JPH09159511A - 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 - Google Patents
炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置Info
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- JPH09159511A JPH09159511A JP7318165A JP31816595A JPH09159511A JP H09159511 A JPH09159511 A JP H09159511A JP 7318165 A JP7318165 A JP 7318165A JP 31816595 A JP31816595 A JP 31816595A JP H09159511 A JPH09159511 A JP H09159511A
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- Japan
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- wave
- furnace
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弾性波送受信手段の段数を増大させることな
く、炉内の溶融物の液面レベルを高分解能で検出できる
炉内溶融物の液面レベル測定方法を提供する。 【解決手段】 周囲を耐火物で覆われた炉100 の外壁に
弾性波送受信手段11,12,13を高さ方向に離間して複数段
配置し、各弾性波送受信手段で受信される弾性波の炉内
壁面からの反射波の波高に基づいて炉内溶融物110 の液
面レベルを測定するにあたり、複数段の弾性波送受信手
段11,12,13のうちの任意の高さのｉ段目の弾性波送受信
手段Ｓi から送信され、炉内壁面で反射される弾性波の
反射波を、他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段
Ｓj で受信し、その受信した反射波の波高を、前記ｉ段
目とｊ段目との中間位置の高さでの測定値として用い
る。
く、炉内の溶融物の液面レベルを高分解能で検出できる
炉内溶融物の液面レベル測定方法を提供する。 【解決手段】 周囲を耐火物で覆われた炉100 の外壁に
弾性波送受信手段11,12,13を高さ方向に離間して複数段
配置し、各弾性波送受信手段で受信される弾性波の炉内
壁面からの反射波の波高に基づいて炉内溶融物110 の液
面レベルを測定するにあたり、複数段の弾性波送受信手
段11,12,13のうちの任意の高さのｉ段目の弾性波送受信
手段Ｓi から送信され、炉内壁面で反射される弾性波の
反射波を、他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段
Ｓj で受信し、その受信した反射波の波高を、前記ｉ段
目とｊ段目との中間位置の高さでの測定値として用い
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高炉やその他の
冶金炉内における溶融物の液面レベルを測定する方法お
よびこの方法を実施する測定装置に関するものである。
以下、説明の便宜上、高炉内の溶銑の液面レベルの測定
方法および装置を例にとって説明する。
冶金炉内における溶融物の液面レベルを測定する方法お
よびこの方法を実施する測定装置に関するものである。
以下、説明の便宜上、高炉内の溶銑の液面レベルの測定
方法および装置を例にとって説明する。
【０００２】
【従来の技術】高炉の操業にあたって、炉底湯溜まり部
における溶銑の液面レベル（以下、単に「溶銑レベル」
という）を検知（測定）することは、操業効率を向上さ
せる上で極めて重要である。特に、溶銑レベルが許容レ
ベルを越えて上昇した場合には、羽口送風圧の上昇など
炉況の不安定化につながり、ときには出銑・出滓不良や
溶滓の逆流といったトラブルを招くに至り多大な損失と
なる。このため、従来、炉操業の監視という点からも、
溶銑レベルを検知することが不可欠な作業であった。
における溶銑の液面レベル（以下、単に「溶銑レベル」
という）を検知（測定）することは、操業効率を向上さ
せる上で極めて重要である。特に、溶銑レベルが許容レ
ベルを越えて上昇した場合には、羽口送風圧の上昇など
炉況の不安定化につながり、ときには出銑・出滓不良や
溶滓の逆流といったトラブルを招くに至り多大な損失と
なる。このため、従来、炉操業の監視という点からも、
溶銑レベルを検知することが不可欠な作業であった。
【０００３】このような高炉内の溶銑レベルを検知する
方法として、例えば、特開昭５２−１２７３５４号公報
には、炉壁に垂直探傷法超音波探触子を高さ方向に複数
段配置し、各探触子の受信する反射超音波のレベルを検
出することにより、炉内の溶銑レベルを測定するように
したものが開示されている。
方法として、例えば、特開昭５２−１２７３５４号公報
には、炉壁に垂直探傷法超音波探触子を高さ方向に複数
段配置し、各探触子の受信する反射超音波のレベルを検
出することにより、炉内の溶銑レベルを測定するように
したものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測定方法にあっては、炉壁の高さ方向に複数段
配置した超音波探触子によりそれぞれ受信したエコー信
号の振幅を単純に比較するか、あるいは各エコー信号に
ゲートをかけて炉内壁からのエコー信号を取り出し、そ
の抽出したエコー信号を閾値と比較して２値化すること
により、溶銑あり・なしの情報を取り出して溶銑レベル
を検出するようにしている。このため、高さ方向に複数
段配置した探触子の配置間隔と等しい測定分解能しか得
られず、逆に、溶銑レベルをきめ細かく検出するために
は、多数の超音波探触子を炉壁の高さ方向に微少間隔で
配列する必要があり、装置のコスト高を招くという問題
がある。
た従来の測定方法にあっては、炉壁の高さ方向に複数段
配置した超音波探触子によりそれぞれ受信したエコー信
号の振幅を単純に比較するか、あるいは各エコー信号に
ゲートをかけて炉内壁からのエコー信号を取り出し、そ
の抽出したエコー信号を閾値と比較して２値化すること
により、溶銑あり・なしの情報を取り出して溶銑レベル
を検出するようにしている。このため、高さ方向に複数
段配置した探触子の配置間隔と等しい測定分解能しか得
られず、逆に、溶銑レベルをきめ細かく検出するために
は、多数の超音波探触子を炉壁の高さ方向に微少間隔で
配列する必要があり、装置のコスト高を招くという問題
がある。
【０００５】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、その第１の目的は、弾性波送受信
手段の段数を増大させることなく、炉内の溶融物の液面
レベルを高分解能で検出できる炉内溶融物の液面レベル
測定方法を提供することにある。
してなされたもので、その第１の目的は、弾性波送受信
手段の段数を増大させることなく、炉内の溶融物の液面
レベルを高分解能で検出できる炉内溶融物の液面レベル
測定方法を提供することにある。
【０００６】さらに、この発明の第２の目的は、かかる
炉内溶融物の液面レベル測定方法を実施する炉内溶融物
の液面レベル測定装置を提供することにある。
炉内溶融物の液面レベル測定方法を実施する炉内溶融物
の液面レベル測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、この発明は、周囲を耐火物で覆われた炉の外壁
に弾性波送受信手段を高さ方向に離間して複数段配置
し、各弾性波送受信手段で受信される弾性波の炉内壁面
からの反射波の波高に基づいて炉内溶融物の液面レベル
を測定するにあたり、前記複数段の弾性波送受信手段の
うちの任意の高さのｉ段目の弾性波送受信手段Ｓi から
送信され、前記炉内壁面で反射される弾性波の反射波
を、他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段Ｓj で
受信し、その受信した反射波の波高を、前記ｉ段目とｊ
段目との中間位置の高さでの測定値として用いることを
特徴とするものである。
るため、この発明は、周囲を耐火物で覆われた炉の外壁
に弾性波送受信手段を高さ方向に離間して複数段配置
し、各弾性波送受信手段で受信される弾性波の炉内壁面
からの反射波の波高に基づいて炉内溶融物の液面レベル
を測定するにあたり、前記複数段の弾性波送受信手段の
うちの任意の高さのｉ段目の弾性波送受信手段Ｓi から
送信され、前記炉内壁面で反射される弾性波の反射波
を、他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段Ｓj で
受信し、その受信した反射波の波高を、前記ｉ段目とｊ
段目との中間位置の高さでの測定値として用いることを
特徴とするものである。
【０００８】前記受信した反射波の波高は、前記弾性波
を送信する弾性波送受信手段Ｓi と、前記反射波を受信
する弾性波送受信手段Ｓj との組み合わせに応じて、予
め設定した補正値で補正するのが、弾性波送受信手段の
組み合わせによる指向性や、伝播経路増大による減衰等
に基づく弾性波の受信感度の低下を補正して、液面レベ
ルをより正確に検出する点で好ましい。
を送信する弾性波送受信手段Ｓi と、前記反射波を受信
する弾性波送受信手段Ｓj との組み合わせに応じて、予
め設定した補正値で補正するのが、弾性波送受信手段の
組み合わせによる指向性や、伝播経路増大による減衰等
に基づく弾性波の受信感度の低下を補正して、液面レベ
ルをより正確に検出する点で好ましい。
【０００９】前記複数段の弾性波送受信手段は、異なる
音響特性の耐火物を積み重ねて成る炉の同一の耐火物の
外壁に配置するのが、液面レベルを正確に検出する点で
好ましい。
音響特性の耐火物を積み重ねて成る炉の同一の耐火物の
外壁に配置するのが、液面レベルを正確に検出する点で
好ましい。
【００１０】上記第２の目的を達成するため、この発明
の液面レベル測定装置は、周囲を耐火物で覆われた炉の
外壁に、高さ方向に複数段設置した弾性波送受信手段
と、その複数段の弾性波送受信手段を、同一高さおよび
異なる高さでの弾性波の送受信を含む組み合わせで順次
選択する選択手段と、この選択手段で選択された弾性波
送受信手段を駆動して弾性波を送信すると共に、その弾
性波の炉内壁面での反射波を、選択された弾性波送受信
手段で受信してその波高を検出する弾性波計測手段と、
この弾性波計測手段で検出される、前記複数段の弾性波
送受信手段のうち、任意の高さのｉ段目の弾性波送受信
手段と他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段との
弾性波の送受信の組み合わせにおける反射波の波高を、
前記ｉ段目とｊ段目との中間位置の高さでの測定値とし
て、前記選択手段で選択される各組み合わせにおける波
高に基づいて、前記炉内溶融物の液面レベルを算出する
演算手段とを有することを特徴とするものである。
の液面レベル測定装置は、周囲を耐火物で覆われた炉の
外壁に、高さ方向に複数段設置した弾性波送受信手段
と、その複数段の弾性波送受信手段を、同一高さおよび
異なる高さでの弾性波の送受信を含む組み合わせで順次
選択する選択手段と、この選択手段で選択された弾性波
送受信手段を駆動して弾性波を送信すると共に、その弾
性波の炉内壁面での反射波を、選択された弾性波送受信
手段で受信してその波高を検出する弾性波計測手段と、
この弾性波計測手段で検出される、前記複数段の弾性波
送受信手段のうち、任意の高さのｉ段目の弾性波送受信
手段と他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段との
弾性波の送受信の組み合わせにおける反射波の波高を、
前記ｉ段目とｊ段目との中間位置の高さでの測定値とし
て、前記選択手段で選択される各組み合わせにおける波
高に基づいて、前記炉内溶融物の液面レベルを算出する
演算手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】この発明の一実施形態では、前記選択手段
による弾性波送受信の組み合わせに応じて、前記弾性波
計測手段で検出した波高を補正する補正手段を有するこ
とを特徴とするものである。
による弾性波送受信の組み合わせに応じて、前記弾性波
計測手段で検出した波高を補正する補正手段を有するこ
とを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】炉壁の外側から弾性波を放射し、
その内壁面での弾性波反射エコーをＳ／Ｎよく検出する
ためには、弾性波の波長を、炉壁耐火物の気孔や粗粒の
大きさよりも大きくする必要がある。このようなことか
ら、一般には、数１００ｋＨｚ以下の周波数の弾性波が
用いられている。
その内壁面での弾性波反射エコーをＳ／Ｎよく検出する
ためには、弾性波の波長を、炉壁耐火物の気孔や粗粒の
大きさよりも大きくする必要がある。このようなことか
ら、一般には、数１００ｋＨｚ以下の周波数の弾性波が
用いられている。
【００１３】ところが、超音波探触子の指向性Ｒ（η）
は、「超音波技術便覧」昭和41年10月（日刊工業新聞社
発行）第２５頁に示されているように、ｋを波数、ηを
指向角（ｒａｄ）、ａを探触子径、Ｊ1 を第１種ベッセ
ル関数とすると、
は、「超音波技術便覧」昭和41年10月（日刊工業新聞社
発行）第２５頁に示されているように、ｋを波数、ηを
指向角（ｒａｄ）、ａを探触子径、Ｊ1 を第１種ベッセ
ル関数とすると、
【数１】 で表される。
【００１４】一方、耐火物の音速は、一般に３０００〜
６０００ｍ／ｓであり、また、一般的な超音波探触子の
径は、４０〜１００ｍｍの範囲にある。したがって、上
記のように、周波数が数１００ｋＨｚ以下の弾性波を用
いる場合には、探触子の指向性Ｒ（η）は、探触子の設
置面の垂線方向のみでなく、斜め方向にも分布をもって
広がることになるので、探触子を構成する送信子および
受信子を上下に離間して配置した場合でも、炉壁耐火物
の内壁面エコーをＳ／Ｎ良く検出することができる。こ
こで、弾性波は、媒質の境界面では正反射するので、こ
の場合のエコーの反射位置は、送信子および受信子のそ
れぞれの設置位置の中間の位置とみなすことができる。
６０００ｍ／ｓであり、また、一般的な超音波探触子の
径は、４０〜１００ｍｍの範囲にある。したがって、上
記のように、周波数が数１００ｋＨｚ以下の弾性波を用
いる場合には、探触子の指向性Ｒ（η）は、探触子の設
置面の垂線方向のみでなく、斜め方向にも分布をもって
広がることになるので、探触子を構成する送信子および
受信子を上下に離間して配置した場合でも、炉壁耐火物
の内壁面エコーをＳ／Ｎ良く検出することができる。こ
こで、弾性波は、媒質の境界面では正反射するので、こ
の場合のエコーの反射位置は、送信子および受信子のそ
れぞれの設置位置の中間の位置とみなすことができる。
【００１５】また、このように送信子および受信子を上
下に離間して配置し、壁面に対して斜めに弾性波を送受
信する場合には、壁面に対して垂直方向に送受信する場
合に比べて、指向性や、伝播経路増大による減衰等によ
って弾性波の受信感度が低下するが、これらの感度低下
因子は、送受信子の位置関係から予め知ることができる
ので、送受信子の組み合わせに対してそれぞれ補正ゲイ
ンを乗じることにより補正することができる。
下に離間して配置し、壁面に対して斜めに弾性波を送受
信する場合には、壁面に対して垂直方向に送受信する場
合に比べて、指向性や、伝播経路増大による減衰等によ
って弾性波の受信感度が低下するが、これらの感度低下
因子は、送受信子の位置関係から予め知ることができる
ので、送受信子の組み合わせに対してそれぞれ補正ゲイ
ンを乗じることにより補正することができる。
【００１６】以下、図面を参照して、この発明の実施の
形態について説明する。図１は、この発明の第１実施形
態を示す模式図である。図１において、１００は炉体を
構成する耐火物（レンガブロック）、１１０は炉内の溶
融物、１１，１２，１３は弾性波送受信手段、２１，２
２はチャンネル切り替え器、３は弾性波計測器、４は演
算回路、５は制御回路、６は表示装置を示す。
形態について説明する。図１は、この発明の第１実施形
態を示す模式図である。図１において、１００は炉体を
構成する耐火物（レンガブロック）、１１０は炉内の溶
融物、１１，１２，１３は弾性波送受信手段、２１，２
２はチャンネル切り替え器、３は弾性波計測器、４は演
算回路、５は制御回路、６は表示装置を示す。
【００１７】弾性波送受信手段１１，１２，１３は、そ
れぞれ圧電材料の電気−音響変換効果を利用したもの
で、一般に安価に市販されている超音波探触子等、好適
には、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の弾性波を送受信
する探触子を用いる。これら探触子１１，１２，１３
は、炉外壁の異なる高さ位置に、それぞれ適当な弾性波
結合材を介して密着して設置する。
れぞれ圧電材料の電気−音響変換効果を利用したもの
で、一般に安価に市販されている超音波探触子等、好適
には、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の弾性波を送受信
する探触子を用いる。これら探触子１１，１２，１３
は、炉外壁の異なる高さ位置に、それぞれ適当な弾性波
結合材を介して密着して設置する。
【００１８】チャンネル切り替え器２１は、１つの入力
端子と複数の出力端子（この実施形態では３つ）とを有
し、その入力端子を制御回路５からのチャンネル切り替
え信号に従って所要の出力端子に切り替え接続するよう
構成したもので、一般に市販されているものを用いるこ
とができる。また、チャンネル切り替え器２２は、チャ
ンネル切り替え器２１の入出力が逆方向のもの、すなわ
ち複数の入力端子（この実施形態では３つ）と１つの出
力端子とを有し、その出力端子を制御回路５からのチャ
ンネル切り替え信号に従って所要の入力端子に切り替え
接続するよう構成したもので、チャンネル切り替え器２
１と同じ規格のものを用いることができる。
端子と複数の出力端子（この実施形態では３つ）とを有
し、その入力端子を制御回路５からのチャンネル切り替
え信号に従って所要の出力端子に切り替え接続するよう
構成したもので、一般に市販されているものを用いるこ
とができる。また、チャンネル切り替え器２２は、チャ
ンネル切り替え器２１の入出力が逆方向のもの、すなわ
ち複数の入力端子（この実施形態では３つ）と１つの出
力端子とを有し、その出力端子を制御回路５からのチャ
ンネル切り替え信号に従って所要の入力端子に切り替え
接続するよう構成したもので、チャンネル切り替え器２
１と同じ規格のものを用いることができる。
【００１９】弾性波計測器３は、制御回路５の制御のも
とに、液面レベル監視頻度に応じた時間間隔で、チャン
ネル切り替え器２１で選択されている探触子に高電圧信
号を印加して弾性波を励起させ、またチャンネル切り替
え器２２で選択されている探触子において電気信号に変
換された受信反射波の信号を適当な範囲の電圧波形、例
えば数百ｍＶないし数Ｖに増幅するよう構成したもの
で、一般に市販されているものを利用することができ
る。ここで、弾性波計測器３は、送受信を同一の探触子
で行う場合（１探）と、別個の探触子で行う場合（２
探）とで、回路を切り替えるのが一般的であるので、そ
の切り替えを制御回路５からの１探／２探切り替え信号
によって行うようにする。
とに、液面レベル監視頻度に応じた時間間隔で、チャン
ネル切り替え器２１で選択されている探触子に高電圧信
号を印加して弾性波を励起させ、またチャンネル切り替
え器２２で選択されている探触子において電気信号に変
換された受信反射波の信号を適当な範囲の電圧波形、例
えば数百ｍＶないし数Ｖに増幅するよう構成したもの
で、一般に市販されているものを利用することができ
る。ここで、弾性波計測器３は、送受信を同一の探触子
で行う場合（１探）と、別個の探触子で行う場合（２
探）とで、回路を切り替えるのが一般的であるので、そ
の切り替えを制御回路５からの１探／２探切り替え信号
によって行うようにする。
【００２０】演算回路４は、弾性波計測器３で検出した
反射波の波高および制御回路５からの測定位置信号に基
づいて、炉内溶融物１１０の液面レベルを算出するもの
である。例えば、特公昭52−127354号公報に開示されて
いるように、各測定位置について検出した波高の結果を
相互に比較して液面レベルを算出したり、各測定位置に
ついて検出した波高を所定の閾値と比較して２値化し、
その２値化の結果から液面レベルを算出したりするもの
であってもよい。または、発明者らが先に提案した方法
(特願平７−304565号) 、即ち、各測定位置の波高と液
面レベルとの対応関係を予め設定し、検出した波高から
逆算して液面レベルを算出するよう構成しても良い。こ
こで、反射波の波高検出方法としては、一般的な弾性波
計測で用いられるゲート回路，絶対値回路，ピーク回路
などの各機能を組合わせた方法でもよいし、ゲート出力
のスペクトラム振幅を算出してそのピーク値を検出する
ような機能を持った方法であってもよい。さらには、ゲ
ート出力と予め記憶させておいた基準エコー波形との逆
畳み込み演算を行うことにより、その出力波形のピーク
を検出するような方法でもよい。なお、この演算回路４
での液面レベルの算出結果は、後段の表示装置６に供給
して表示する。
反射波の波高および制御回路５からの測定位置信号に基
づいて、炉内溶融物１１０の液面レベルを算出するもの
である。例えば、特公昭52−127354号公報に開示されて
いるように、各測定位置について検出した波高の結果を
相互に比較して液面レベルを算出したり、各測定位置に
ついて検出した波高を所定の閾値と比較して２値化し、
その２値化の結果から液面レベルを算出したりするもの
であってもよい。または、発明者らが先に提案した方法
(特願平７−304565号) 、即ち、各測定位置の波高と液
面レベルとの対応関係を予め設定し、検出した波高から
逆算して液面レベルを算出するよう構成しても良い。こ
こで、反射波の波高検出方法としては、一般的な弾性波
計測で用いられるゲート回路，絶対値回路，ピーク回路
などの各機能を組合わせた方法でもよいし、ゲート出力
のスペクトラム振幅を算出してそのピーク値を検出する
ような機能を持った方法であってもよい。さらには、ゲ
ート出力と予め記憶させておいた基準エコー波形との逆
畳み込み演算を行うことにより、その出力波形のピーク
を検出するような方法でもよい。なお、この演算回路４
での液面レベルの算出結果は、後段の表示装置６に供給
して表示する。
【００２１】制御回路５は、チャンネル切り替え器２
１，２２、弾性波計測器３および演算回路４に、それぞ
れチャンネル切り替え信号、１探／２探切り替え信号お
よび測定位置信号を供給するよう構成したもので、例え
ば、ＴＴＬ出力ポートを４つ以上有するマイクロコンピ
ュータ等を用いて簡単に構成することができる。
１，２２、弾性波計測器３および演算回路４に、それぞ
れチャンネル切り替え信号、１探／２探切り替え信号お
よび測定位置信号を供給するよう構成したもので、例え
ば、ＴＴＬ出力ポートを４つ以上有するマイクロコンピ
ュータ等を用いて簡単に構成することができる。
【００２２】次に、この実施形態の動作について説明す
る。先ず、制御回路５から、チャンネル切り替え器２
１，２２にチャンネル切り替え信号を送出して、送信探
触子および受信探触子をそれぞれ選択すると共に、その
送信探触子および受信探触子の組み合わせに応じて、弾
性波計測器３に１探／２探切り替え信号を送出する。そ
の後、弾性波計測器３において、チャンネル切り替え器
２１，２２で選択されている送信探触子および受信探触
子を介して弾性波の送受信を行い、その受信探触子から
の受信反射波の信号を適当な範囲の電圧波形に変換して
演算回路４に供給する。
る。先ず、制御回路５から、チャンネル切り替え器２
１，２２にチャンネル切り替え信号を送出して、送信探
触子および受信探触子をそれぞれ選択すると共に、その
送信探触子および受信探触子の組み合わせに応じて、弾
性波計測器３に１探／２探切り替え信号を送出する。そ
の後、弾性波計測器３において、チャンネル切り替え器
２１，２２で選択されている送信探触子および受信探触
子を介して弾性波の送受信を行い、その受信探触子から
の受信反射波の信号を適当な範囲の電圧波形に変換して
演算回路４に供給する。
【００２３】以上の動作を、送信探触子および受信探触
子の組み合わせを順次変更しながら繰り返し、演算回路
４において、各測定位置について検出された波高の結果
に基づいて、上述したようにして液面レベルを算出し、
その結果を表示装置６に表示する。
子の組み合わせを順次変更しながら繰り返し、演算回路
４において、各測定位置について検出された波高の結果
に基づいて、上述したようにして液面レベルを算出し、
その結果を表示装置６に表示する。
【００２４】表１は、この実施形態において、制御回路
５から、チャンネル切り替え器２１，２２、弾性波計測
器３および演算回路４にそれぞれ送出するチャンネル切
り替え信号、１探／２探切り替え信号および測定位置信
号の組み合わせの一例を示すものである。表１におい
て、ｈ11，ｈ12，ｈ13は、それぞれ探触子１１，１２，
１３の設置高さ位置を示す。
５から、チャンネル切り替え器２１，２２、弾性波計測
器３および演算回路４にそれぞれ送出するチャンネル切
り替え信号、１探／２探切り替え信号および測定位置信
号の組み合わせの一例を示すものである。表１におい
て、ｈ11，ｈ12，ｈ13は、それぞれ探触子１１，１２，
１３の設置高さ位置を示す。
【表１】
【００２５】なお、この実施形態において、探触子１
１，１２，１３は、必ずしも等間隔に設置する必要はな
いが、これらを等間隔に設置した場合には、表１におい
てIIIおよびIVは同一測定位置となるので、いずれか一
方を省略することができる。
１，１２，１３は、必ずしも等間隔に設置する必要はな
いが、これらを等間隔に設置した場合には、表１におい
てIIIおよびIVは同一測定位置となるので、いずれか一
方を省略することができる。
【００２６】図２は、この発明の第２実施形態を示す模
式図である。この実施形態では、図１に示す構成におい
て、弾性波計測器３と演算回路４との間に乗算回路７を
付加したもので、その他の構成は図１と同様である。乗
算回路７は、弾性波計測器３で検出した受信波形電圧を
増幅するもので、予め設定した送信探触子および受信探
触子の組み合わせに応じたゲインを記憶し、制御回路５
からの指令に応じて、弾性波計測器３で検出した受信波
形電圧を、その時の送信探触子および受信探触子の組み
合わせに応じたゲインで増幅して、演算回路４に供給す
る。その他の各部の動作は、図１と同様である。
式図である。この実施形態では、図１に示す構成におい
て、弾性波計測器３と演算回路４との間に乗算回路７を
付加したもので、その他の構成は図１と同様である。乗
算回路７は、弾性波計測器３で検出した受信波形電圧を
増幅するもので、予め設定した送信探触子および受信探
触子の組み合わせに応じたゲインを記憶し、制御回路５
からの指令に応じて、弾性波計測器３で検出した受信波
形電圧を、その時の送信探触子および受信探触子の組み
合わせに応じたゲインで増幅して、演算回路４に供給す
る。その他の各部の動作は、図１と同様である。
【００２７】このようにすれば、送信探触子および受信
探触子の組み合わせによる指向性や、伝播経路増大によ
る減衰等に基づく弾性波の受信感度の低下を補正するこ
とができるので、液面レベルをより正確に検出すること
ができる。
探触子の組み合わせによる指向性や、伝播経路増大によ
る減衰等に基づく弾性波の受信感度の低下を補正するこ
とができるので、液面レベルをより正確に検出すること
ができる。
【００２８】図３は、この発明の第３実施形態を示す模
式図である。この実施形態は、炉体が異なる音響特性の
耐火物を積み重ねて構成されている場合において、例え
ば、その異なる順次の耐火物１００，１０１の外壁面に
探触子を３段ずつ、すなわち耐火物１００には探触子１
１，１２，１３を、耐火物１０１には探触子１４，１
５，１６を、それぞれ高さ方向に離間して配置して液面
レベルを検出するようにしたもので、その他の構成は図
１と同様である。ただし、弾性波計測器３では、受信探
触子からの反射電圧波形を増幅する際のゲインを、それ
が設置されている耐火物１００，１０１の音響特性に応
じて、制御回路５の制御のもとに切り替える。
式図である。この実施形態は、炉体が異なる音響特性の
耐火物を積み重ねて構成されている場合において、例え
ば、その異なる順次の耐火物１００，１０１の外壁面に
探触子を３段ずつ、すなわち耐火物１００には探触子１
１，１２，１３を、耐火物１０１には探触子１４，１
５，１６を、それぞれ高さ方向に離間して配置して液面
レベルを検出するようにしたもので、その他の構成は図
１と同様である。ただし、弾性波計測器３では、受信探
触子からの反射電圧波形を増幅する際のゲインを、それ
が設置されている耐火物１００，１０１の音響特性に応
じて、制御回路５の制御のもとに切り替える。
【００２９】表２は、この実施形態において、制御回路
５から、チャンネル切り替え器２１，２２、弾性波計測
器３および演算回路４にそれぞれ送出するチャンネル切
り替え信号、１探／２探切り替え信号および測定位置信
号の組み合わせの一例を示すものである。なお、表２に
おいて、ｈ14，ｈ15，ｈ16は、それぞれ探触子１４，１
５，１６の設置高さ位置を示す。
５から、チャンネル切り替え器２１，２２、弾性波計測
器３および演算回路４にそれぞれ送出するチャンネル切
り替え信号、１探／２探切り替え信号および測定位置信
号の組み合わせの一例を示すものである。なお、表２に
おいて、ｈ14，ｈ15，ｈ16は、それぞれ探触子１４，１
５，１６の設置高さ位置を示す。
【表２】
【００３０】この実施形態においても、探触子１１，１
２，１３および探触子１４，１５，１６をそれぞれ等間
隔に設置した場合には、表２において、III とIVとの測
定位置、およびIXとX との測定位置がそれぞれ同一位置
となるので、各々いずれか一方を省略することができ
る。
２，１３および探触子１４，１５，１６をそれぞれ等間
隔に設置した場合には、表２において、III とIVとの測
定位置、およびIXとX との測定位置がそれぞれ同一位置
となるので、各々いずれか一方を省略することができ
る。
【００３１】なお、この発明は上述した実施形態にのみ
限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能
である。例えば、図１および図２では、３段の探触子
を、また、図３では耐火物１００，１０１にそれぞれ３
段の探触子を設置したが、その段数は複数段であれば、
任意に設定できると共に、設置間隔も任意に設定するこ
とができる。また、各実施形態においては、同一高さ位
置に１つの探触子を設置するようにしたが、同一高さ位
置に２個の探触子を設置して、全て２探式で弾性波の送
受信を行うよう構成することもできる。
限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能
である。例えば、図１および図２では、３段の探触子
を、また、図３では耐火物１００，１０１にそれぞれ３
段の探触子を設置したが、その段数は複数段であれば、
任意に設定できると共に、設置間隔も任意に設定するこ
とができる。また、各実施形態においては、同一高さ位
置に１つの探触子を設置するようにしたが、同一高さ位
置に２個の探触子を設置して、全て２探式で弾性波の送
受信を行うよう構成することもできる。
【００３２】さらに、図３においては、図２の場合と同
様に、弾性波計測器３と演算回路４との間に、乗算回路
を設けて、送信探触子および受信探触子の組み合わせに
よる指向性や、伝播経路増大による減衰等に基づく弾性
波の受信感度の低下を補正するよう構成することもでき
るし、耐火物１００および１０１に対応して、独立の液
面レベル検出装置を設けることもできる。
様に、弾性波計測器３と演算回路４との間に、乗算回路
を設けて、送信探触子および受信探触子の組み合わせに
よる指向性や、伝播経路増大による減衰等に基づく弾性
波の受信感度の低下を補正するよう構成することもでき
るし、耐火物１００および１０１に対応して、独立の液
面レベル検出装置を設けることもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、従来と同一数の弾性波送受信手段の配置で、ほぼ２
倍の測定位置における炉内の溶融面レベルを検出するこ
とができるので、従来よりもきめ細かい溶融面監視が可
能となる。また、従来と同一の溶融面レベルの測定点数
を要する場合には、弾性波送受信手段の数を、従来のほ
ぼ半分に減らすことができるので、コストおよび弾性波
送受信手段の交換等の保守面で有利となる。
ば、従来と同一数の弾性波送受信手段の配置で、ほぼ２
倍の測定位置における炉内の溶融面レベルを検出するこ
とができるので、従来よりもきめ細かい溶融面監視が可
能となる。また、従来と同一の溶融面レベルの測定点数
を要する場合には、弾性波送受信手段の数を、従来のほ
ぼ半分に減らすことができるので、コストおよび弾性波
送受信手段の交換等の保守面で有利となる。
【図１】この発明の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】同じく、第２実施形態を示す模式図である。
【図３】同じく、第３実施形態を示す模式図である。
１１、１２、１３、１４、１５、１６ 探触子 ３ 弾性波計測器 ４ 演算回路 ５ 制御回路 ６ 表示装置 ７ 乗算回路 ２１，２２ チャンネル切り替え器 １００，１０１ 耐火物 １１０ 溶融物
Claims (5)
- 【請求項１】 周囲を耐火物で覆われた炉の外壁に弾性
波送受信手段を高さ方向に離間して複数段配置し、各弾
性波送受信手段で受信される弾性波の炉内壁面からの反
射波の波高に基づいて炉内溶融物の液面レベルを測定す
るにあたり、 前記複数段の弾性波送受信手段のうちの任意の高さのｉ
段目の弾性波送受信手段Ｓi から送信され、前記炉内壁
面で反射される弾性波の反射波を、他の任意の高さのｊ
段目の弾性波送受信手段Ｓj で受信し、その受信した反
射波の波高を、前記ｉ段目とｊ段目との中間位置の高さ
での測定値として用いることを特徴とする炉内溶融物の
液面レベル測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の液面レベル測定方法にお
いて、 前記弾性波を送信する弾性波送受信手段Ｓi と、前記反
射波を受信する弾性波送受信手段Ｓj との組み合わせに
応じて、受信した反射波の波高を、予め設定した補正値
で補正することを特徴とする炉内溶融物の液面レベル測
定方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の液面レベル測定
方法において、 前記複数段の弾性波送受信手段を、異なる音響特性の耐
火物を積み重ねて成る炉の同一の耐火物の外壁に配置し
たことを特徴とする炉内溶融物の液面レベル測定方法。 - 【請求項４】 周囲を耐火物で覆われた炉の外壁に、高
さ方向に複数段設置した弾性波送受信手段と、 その複数段の弾性波送受信手段を、同一高さおよび異な
る高さでの弾性波の送受信を含む組み合わせで順次選択
する選択手段と、 この選択手段で選択された弾性波送受信手段を駆動して
弾性波を送信すると共に、その弾性波の炉内壁面での反
射波を、選択された弾性波送受信手段で受信してその波
高を検出する弾性波計測手段と、 この弾性波計測手段で検出される、前記複数段の弾性波
送受信手段のうち、任意の高さのｉ段目の弾性波送受信
手段と他の任意の高さのｊ段目の弾性波送受信手段との
弾性波の送受信の組み合わせにおける反射波の波高を、
前記ｉ段目とｊ段目との中間位置の高さでの測定値とし
て、前記選択手段で選択される各組み合わせにおける波
高に基づいて、前記炉内溶融物の液面レベルを算出する
演算手段とを有することを特徴とする炉内溶融物の液面
レベル測定装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の炉内溶融物の液面レベル
測定装置において、 前記選択手段による弾性波送受信の組み合わせに応じ
て、前記弾性波計測手段で検出した波高を、予め設定し
た補正値で補正する補正手段を有することを特徴とする
炉内溶融物の液面レベル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318165A JPH09159511A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318165A JPH09159511A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159511A true JPH09159511A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18096204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7318165A Pending JPH09159511A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09159511A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010072471A1 (de) * | 2008-12-15 | 2010-07-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Schmelzofen |
| CN108444284A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-24 | 马鞍山市万兴耐磨金属制造有限公司 | 一种基于多级节能调控的中频熔炼电炉装置 |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP7318165A patent/JPH09159511A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010072471A1 (de) * | 2008-12-15 | 2010-07-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Schmelzofen |
| CN102282270A (zh) * | 2008-12-15 | 2011-12-14 | 西门子公司 | 熔炉 |
| RU2488057C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2013-07-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Плавильная печь |
| KR101296424B1 (ko) * | 2008-12-15 | 2013-08-13 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 용융로 |
| CN108444284A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-24 | 马鞍山市万兴耐磨金属制造有限公司 | 一种基于多级节能调控的中频熔炼电炉装置 |
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