JPS62172253A - 管路内混相流における混合物質の混合量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電気伝導性の液体と気体との混相流など、
電気伝導性の液体〒に電気伝導性が前記液体と大きく異
なる物質が混合した、管路内を流れる二相の混相流Ω前
記物質の混合量を測定する方法に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

を代気伝導囲を有する液体、例えば水に気体が混合した
、管路内を流れる二相の混相流の前記気体の混合割合い
（以下ディト率と称す）は、（１）ガンマ線密度計によ
る方法、（２）点電極法、（３）光学グローブ法、（４
）定電流法、等によって測定されている。

このうち、（１）のガンマ線密度計による方法では、測
定精度を高めるだめに、線源を強力にしたり、測定時間
を長くする必要があり、測定の安全性、迅速性に問題が
ある。（２）の点電極法、（３）の光学グローブ法では
、混相流中に浸漬した電極または光学グローブの近傍の
局所のボイド率が測定されるので、管路内のある程度の
大きさの有限体積中の平均のボイド率を測定するのには
、適してない。

また、これら（２）　、　（３）の方法では、電極また
は光学グローブを混相流中に浸漬するので、流れの状態
を乱す可能性がある。

（４）の定電流法は、混相流のボイド率を測定するため
に開発された、−便のコンダクタンス法である。

しかし、定電流法では、混和流の流動様式が採機に変化
し、かつ、ディト率が広い範囲で変化する場合には、精
度良いｍｌり定ができない。

そこで、本発明者等は、これらの欠点を解消した）１１
１定方法として、混相流が流れる管路の途中に、絶縁リ
ングを介して２つの金属リングを配置した測定リングを
連結して、２つの金属リング間の混相流の電気抵抗値を
測定することにより、ボイド率など混合物質の混合量を
求める、−１種のコンダクタンス法による混合量測定方
法を開発し、先頃提案した（特願昭５９−２４８１６８
号）。

この測定方法によれば、管路内温相流のディト率など混
合物質の混合量を、管路内のある程度の大きさの有限体
積中の平均の値として、混相流の流動様式によらずに精
度良く、安全かつ迅速に測定することが可能となった〇 ところで、（４）の定電流法に限らず、コンダクタンス
法においては、測定している混相流の電気伝導性の液体
に電気伝導度の変化があると、その測定値が変化する。

従って、上記提条の測定方法においても、混相流の電気
伝導性の液体に電気伝導度の変化がない場合には問題は
ないが、変化が生ずることがある場合には、ディト率な
ど混合物質の混合量の測定値に誤差を生じる虞れがちる
。

〔発明の目的〕

この発明は１ｇ路内を流れる混相流の電気伝導性の液体
に電気伝導度の変化が生ずることがある場合にも、ボイ
ド率など混相流の混合物質の混合量を精度良く測定する
ことができる、管路内温相流における混合物質の混合量
測定方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明は、電気伝導性の液体中に前記液体と電気伝導
性が大きく異なる物質が混合した二相の混相流が流れる
管路の途中に、３つの絶縁リングと電気抵抗測定器の測
定端の谷々が接続された２つの金属リングとを、前記絶
縁リングが両端に位置するように直列に交互に配置して
なる、前記管路の内面形状と同一の内面形状を有する測
定リングを連結して、前記２つの金属リング間の前記混
相流の電気抵抗値を測定する一方、前記測定リングの上
流側まだは下流側において、前記混相流の前記液体の電
気伝導度を電気伝導度測定器によって測定し、予め前記
液体の電気伝導度と前記物質の混合量が玩知の前記混相
流について前記測定リングで求めた、前記混相流の電気
抵抗値と前記液体の前記電気伝導度と前記物質の混合量
との関係に基づいて、前記測定された電気抵抗値と前記
測定された電気伝導度とから、前記電気抵抗値と前記電
気伝導度とを測定した前記混相流の前記物質の混合量を
求めることに特徴を有するものである。

〔発明の構成〕

以下、この発明の測定方法を説明する。

第１図は、この発明の測定方法を実施するために用いら
れる１ｌｌｌｌ定装置を示す概念図である。第１図に示
されるように、混合量測定装置１は、測定リング２、電
気抵抗測定器３、電気伝導度測定器４および演算器５か
らなっている。

測定リング２は、第２図に分解斜視図で示すように、３
つの絶縁リング６と２つの金属リング７とを、絶縁リン
グ６が両端に位置するように直列に交互に配置してなっ
ている。これら絶縁リング６および金属リング７は、測
定リング２を連結する管路８と同一の内面形状を有して
いる。２つの金属リング７．７間に配置された中央の絶
縁リング６は、２つの金属リング７を適宜間隔に絶縁的
に隔置するだめのものであり、２つの金ｓ　ＩＪング７
の外側に配置された両端の、絶縁リング６は、管路８と
の絶縁をとるだめのものである。絶縁リング６としては
、例えばアクリル等の樹脂・ぐイブが揚げられる。金属
リング７としては、例えば銅等の金属・ぞイブが揚げら
れる。２つの金属リングの各々は、リード線９によって
電気抵抗測定器３の測定端の各々に接続されている。

この発明では、このような測定リング２を管路８の途中
に連結して、管路８内を流れる二相の混相流を測定リン
グ２内を流し、そのときの金属リング７．７間の混相流
の電気抵抗値を電気抵抗測定器３によって測定する。そ
の一方、測定リング２の上流側まだは下流側で、混相流
の電気抵抗値を測定した流れの部分に対応した流れの部
分を、管路８から電気伝導度測定器４に導いて、その部
分の電気伝導性の液体の電気伝導度を測定する。

そして、これらの測定値から混相流の混合物質の混合量
を求めるものである。

すなわち、水に空気が混合した混相流など、電気伝導性
の液体中に電気伝導性が前記液体と大きく異なる物質が
混合しだ二相の混相流では、混相流を測定リング２内に
流して金属リング７．７間の電気抵抗値を測定すると、
その電気抵抗値は、混相流中の混合物質の混合量に、即
ち、混相流あるいは混相流の電気伝導性の液体の適当な
単位の量あたりの混合物質の適当な単位の量に対応して
変化する。そして、この電気抵抗値の変化は、混相流の
電気伝導性の液体の電気伝導度が一定ならば一義的に保
たれる。

そこで、電気伝導性の液体と混合物質の種類が管路８内
を流れる二相の混相流と同一で、かつ、前記液体の電気
伝導度と混合物質の混合量が既知の二相の混相流を、管
路８を流れる二相の混相流と同一の条件で管路８内に流
して、そのときの電気抵抗値を測定リング２を介して測
定器３で測定しておけば、例えば混合物質が気体である
ときのボイド率と電気抵抗値との関係を表わしている第
３図のような電気伝導度をノクラメータとした、混合物
質の混合量と混相流の電気抵抗値との関係を表わす一義
的な曲線が予め得られる。従って、その関係から、管路
８内を流れる混相流の電気抵抗値を測定器３で、混相流
の電気伝導性の液体の′電気伝導度を測定器４で測定す
ることにより、混相流中の気体のがイド率など混合物質
の混合量が求まる。

ここで、電気伝導性の液体の電気伝導度を変えることに
よって、数多くの場合について上記関係を予め求めてお
くのは実用的でない。そこで、混相流について予想され
る範囲内で、電気伝導性の液体の複数の電気伝導度の場
合について上記関係を求めておき、その他の電気伝導度
の場合は、混合物質の混合量を求めるのに必要な際に、
演算器５で内挿法により定めればよい。

演算器５は、電気抵抗測定器３で測定された混相流の電
気抵抗値と、電気伝導度測定器４で測定された混相流の
電気伝導性の液体の電気伝導度とが入力され、これらに
基づいて上記関係から、混相流中の混合物質の混合量を
演算する。

この発明の測定方法は以上のように構成されるので、次
のような効果がある。

（１）ガンマ線密度計による測定方法では、測定の安全
性、迅速性に問題があるが、この発明の測定方法では、
放射線源等が不要であるから安全であり、測定の応答速
度もガンマ線密度計の時定数（数秒〜数十秒）の１／１
００以下に容易にすることができ、迅速に測定できる。

（２）点電極法、光学グローブ法では、混相流の流わを
乱して測定し易く、また、ボイド率など混合′物質の混
合量を、管路内のある程度の大きさの有限体積中の平均
値として求めるのに非常に手間がかかるが、この発明の
測定方法では、測定リングによって混相流の流れを乱す
ことなく測定することができ、まだ、混合物質の混合量
を有限体積中の平均値として簡単に求めることができる
。（３）定電流法では、大きなボイド率等を測定する場
合に加える電圧を筒くする必要があり、危険を伴うが、
この発明では、加える電圧は小さくてよいから、危険を
伴うことがない。

また、定電流法では、電気伝導性の液体の電気云導度が
変化すると、測定値に誤差を生ずることがあるが、この
発明では、前記液体の電気伝導度をも測定して考慮して
いるので、測定値に誤差を生ずることがない。（４）こ
の発明の測定方法では、水に空気が混合した二相の混相
流のボイド率の他、水に油が混合したもの、水にグラス
チックが混合したもの、水に鉄微粒子が混合したものな
ど、電気伝導性の液体中に電気伝導性が前記液体と大き
く異なる物質が混合した二相の混相流の、前記物質の混
合量を測定できる。（５）この発明の測定方法では、そ
−の測定装置が簡単である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、管路内を流れる混相流の電気伝導性
の液体に′電気伝導度の変化が生ずることがある場合に
も、ボイド率など混相流中の混合物質の混合量を精度良
く測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の測定方法を英雄するために用いら
れる測定装置を示す眠念図、第２図は、第１図の７１′
１１ｊ定装置で用いられる測定リングを示す分解斜視図
、第３図は、この発明の測定方法で使用する、混相流の
電気伝導性の液体の電気伝導度をパラメータとした、混
合気体のディト率と混ｉｌ流の電気抵抗値との関係曲線
を示すグラフである。 図面において、 １・・・測定装置、　　　　　２・・・測定リング、３
・・・電気抵抗測定器、　　４・・・電気伝導度測定器
、５・・・演算器、　　　　　　６・・・絶縁リング、
７・・・金属リング、　　　　８・・・管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気伝導性の液体中に前記液体と電気伝導性が大きく異
   なる物質が混合した二相の混相流が流れる管路の途中に
   、３つの絶縁リングと電気抵抗測定器の測定端の各々が
   接続された２つの金属リングとを、前記絶縁リングが両
   端に位置するように直列に交互に配置してなる、前記管
   路の内面形状と同一の内面形状を有する測定リングを連
   結して、前記２つの金属リング間の前記混相流の電気抵
   抗値を測定する一方、前記測定リングの上流側または下
   流側において、前記混相流の前記液体の電気伝導度を電
   気伝導度測定器によつて測定し、予め前記液体の電気伝
   導度と前記物質の混合量が既知の前記混相流について前
   記測定リングで求めた、前記混相流の電気抵抗値と前記
   液体の前記電気伝導度と前記物質の混合量との関係に基
   づいて、前記測定された電気抵抗値と前記測定された電
   気伝導度とから、前記電気抵抗値と前記電気伝導度とを
   測定した前記混相流の前記物質の混合量を求めることを
   特徴とする、管路内混相流における混合物質の混合量測
   定方法。