図、第２図は第１図における信号の状態を示す
図、第３図〜第５図はそれぞれ第１図の他の実施例を示
す信号処理系統図、第６図は本発明の第２の発明の一実
施例を示す第１図に相当する信号処理系統図、第７図は
第６図の他の実施例を示す信号処理系統図、第８図は本
発明の第３の発明の一実施例を示す第１図に相当する信
号処理系統図、第９図は第８図の他の実施例を示す信号
処理系統図、第10図，第11図は従来技術の気泡検出装置
の信号処理系統図である。 ２……流路配管、11……１次コイル、12,13……２次コ
イル、14……交流定電流電源,15,27……差動増幅器、1
6,23,28……比較回路、17……気泡検知メータ、19……
しきい値決定回路、20,22……復調回路、24……AND回
路、25,26……２次コイル、31……信号収集装置、32…
…相関器、33……判断回路、34……遅延回路、35……遅
延時間決定回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 重人 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−33788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−153156（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】液体金属が流れる配管、電源、検出部およ
び信号処理部からなる気泡検出装置において、前記液体
金属が流れる流路配管の軸を挟んで対向配置されている
励磁電流を流す２個の１次コイルと、該１次コイルと重
なるように該１次コイルの中央より流路上流側、下流側
の何れか一方、または互いに独立で対をなした状態で該
流路上流側、下流側の両方に設けた２次コイルとよりな
る検出部を備え、前記信号処理部は、前記２次コイルの
出力信号が一定値より大きい場合に信号を出力する比較
回路を具備していることを特徴とする気泡検出装置。 - 【請求項２】前記２次コイルを前記流路上流側、下流側
の両方に設けたときには、前記流路上流側２次コイルの
出力信号と前記流路下流側２次コイルの出力信号の差を
増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号と該出
力信号に含まれる前記液体金属の統計的流動変動にとも
なう脈動信号の大きさを決定するしきい値決定回路の出
力信号とを比較し、前記差動増幅器の出力信号が前記し
きい値決定回路の出力信号より大きい場合に信号を出力
する比較回路とが前記信号処理部に設けてある特許請求
の範囲第１項記載の気泡検出装置。 - 【請求項３】前記２次コイルが１個のときには、前記比
較回路に前記２次コイルの出力信号の高周波成分を復調
回路を用いて除去した信号が該復調回路の出力信号に含
まれる前記液体金属の統計的流動変動にともなう脈動信
号の大きさを決定するしきい値決定回路の出力信号とと
もに入力してある特許請求の範囲第１項記載の気泡検出
装置。 - 【請求項４】前記２次コイルは、対面して２個づつ設け
てあり、前記信号処理部は、該対面して設けてある２次
コイルが前記流路上流側、下流側の両方に設けてあると
きは、該流路上流側、下流側の一方の前記２次コイルの
出力信号を第１の差動増幅器に、他方の前記２次コイル
の出力信号を第２の差動増幅器にそれぞれ入力し、前記
第１、第２の差動増幅器の出力信号をそれぞれしきい値
決定回路の出力信号を入力させてある第１、第２の比較
回路に入力し、該第１、第２の比較回路の出力信号をAN
D回路を介して取り出す構成としてあり、前記対面して
設けてある２次コイルが１組であるときは、それぞれの
２次コイルの出力信号をそれぞれ第１、第２の復調回路
で高周波成分を除去してそれぞれ前記しきい値決定回路
の出力信号を入力させてある前記第１、第２の比較回路
に入力し、該第１、第２の比較回路の出力信号を前記AN
D回路を介して取り出す構成としてある特許請求の範囲
第１項記載の気泡検出回路。 - 【請求項５】液体金属が流れる配管、電源、検出部およ
び信号処理部からなる気泡検出装置において、前記液体
金属が流れる流路配管の軸を挟んで対向配置されている
励磁電流を流す２個の１次コイルと、該１次コイルと重
なるように該１次コイルの中央より流路上流側、下流側
の何れか一方、または互いに独立で対をなした状態で該
流路上流側、下流側の両方に設けた２次コイルとよりな
る検出部を備え、前記信号処理部は、前記２次コイルが
前記流路上流側、下流側の両方に設けてあるときは、前
記それぞれの２次コイルの出力信号をそれぞれ第１、第
２の復調回路で高周波成分を除去してそれぞれしきい値
決定回路の出力信号を入力させてある第１、第２のリミ
ツタ回路に入力し、該第１、第２のリミツタ回路の出力
を信号収集装置に入力し、該信号収集装置の出力信号を
相関をとる相関器に入力し、該相関器の出力分布から前
記流体金属中に気泡が存在するかどうかを判断回路で判
断する構成とし、前記２次コイルが１個のときは、該２
次コイルの出力信号を復調回路で高周波成分を除去して
しきい値決定回路の出力信号を入力させてあるリミツタ
回路に入力し、該リミツタ回路の出力を前記信号収集装
置に入力し、該信号収集装置の出力信号を相関をとる前
記相関器に入力し、該相関器の出力分布から前記流体金
属中に気泡が存在するかどうかを前記判断回路で判断す
る構成としたことを特徴とする気泡検出装置。 - 【請求項６】液体金属が流れる配管、電源、検出部およ
び信号処理部からなる気泡検出装置において、前記液体
金属が流れる流路配管の軸を挟んで対向配置されている
励磁電流を流す２個の１次コイルと、該１次コイルと重
なるように該１次コイルの中央より流路上流側、下流側
の何れか一方、または互いに独立で対をなした状態で該
流路上流側、下流側の両方に設けた２次コイルとよりな
る検出部を備え、前記信号処理部は、前記２次コイルが
前記流路上流側、下流側の両方に設けてあるときは、前
記それぞれの２次コイルの出力信号をそれぞれ第１、第
２の復調回路で高周波成分を除去してそれぞれしきい値
決定回路の出力信号を入力させてある第１、第２のリミ
ツタ回路に入力し、該第１のリミツタ回路の出力は前記
流路上流側の２次コイルの出力信号を遅延時間決定回路
を介して入力してある遅延回路に入力し、該遅延回路の
出力信号と前記第２のリミツタ回路の出力信号とをAND
回路に入力して該AND回路にて気泡による前記流路上流
側２次コイルの出力信号と前記流路下流側２次コイルの
出力信号とが同時に発生するかどうかを確認する構成と
し、前記２次コイルが１個のときは、該２次コイルの出
力信号を復調回路で高周波成分を除去してしきい値決定
回路の出力信号を入力させてあるリミツタ回路に入力
し、該リミツタ回路の出力を前記２次コイルの出力信号
を前記遅延時間決定回路を介して入力してある前記遅延
回路に入力し、該遅延回路の出力信号と前記リミツタ回
路の出力信号とを前記AND回路に入力して該AND回路にて
気泡による前記２次コイルの出力信号が同時に発生する
かどうかを確認する構成としたことを特徴とする気泡検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195494A JPH076946B2 (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 気泡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195494A JPH076946B2 (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 気泡検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352053A JPS6352053A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH076946B2 true JPH076946B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=16342019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195494A Expired - Lifetime JPH076946B2 (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 気泡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076946B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981467A (en) * | 1990-02-27 | 1991-01-01 | Baxter International Inc. | Apparatus and method for the detection of air in fluid delivery systems |
| ES2230430T3 (es) * | 2002-07-25 | 2005-05-01 | Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh | Procedimiento y dispositivo para valorar señales de medicion de corriente parasita. |
| JP6783601B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2020-11-11 | 川辺食品 株式会社 | 異物検出装置 |
| CN107367543A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-11-21 | 曲阜师范大学 | 基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置 |
| DE102019202846B4 (de) * | 2019-03-01 | 2021-02-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Messsystem zur Überwachung der Materialparameter und/oder Homogenität einer durch einen Kanal geförderten Suspension |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP61195494A patent/JPH076946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6352053A (ja) | 1988-03-05 |
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