JPH11304765A - ボイド検出装置 - Google Patents
ボイド検出装置Info
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- JPH11304765A JPH11304765A JP10113024A JP11302498A JPH11304765A JP H11304765 A JPH11304765 A JP H11304765A JP 10113024 A JP10113024 A JP 10113024A JP 11302498 A JP11302498 A JP 11302498A JP H11304765 A JPH11304765 A JP H11304765A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電磁式のボイド検出装置では、配管口径が大き
くなると検知コイルへ達する磁束が減衰し、ノイズが増
加し、検出感度が低下する。 【解決手段】配管外周に配置した磁気検知装置を強磁性
体のコアや積層材料からなる磁気遮蔽構造により取り囲
み、外部からのノイズを遮断できる構造とし、磁気検出
装置である検知コイルの出力信号の位相の変化を検出す
る。
くなると検知コイルへ達する磁束が減衰し、ノイズが増
加し、検出感度が低下する。 【解決手段】配管外周に配置した磁気検知装置を強磁性
体のコアや積層材料からなる磁気遮蔽構造により取り囲
み、外部からのノイズを遮断できる構造とし、磁気検出
装置である検知コイルの出力信号の位相の変化を検出す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性流体中のボ
イド検出装置に関わり、特に高速炉の冷却媒体に用いら
れる液体金属ナトリウム中の気泡を検出するに好適なボ
イド検出装置に関する。
イド検出装置に関わり、特に高速炉の冷却媒体に用いら
れる液体金属ナトリウム中の気泡を検出するに好適なボ
イド検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高速炉の炉心の冷却媒体として
は液体金属ナトリウム（以下、ナトリウムと称する。）
が使用される。ナトリウム自由液面のカバーガスには、
不活性なアルゴンガス等が使用される。カバーガスが冷
却媒体中に巻込まれた場合には、炉心の反応度や熱交換
効率に影響を与える可能性が考えられる。このため、高
速炉では、通常の熱流体機器と同様に冷却媒体中にカバ
ーガスが巻込まれないように、あるいはガス溜りができ
ないように設計されている。
は液体金属ナトリウム（以下、ナトリウムと称する。）
が使用される。ナトリウム自由液面のカバーガスには、
不活性なアルゴンガス等が使用される。カバーガスが冷
却媒体中に巻込まれた場合には、炉心の反応度や熱交換
効率に影響を与える可能性が考えられる。このため、高
速炉では、通常の熱流体機器と同様に冷却媒体中にカバ
ーガスが巻込まれないように、あるいはガス溜りができ
ないように設計されている。
【０００３】ガス巻込みを防止した熱流体機器を設計，
製作，運転する上で、冷却媒体中を通過する気泡を検出
する手段が有用である。水のように透明な流体を冷却媒
体として使用する熱流体機器では、その設計，製作段階
において模型試験が実施されガス巻込みの有無の評価や
ガス巻込みの無い構造の模索が、可視化観察により行わ
れる。また、最終的には運転状態においても観察や確認
が容易である。しかし、ナトリウムのような液体金属は
不透明であるため、可視化観察により冷却媒体中の気泡
の有無を確認できない。このため、液体金属のような導
電性の流体においては、電磁式のボイド検出装置が冷却
媒体中の気泡の検出に用いられている。従来の電磁式の
ボイド検出装置が文献（D.Stapleton, CEGB Report 197
3 ）に記載されている。図２（ａ)，(ｂ）に示すように
導電性流体１が流れる配管２の外周に空芯の励磁コイル
３を設け、相対する位置に２個の検知コイル４，５を配
置する。励磁コイル３に交流電流を加えると検知コイル
４，５に向かう磁束６，７が形成される。このとき、導
電性流体１中には、磁束６，７を取り巻くように渦電流
８が発生する。この渦電流８により生じる磁束の向きは
励磁コイル３から発生した磁束と逆向きであるため、励
磁コイル３から検知コイル４，５へ到達する磁束６，７
の密度を変化させる。導電性流体１中を流れる気泡９が
励磁コイル３及び検知コイル４，５からなるボイド検出
装置を通過する時、気泡の存在により渦電流８の流れが
微弱に変化し、検知コイル４を通る磁束６も変化する。
この磁束の変化が２個の検知コイル４，５の出力電圧の
差から検知され、気泡の通過が検出される。尚、上述の
公知例のほかに、次の公知例がある。D.Stapleton：Cen
tral Electricity Generating Board, Research Depart
ment, BerkeleyNuclear Laboratories.
製作，運転する上で、冷却媒体中を通過する気泡を検出
する手段が有用である。水のように透明な流体を冷却媒
体として使用する熱流体機器では、その設計，製作段階
において模型試験が実施されガス巻込みの有無の評価や
ガス巻込みの無い構造の模索が、可視化観察により行わ
れる。また、最終的には運転状態においても観察や確認
が容易である。しかし、ナトリウムのような液体金属は
不透明であるため、可視化観察により冷却媒体中の気泡
の有無を確認できない。このため、液体金属のような導
電性の流体においては、電磁式のボイド検出装置が冷却
媒体中の気泡の検出に用いられている。従来の電磁式の
ボイド検出装置が文献（D.Stapleton, CEGB Report 197
3 ）に記載されている。図２（ａ)，(ｂ）に示すように
導電性流体１が流れる配管２の外周に空芯の励磁コイル
３を設け、相対する位置に２個の検知コイル４，５を配
置する。励磁コイル３に交流電流を加えると検知コイル
４，５に向かう磁束６，７が形成される。このとき、導
電性流体１中には、磁束６，７を取り巻くように渦電流
８が発生する。この渦電流８により生じる磁束の向きは
励磁コイル３から発生した磁束と逆向きであるため、励
磁コイル３から検知コイル４，５へ到達する磁束６，７
の密度を変化させる。導電性流体１中を流れる気泡９が
励磁コイル３及び検知コイル４，５からなるボイド検出
装置を通過する時、気泡の存在により渦電流８の流れが
微弱に変化し、検知コイル４を通る磁束６も変化する。
この磁束の変化が２個の検知コイル４，５の出力電圧の
差から検知され、気泡の通過が検出される。尚、上述の
公知例のほかに、次の公知例がある。D.Stapleton：Cen
tral Electricity Generating Board, Research Depart
ment, BerkeleyNuclear Laboratories.
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁式のボイド
検出装置は、配管口径が大きくなると検知コイルへ達す
る磁束が減衰し検出感度が低下するとともに、ボイド検
出装置まわりからのノイズの影響を受けやすくなるとい
う課題があった。
検出装置は、配管口径が大きくなると検知コイルへ達す
る磁束が減衰し検出感度が低下するとともに、ボイド検
出装置まわりからのノイズの影響を受けやすくなるとい
う課題があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、従来技術の問題
点に鑑み、配管口径が大きくなってもノイズの影響を低
減し、導電性流体中の気泡を検出可能な電磁式のボイド
検出装置を提供する。
点に鑑み、配管口径が大きくなってもノイズの影響を低
減し、導電性流体中の気泡を検出可能な電磁式のボイド
検出装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、 （１）磁気検知装置の外部からのノイズを遮断する。
めには、 （１）磁気検知装置の外部からのノイズを遮断する。
【０００７】（２）励磁装置で発生した配管内導電性流
体中への磁束密度を強くする。
体中への磁束密度を強くする。
【０００８】（３）外部からのノイズの影響を受け難い
信号を検出する。
信号を検出する。
【０００９】（４）磁気検知装置の出力信号のノイズに
対する気泡信号のレベルを上げる。
対する気泡信号のレベルを上げる。
【００１０】ことが有効な手段である。
【００１１】そこで、本発明では、配管外周に配置した
磁気検知装置を強磁性体のコアや積層材料からなる磁気
遮蔽構造により取り囲み、外部からのノイズを遮断でき
る構造とした。
磁気検知装置を強磁性体のコアや積層材料からなる磁気
遮蔽構造により取り囲み、外部からのノイズを遮断でき
る構造とした。
【００１２】また、配管の外周かつ導電性流体が流れる
方向に対する直交面を挟むように設けた２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置を設け、配管内の導電
性流体中への磁束密度を強くした。そして磁気検出装置
として配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コイ
ルを配置し、検知コイルを励磁装置のＥ字形状コアで囲
み、検知装置の磁気遮蔽構造を構成した。
方向に対する直交面を挟むように設けた２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置を設け、配管内の導電
性流体中への磁束密度を強くした。そして磁気検出装置
として配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コイ
ルを配置し、検知コイルを励磁装置のＥ字形状コアで囲
み、検知装置の磁気遮蔽構造を構成した。
【００１３】別の手段では、配管の外周かつ導電性流体
が流れる方向に対する直交面を挟むように設けたＣ字形
状のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよ
うに励磁コイルを配置した励磁装置を設け、配管内の導
電性流体中への磁束密度を強くした。そして磁気検出装
置として配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コ
イルを配置し、検知コイルを励磁装置のＣ字形状コアで
囲み、検知装置の磁気遮蔽構造を構成した。
が流れる方向に対する直交面を挟むように設けたＣ字形
状のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよ
うに励磁コイルを配置した励磁装置を設け、配管内の導
電性流体中への磁束密度を強くした。そして磁気検出装
置として配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コ
イルを配置し、検知コイルを励磁装置のＣ字形状コアで
囲み、検知装置の磁気遮蔽構造を構成した。
【００１４】外部からのノイズの影響を受け難い信号を
検出する手段として、磁気検出装置である検知コイルの
出力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定する
信号処理器を設けた。
検出する手段として、磁気検出装置である検知コイルの
出力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定する
信号処理器を設けた。
【００１５】さらに、磁気検知装置の出力信号のノイズ
に対する気泡信号のレベルを上げる手段として、配管の
流れ方向に一対一組で設置された検知コイルを配管円周
方向に複数組配置し、複数組の検知コイルの信号間の算
術平均処理を施し、気泡の有無を判定する。
に対する気泡信号のレベルを上げる手段として、配管の
流れ方向に一対一組で設置された検知コイルを配管円周
方向に複数組配置し、複数組の検知コイルの信号間の算
術平均処理を施し、気泡の有無を判定する。
【００１６】即ち、本発明の構成要件によれば、配管外
周に配置した磁気検知装置を強磁性体のコアや積層材料
からなる磁気遮蔽構造により取り囲むことにより、外部
からのノイズが遮断される。
周に配置した磁気検知装置を強磁性体のコアや積層材料
からなる磁気遮蔽構造により取り囲むことにより、外部
からのノイズが遮断される。
【００１７】また、配管の外周かつ導電性流体が流れる
方向に対する直交面を挟むように設けた２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置を設けることにより、
配管内の導電性流体中への磁束密度が強化される。さら
に磁気検出装置として配管外周に励磁コイルと重ならぬ
ように検知コイルを配置し、検知コイルを励磁装置のＥ
字形状コアで囲むことにより、検知装置への外部からの
ノイズが遮蔽される。
方向に対する直交面を挟むように設けた２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置を設けることにより、
配管内の導電性流体中への磁束密度が強化される。さら
に磁気検出装置として配管外周に励磁コイルと重ならぬ
ように検知コイルを配置し、検知コイルを励磁装置のＥ
字形状コアで囲むことにより、検知装置への外部からの
ノイズが遮蔽される。
【００１８】別の構成要件によれば、配管の外周かつ導
電性流体が流れる方向に対する直交面を挟むように設け
たＣ字形状のコアと、このコアの任意の位置にコアを取
り囲むように励磁コイルを配置した励磁装置を設けるこ
とにより、配管内の導電性流体中への磁束密度が強化さ
れる。また、磁気検出装置として配管外周に励磁コイル
と重ならぬように検知コイルを配置し、検知コイルを励
磁装置のＣ字形状コアで囲むことにより、検知装置への
外部からのノイズが遮蔽される。
電性流体が流れる方向に対する直交面を挟むように設け
たＣ字形状のコアと、このコアの任意の位置にコアを取
り囲むように励磁コイルを配置した励磁装置を設けるこ
とにより、配管内の導電性流体中への磁束密度が強化さ
れる。また、磁気検出装置として配管外周に励磁コイル
と重ならぬように検知コイルを配置し、検知コイルを励
磁装置のＣ字形状コアで囲むことにより、検知装置への
外部からのノイズが遮蔽される。
【００１９】また、磁気検出装置である検知コイルの出
力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定するこ
とにより、外部からのノイズの影響を受けやすい電圧や
電流で判定する場合に比べ、外部からのノイズの影響を
受け難くなる。
力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定するこ
とにより、外部からのノイズの影響を受けやすい電圧や
電流で判定する場合に比べ、外部からのノイズの影響を
受け難くなる。
【００２０】さらに、配管の流れ方向に一対一組で設置
された検知コイルを配管円周方向に複数組配置し、複数
組の検知コイルの信号間の算術平均処理を施し、気泡の
有無を判定することにより、磁気検知装置の出力信号の
ノイズに対する気泡信号のレベルが向上する。
された検知コイルを配管円周方向に複数組配置し、複数
組の検知コイルの信号間の算術平均処理を施し、気泡の
有無を判定することにより、磁気検知装置の出力信号の
ノイズに対する気泡信号のレベルが向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【００２２】図１（ａ)，(ｂ）は本発明の第１の実施例
を示すものである。導電性流体１を流すための配管２の
外周かつ導電性流体１が流れる方向に対する直交面を挟
むように設けた２個のＥ字形状のコア１０と、このコア
１０の任意の位置にコアを取り囲むように励磁コイル３
を配置した励磁装置が設けられている。また、磁気検出
装置として配管外周に励磁コイル３と重ならぬように検
知コイル４，５を配置し、検知コイル４，５は励磁装置
のＥ字形状コア１０で囲まれている。さらに、磁気遮蔽
構造であるＥ字形状コア１０に囲まれた検知コイル４，
５は、配管の流れ方向に一対一組で設置され、配管円周
方向に複数組配置されている。
を示すものである。導電性流体１を流すための配管２の
外周かつ導電性流体１が流れる方向に対する直交面を挟
むように設けた２個のＥ字形状のコア１０と、このコア
１０の任意の位置にコアを取り囲むように励磁コイル３
を配置した励磁装置が設けられている。また、磁気検出
装置として配管外周に励磁コイル３と重ならぬように検
知コイル４，５を配置し、検知コイル４，５は励磁装置
のＥ字形状コア１０で囲まれている。さらに、磁気遮蔽
構造であるＥ字形状コア１０に囲まれた検知コイル４，
５は、配管の流れ方向に一対一組で設置され、配管円周
方向に複数組配置されている。
【００２３】検知コイル４，５には空芯又は鉄芯入りが
適用できる。高速炉の冷却媒体に用いられる液体金属ナ
トリウムは、２００〜６００℃の温度で配管内を流動す
るため、配管２に隣接する構成要素は耐熱構造にする必
要がある。特に励磁コイル３及び検知コイル４，５は、
例えばセラミックス製のボビンにガラス繊維，アルミナ
繊維等の耐熱絶縁被覆電線を用い、コイルからのリード
線も、コイル線材と同等又は金属シース電線やガラス被
覆電線を用いるとよい。コア１０用の強磁性材は薄い硅
素鋼板の表面に耐熱性に優れた酸化絶縁被膜処理を施し
た積層鋼板を用いるとよい。
適用できる。高速炉の冷却媒体に用いられる液体金属ナ
トリウムは、２００〜６００℃の温度で配管内を流動す
るため、配管２に隣接する構成要素は耐熱構造にする必
要がある。特に励磁コイル３及び検知コイル４，５は、
例えばセラミックス製のボビンにガラス繊維，アルミナ
繊維等の耐熱絶縁被覆電線を用い、コイルからのリード
線も、コイル線材と同等又は金属シース電線やガラス被
覆電線を用いるとよい。コア１０用の強磁性材は薄い硅
素鋼板の表面に耐熱性に優れた酸化絶縁被膜処理を施し
た積層鋼板を用いるとよい。
【００２４】以上のように構成した本発明の第１の実施
例を用いて、本発明が導電性流体中の気泡を検出する動
作について説明する。励磁コイル３に外部の定電流型交
流電源装置により数１０〜数１０００Ｈｚの正弦波を一
定電流で供給すると、励磁コイル３にはコイルの巻数と
供給電流の積に比例した磁束が発生する。励磁コイル３
の中心に配置したコア１０は強磁性体であるため発生し
た磁束をコア１０内に導き、配管２中に集中した磁束を
発生させる。強磁性体のコア１０内の磁束はコア１０外
に漏れることなく、また、積層構造のコア１０内では渦
電流の発生が防止できるため、コア１０内での渦電流損
失も無く、配管２に供給される。配管２内部の磁束密度
はその幅が大きくなるほど減衰するため、大口径では配
管２内の導電性流体１中に到達する強力な磁界を供給す
ることが必要になる。
例を用いて、本発明が導電性流体中の気泡を検出する動
作について説明する。励磁コイル３に外部の定電流型交
流電源装置により数１０〜数１０００Ｈｚの正弦波を一
定電流で供給すると、励磁コイル３にはコイルの巻数と
供給電流の積に比例した磁束が発生する。励磁コイル３
の中心に配置したコア１０は強磁性体であるため発生し
た磁束をコア１０内に導き、配管２中に集中した磁束を
発生させる。強磁性体のコア１０内の磁束はコア１０外
に漏れることなく、また、積層構造のコア１０内では渦
電流の発生が防止できるため、コア１０内での渦電流損
失も無く、配管２に供給される。配管２内部の磁束密度
はその幅が大きくなるほど減衰するため、大口径では配
管２内の導電性流体１中に到達する強力な磁界を供給す
ることが必要になる。
【００２５】一般に高速炉のＳＵＳ製の配管や冷却媒体
であるナトリウムは非磁性材物質であるため、コア１０
の両端から発生する磁束は、配管１の外周に一部漏洩す
る。配管内には、磁束を打ち消す方向の渦電流が発生し
ている。ここで、導電性流体１中に気泡９が存在すると
気泡９には導電性がなく、その部分では渦電流が通過し
ないため、渦電流の分布が変化し、磁束の分布に影響を
与える。
であるナトリウムは非磁性材物質であるため、コア１０
の両端から発生する磁束は、配管１の外周に一部漏洩す
る。配管内には、磁束を打ち消す方向の渦電流が発生し
ている。ここで、導電性流体１中に気泡９が存在すると
気泡９には導電性がなく、その部分では渦電流が通過し
ないため、渦電流の分布が変化し、磁束の分布に影響を
与える。
【００２６】このため、配管外周の磁束も変化し、配管
外周で磁束の変化を計測することによって、導電性流体
１中に存在する気泡９の有無を検出できる。その磁束は
配管２の外周に配置した検知コイル４，５の誘導起電力
として出力が得られる。検知コイル４，５に空芯型のコ
イルを用いると、検出しようとする磁界を乱すことなく
微小な漏洩磁束密度の変化を検出することができる。ま
た、鉄芯型の検知コイルを用いた場合、鉄芯近傍の磁束
を集束して検出するため、気泡の発生位置が検知コイル
近傍に存在すると高感度の検出ができる。
外周で磁束の変化を計測することによって、導電性流体
１中に存在する気泡９の有無を検出できる。その磁束は
配管２の外周に配置した検知コイル４，５の誘導起電力
として出力が得られる。検知コイル４，５に空芯型のコ
イルを用いると、検出しようとする磁界を乱すことなく
微小な漏洩磁束密度の変化を検出することができる。ま
た、鉄芯型の検知コイルを用いた場合、鉄芯近傍の磁束
を集束して検出するため、気泡の発生位置が検知コイル
近傍に存在すると高感度の検出ができる。
【００２７】しかし、誘導起電力を検出する検知コイル
４，５は、ボイド信号以外の外部磁界や誘導電圧等のノ
イズの影響が受けやすくＳ／Ｎ比が悪化する。そこで、
本実施例では、Ｅ字形状コア１０により検知コイル４，
５を囲み、ボイド信号以外の外部磁界によるノイズの影
響を遮蔽している。さらに、前述のように気泡が通過す
る際のボイド信号は検知コイル４，５の誘導起電力とし
てその出力が得られるが、外部からの誘導電圧の影響を
受けＳ／Ｎ比が良くない。
４，５は、ボイド信号以外の外部磁界や誘導電圧等のノ
イズの影響が受けやすくＳ／Ｎ比が悪化する。そこで、
本実施例では、Ｅ字形状コア１０により検知コイル４，
５を囲み、ボイド信号以外の外部磁界によるノイズの影
響を遮蔽している。さらに、前述のように気泡が通過す
る際のボイド信号は検知コイル４，５の誘導起電力とし
てその出力が得られるが、外部からの誘導電圧の影響を
受けＳ／Ｎ比が良くない。
【００２８】このため、本発明においては、検知コイル
４，５の誘導起電力から、比較的外部からのノイズの影
響を受け難い位相の変化をそれぞれ求め、検知コイル
４，５の位相の差を比較し気泡を検出する。即ち、前述
の図１（ａ)，(ｂ）において導電性流体１中に気泡９が
無い場合には、検知コイル４及び５の出力信号は、ノイ
ズレベルを除き平均的には同程度である。導電性流体１
中の流れに気泡９が混入し、検知コイル４を通過中に
は、検知コイル４の出力信号が変化し、検知コイル５は
気泡を捉えていないため、検知コイル４と５間の信号に
差が現れる。気泡９が検知コイル４を通り過ぎ、検知コ
イル５に達した場合には、逆に検知コイル４は気泡の影
響を受けず、検知コイル５が気泡の影響によりその出力
信号が変化するため、検知コイル４と５間の信号の差が
変化する。検知コイルの出力信号の位相は、その起電力
の波形の位相スペクトルを計算したり、最小二乗法でフ
ィティングすることにより簡単に求めることができる。
４，５の誘導起電力から、比較的外部からのノイズの影
響を受け難い位相の変化をそれぞれ求め、検知コイル
４，５の位相の差を比較し気泡を検出する。即ち、前述
の図１（ａ)，(ｂ）において導電性流体１中に気泡９が
無い場合には、検知コイル４及び５の出力信号は、ノイ
ズレベルを除き平均的には同程度である。導電性流体１
中の流れに気泡９が混入し、検知コイル４を通過中に
は、検知コイル４の出力信号が変化し、検知コイル５は
気泡を捉えていないため、検知コイル４と５間の信号に
差が現れる。気泡９が検知コイル４を通り過ぎ、検知コ
イル５に達した場合には、逆に検知コイル４は気泡の影
響を受けず、検知コイル５が気泡の影響によりその出力
信号が変化するため、検知コイル４と５間の信号の差が
変化する。検知コイルの出力信号の位相は、その起電力
の波形の位相スペクトルを計算したり、最小二乗法でフ
ィティングすることにより簡単に求めることができる。
【００２９】気泡９が配管内を通過する際のボイド検出
装置の検知コイル４と５の出力信号を処理し、検知コイ
ル４と５間の位相差の時間変化として表わしたものが図
３である。気泡通過の信号が現れてはいるものの比較的
ノイズレベルが大きい。そこで、本発明では、さらに、
配管の流れ方向に一対一組で設置された検知コイル４，
５を配管円周方向に複数組配置しており、この複数組の
検知コイルの信号間の算術平均処理を施し、気泡の有無
を判定している。図４は、２組の検知コイル間の位相差
信号の算術平均をとり、その時間変化として表わしたも
のである。図３の場合と比較して、気泡が存在しない時
のノイズレベルが低減し、気泡の通過を表わす信号が顕
著に現れ、Ｓ／Ｎ比が向上している。
装置の検知コイル４と５の出力信号を処理し、検知コイ
ル４と５間の位相差の時間変化として表わしたものが図
３である。気泡通過の信号が現れてはいるものの比較的
ノイズレベルが大きい。そこで、本発明では、さらに、
配管の流れ方向に一対一組で設置された検知コイル４，
５を配管円周方向に複数組配置しており、この複数組の
検知コイルの信号間の算術平均処理を施し、気泡の有無
を判定している。図４は、２組の検知コイル間の位相差
信号の算術平均をとり、その時間変化として表わしたも
のである。図３の場合と比較して、気泡が存在しない時
のノイズレベルが低減し、気泡の通過を表わす信号が顕
著に現れ、Ｓ／Ｎ比が向上している。
【００３０】本発明のその他の実施例を図５（ａ)，
(ｂ）に示す。導電性流体１を流すための配管２の外周
かつ導電性流体１が流れる方向に対する直交面を挟むよ
うに設けたＣ字形状のコア１１と、このコア１１の任意
の位置にコアを取り囲むように励磁コイル３を配置した
励磁装置が設けられている。また、磁気検出装置として
配管外周に励磁コイル３と重ならぬように検知コイル
４，５を配置し、検知コイル４，５は励磁装置のＣ字形
状コア１１で囲まれている。さらに、磁気遮蔽構造であ
るＣ字形状コア１１に囲まれた検知コイル４，５は、配
管の流れ方向に一対一組で設置され、配管円周方向に複
数組配置されている。
(ｂ）に示す。導電性流体１を流すための配管２の外周
かつ導電性流体１が流れる方向に対する直交面を挟むよ
うに設けたＣ字形状のコア１１と、このコア１１の任意
の位置にコアを取り囲むように励磁コイル３を配置した
励磁装置が設けられている。また、磁気検出装置として
配管外周に励磁コイル３と重ならぬように検知コイル
４，５を配置し、検知コイル４，５は励磁装置のＣ字形
状コア１１で囲まれている。さらに、磁気遮蔽構造であ
るＣ字形状コア１１に囲まれた検知コイル４，５は、配
管の流れ方向に一対一組で設置され、配管円周方向に複
数組配置されている。
【００３１】検知コイル４，５の出力信号からの気泡通
過は、第１の実施例で説明したものと同様に検知コイル
４，５間の位相差の変化を求めることにより検出可能で
ある。また、位相差信号のＳ／Ｎ比は、配管円周方向に
複数組配置した検知コイル４，５の算術平均を取ること
により同様に向上できる。
過は、第１の実施例で説明したものと同様に検知コイル
４，５間の位相差の変化を求めることにより検出可能で
ある。また、位相差信号のＳ／Ｎ比は、配管円周方向に
複数組配置した検知コイル４，５の算術平均を取ること
により同様に向上できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、配管の外周かつ導電性
流体が流れる方向に対する直交面を挟む２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置により、配管内の導電
性流体中への磁束密度が強化され、磁気検出装置として
配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コイルを配
置し、検知コイルを励磁装置のＥ字形状コアで囲むこと
により磁気遮蔽構造を構成することにより、検知装置へ
の外部からのノイズを遮蔽する効果がある。
流体が流れる方向に対する直交面を挟む２個のＥ字形状
のコアと、このコアの任意の位置にコアを取り囲むよう
に励磁コイルを配置した励磁装置により、配管内の導電
性流体中への磁束密度が強化され、磁気検出装置として
配管外周に励磁コイルと重ならぬように検知コイルを配
置し、検知コイルを励磁装置のＥ字形状コアで囲むこと
により磁気遮蔽構造を構成することにより、検知装置へ
の外部からのノイズを遮蔽する効果がある。
【００３３】また、配管の外周かつ導電性流体が流れる
方向に対する直交面を挟むＣ字形状のコアと、このコア
の任意の位置にコアを取り囲むように励磁コイルを配置
した励磁装置により、配管内の導電性流体中への磁束密
度が強化され、磁気検出装置として配管外周に励磁コイ
ルと重ならぬように検知コイルを配置し、検知コイルを
励磁装置のＣ字形状コアで囲むことにより、検知装置へ
の外部からのノイズを遮蔽する効果がある。
方向に対する直交面を挟むＣ字形状のコアと、このコア
の任意の位置にコアを取り囲むように励磁コイルを配置
した励磁装置により、配管内の導電性流体中への磁束密
度が強化され、磁気検出装置として配管外周に励磁コイ
ルと重ならぬように検知コイルを配置し、検知コイルを
励磁装置のＣ字形状コアで囲むことにより、検知装置へ
の外部からのノイズを遮蔽する効果がある。
【００３４】さらに、磁気検出装置である検知コイルの
出力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定する
ことにより、外部からのノイズの影響を受けやすい電圧
や電流で判定する場合に比べ、外部からのノイズの影響
を受け難くなる。また、配管の流れ方向に一対一組で設
置された検知コイルを配管円周方向に複数組配置し、複
数組の検知コイルの信号間の算術平均処理を施すことに
より、磁気検知装置の出力信号のノイズに対する気泡信
号のレベルを向上させる効果がある。
出力信号の位相の変化を検出し、気泡の有無を判定する
ことにより、外部からのノイズの影響を受けやすい電圧
や電流で判定する場合に比べ、外部からのノイズの影響
を受け難くなる。また、配管の流れ方向に一対一組で設
置された検知コイルを配管円周方向に複数組配置し、複
数組の検知コイルの信号間の算術平均処理を施すことに
より、磁気検知装置の出力信号のノイズに対する気泡信
号のレベルを向上させる効果がある。
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例であ
るボイド検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ線
断面図。
るボイド検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ線
断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は従来の実施例であるボイド
検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の気泡通過時における単一対の検知コイ
ルの位相信号の例を示す特性図。
ルの位相信号の例を示す特性図。
【図４】本発明の気泡通過時における２組の検知コイル
の平均の位相信号の例を示す特性図。
の平均の位相信号の例を示す特性図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明のその他の実施例で
あるボイド検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ
線断面図。
あるボイド検出装置の側断面図及び同図（ａ）のＡ−Ａ
線断面図。
１…導電性流体、２…配管、３…励磁コイル、４，５…
検知コイル、６…検知コイル−１を通過する磁束、７…
検知コイル−２を通過する磁束、８…渦電流、９…気
泡、１０…Ｅ字形状のコア、１１…Ｃ字形状のコア。
検知コイル、６…検知コイル−１を通過する磁束、７…
検知コイル−２を通過する磁束、８…渦電流、９…気
泡、１０…Ｅ字形状のコア、１１…Ｃ字形状のコア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 一雅 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内
Claims (10)
- 【請求項１】配管中を流れる導電性流体に渦電流を形成
させる励磁装置と、励磁装置の発生する磁束を検出する
磁気検出装置と、励磁装置に電力を供給する電源、及び
磁気検出装置の出力信号を処理する信号処理器からなる
前記導電性流体中の気泡の有無を検出するボイド検出装
置において、前記励磁装置が配管の外周に設置した励磁
コイルと、磁気検出装置が配管外周に配置した検知コイ
ルとであり、かつ前記検知コイルが磁気遮蔽構造で囲ま
れていることを特徴とするボイド検出装置。 - 【請求項２】請求項１に於て、前記磁気遮蔽構造が強磁
性体の積層材料やコアからなることを特徴とするボイド
検出装置。 - 【請求項３】配管中を流れる導電性流体に渦電流を形成
させる励磁装置と、励磁装置の発生する磁束を検出する
磁気検出装置と、励磁装置に電力を供給する電源、及び
磁気検出装置の出力信号を処理する信号処理器からなる
前記導電性流体中の気泡の有無を検出するボイド検出装
置において、前記励磁装置が、前記配管の外周かつ前記
導電性流体が流れる方向に対する直交面を挟むように設
けた２個のＥ字形状のコアと、このコアの任意の位置に
コアを取り囲むように配置した励磁コイルとからなり、
磁気検出装置が配管外周に前記励磁コイルと重ならぬよ
うに配置した検知コイルであり、かつ前記検知コイルが
前記励磁装置のＥ字形状コアで囲まれていることを特徴
とするボイド検出装置。 - 【請求項４】配管中を流れる導電性流体に渦電流を形成
させる励磁装置と、励磁装置の発生する磁束を検出する
磁気検出装置と、励磁装置に電力を供給する電源、及び
磁気検出装置の出力信号を処理する信号処理器からなる
前記導電性流体中の気泡の有無を検出するボイド検出装
置において、前記励磁装置が、前記配管の外周かつ前記
導電性流体が流れる方向に対する直交面を挟むように設
けたＣ字形状のコアと、このコアの任意の位置にコアを
取り囲むように配置した励磁コイルとからなり、磁気検
出装置が配管外周に前記励磁コイルと重ならぬように配
置した検知コイルであり、かつ前記検知コイルが前記励
磁装置のＣ字形状コアで囲まれていることを特徴とする
ボイド検出装置。 - 【請求項５】請求項１又は２に於て、前記磁気遮蔽構造
に囲まれた検知コイルが配管の流れ方向に一対一組で設
置され、配管流れ方向に一対の検知コイルが配管円周方
向に複数組配置されたことを特徴とするボイド検出装
置。 - 【請求項６】請求項３に於て、前記磁気遮蔽構造に囲ま
れた検知コイルが配管の流れ方向に一対一組で設置さ
れ、配管流れ方向に一対の検知コイルが配管円周方向に
複数組配置されたことを特徴とするボイド検出装置。 - 【請求項７】請求項４に於て、前記磁気遮蔽構造に囲ま
れた検知コイルが配管の流れ方向に一対一組で設置さ
れ、配管流れ方向に一対の検知コイルが配管円周方向に
複数組配置されたことを特徴とするボイド検出装置。 - 【請求項８】配管中を流れる導電性流体に渦電流を形成
させる励磁装置と、励磁装置の発生する磁束を検出する
磁気検出装置と、励磁装置に電力を供給する電源、及び
磁気検出装置の出力信号を処理する信号処理器からなる
前記導電性流体中の気泡の有無を検出するボイド検出装
置において、前記励磁装置が配管の外周に設置した励磁
コイルであり、磁気検出装置が配管外周に配置した検知
コイルであり、前記信号処理器が前記磁気検出装置の出
力信号の位相の変化を検出し気泡の有無を判定すること
を特徴とするボイド検出装置。 - 【請求項９】請求項８に於て、前記検知コイルが配管の
流れ方向に一対一組で設置され、配管流れ方向に一対の
検知コイルが配管円周方向に複数組配置されたことを特
徴とするボイド検出装置。 - 【請求項１０】請求項５，６，７，９のいずれか１項記
載に於て、前記配管円周方向に複数組配置された検知コ
イルの信号間の算術平均処理を施し、気泡の有無を判定
することを特徴とするボイド検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113024A JPH11304765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ボイド検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113024A JPH11304765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ボイド検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304765A true JPH11304765A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14601540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113024A Pending JPH11304765A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ボイド検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304765A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007206057A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-08-16 | Idemitsu Eng Co Ltd | 非破壊検査方法およびその装置 |
| JP2011220747A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Sukegawa Electric Co Ltd | 導電性液体漏洩検知線 |
| 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 |
| JP2019184338A (ja) * | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 磁気センサ及びこれを用いた材料評価方法、磁気センサの製造方法 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113024A patent/JPH11304765A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007206057A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-08-16 | Idemitsu Eng Co Ltd | 非破壊検査方法およびその装置 |
| JP2011220747A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Sukegawa Electric Co Ltd | 導電性液体漏洩検知線 |
| 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 |
| JP2019184338A (ja) * | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | 磁気センサ及びこれを用いた材料評価方法、磁気センサの製造方法 |
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