JPS63313040A - 気・固系流動層の気泡測定方法およびその装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、気・同系接触操作として広く利用されている
流動層の気泡測定方法および装置に関し、特に、流動層
における気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度、平均
気泡径等の気泡特性を光透過量の変化で測定する流動層
の気泡測定方法および装置の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 流動層を利用した気・同系接触操作は、各種の反応プロ
セスに広く採用されている。この種の気・同系接触操作
では、多孔性の分散板上に置いた粒子層に下方から最小
流動化速度以上の速度でガスを流すと、粒子層内に気泡
が発生しその粒子層が気泡群と粒子群の二相からなる不
均一系となって流動層が形成される。そして、流動層中
の気泡は上昇するに従い成長し、合体・分裂を繰返して
層上部へ上昇していく。

上記の流動層における気泡群と粒子群との反応率を計算
する為には、平均気泡径、気泡分率、気泡頻度、気泡平
均上昇速度等の気泡特性を求めておく必要がある。特に
流動層中の反応率や収率に対して支配的な影響を及ぼす
気泡の体積、気泡の上昇速度、クラウド体積あるいはガ
ス交換係数などは全て平均気泡径が算出ベースとなり、
平均気泡径の測定はとりわけ重要である。

つまり、気泡径の大きいほど上昇速度の速い気泡となり
、その気泡が層内を吹き抜けの状態にする役割をするの
で、気・同系接触は不十分となり反応成績は低下するこ
とになる。従ってこの種の反応系では気泡径をできるだ
け小ざくして気泡上昇速度を抑え、もって層内の気泡ホ
ールドアツプ時間を長くする方が反応成績の向上が期待
されるのである。

以上のように気・同系反応流動層では、気泡の挙動を把
握することは重要であり、種々の気泡測定技術が提案さ
れている。このような技術としては、例えば化学工学論
文集第１巻第３号（１９７５年）第２７２〜２７６頁に
記載されているように、気泡と粒子の光透過量の違いを
利用して上記気泡特性を測定する光透過法、あるいは気
泡と粒子群との間の圧力差を検出してその気泡特性を求
める差圧法等が知られている。

上記の光透過法では、第１２図に示した如く、光透過量
の経時変化をそれぞれ測定する上部検出端２０１と下部
検出端２０２とを上下に所定の間隔Ｌｐを隔てて設けて
なる検出部２０３を用いて上記気泡特性を測定するもの
で、各検出端は２本の光ファイバ（光学繊維）を所定の
間隙り。

で対向して発光部２０１ａ、　２０２ａ並びに受光部２
０１ｂ。

２０２ｂを構成している。この場合、検出部２０３の各
検出端に気泡Ｂが来ると、光ファイバを介して光源から
導かれた光が発光部２０１ａ、　２０２ａから気泡Ｂを
通過して受光部２０１ｂ、　２０２ｂに至り、これらの
受光部２０１ｂ、　２０２ｂの光フアイバ他端に設けら
れたフォトトランジスタ等を用いてなる受光回路から高
い電圧が出力される。一方、気泡Ｂが検出端２０１，２
０２から出て検出端２０１，２０２に粒子群が来た場合
には上記の各検出端におレプる光透過量は減少し、受光
回路の出力電圧は零ないし零に近い値となる。

これらの出力に対して第１３図（Ａ）の如く一定の気泡
基準レベルＢＬを予め設定し、この気泡基準レベルＢＬ
を超える出力を気泡とみなし、また気泡基準レベル８１
以下の出力を粒子群と判断して気泡群と粒子群との識別
を行なっている。そして、このように気泡基準レベルＢ
Ｌを設定することで、第１３図（Ｂ）の如きデータが得
られ、このデータに基づいて気泡分率、気泡頻度、気泡
平均上昇速度、平均気泡径等の気泡特性が算出される。

即ち、例えば気泡分率εｂ、気泡頻度ｆｂ１平均気泡弦
長λ及び気泡平均上昇速度Ｕｂは、これらのデータから
次式によって求まる。

ａ）気泡分率εｂ　〔−〕 ｂ）気泡ｖＡ度ｆｂ（１／ＳｅＣ） Ｃ）平均気泡弦長λ（ｎ＋　） 各気泡弦長λｉは次式で求められる。

よって平均気泡弦長＾は ｄ）気泡平均上昇速度ｔ、１ｂ’　Ｃｍ／ｓｅｃ　）尚
、これらの式において、 ｔｌ　：下部検出端２０２が気泡Ｂを検知した時刻（ｓ
ｅｃ　） ｔ２　：上部検出端２０１が気泡Ｂを検知した時刻（ｓ
ｅｃ　） ｔ３：下部検出端２０２が粒子群を検知した（気泡Ｂが
下部検出端２０２を出た）時刻（ｓｅｃ） ｔ４：上部検出端２０２が粒子群を検知した（気泡Ｂが
上部検出端２０１を出た）時刻（ｓｅｃ） ｔ　：測定時間 ＬＰ：上部検出端２０１と下部検出端２０２の距離（ｍ
　） 検出部２０３で測定された上記気泡弦長の値は、気泡Ｂ
のどの部分が検出部を通過したかによって異なり、また
気泡Ｂ自体が気泡径分布をもっている。従ってこの値か
ら真の平均気泡径を求めるには、例えば、化学工学論文
集第５巻第１号第４０〜４６頁（１９７９年）やＦＬＵ
ＩＤＩＺＡＴＩＯＮ　’８５　　Ｃ０ｎｆＯｒｅｎＣｅ
ＰａｐｅｒＳＳｅｃｏｎｄ　Ｃｈｉｎａ−Ｊａｐａｎ　
　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ。

Ｋｕｎｍｉｎｇ、　Ｃｈｉｎａ、　Ａｐｒｉｌ　　１０
−１５．１９８５第６３〜７４頁で知られているように
、測定した気泡弦長λ・に基づいてその気泡弦長λｉの
頻度分布関数Ｚ（λｉ）と気泡分布関数Ｘ（ξ）との関
係を求め、流動層内の測定点での平均気泡径を算出する
統計的データ解析を行なう。

尚、検出部２０３では実際は上下方向の気泡弦長を測定
するので、上記の平均気泡径とは正確には縦径でおるが
本明細書においては、これを単に「平均気泡径」という
。

また、上記光透過量の経時変化は、光源が一定の光量を
発する場合、光透過量変化とみることができるもので、
本明細書においては光透過量は光透過率を含めた広義の
意味で使用する。

以上説明した光透過法では光透過量変化を光ファイバー
で測定しているため、応答性がきわめて良好であり、数
多くの連続した気泡群に対しても鋭敏に検知できるとい
う特徴がめる。

一方上記した差圧法の場合は、第１４図に示した如く、
上部差圧検出端２１１と下部差圧検出端２１２とを上下
に所定の間隔ＬＫ隔てて設けてなる検出部２１３で流動
層中の気泡を測定するもので、各差圧検出端２１１，２
１２は上下に間隙ＬＲ隔てて設けられた上部導圧管２１
１ａ、　２１２ａと下部導圧管２１１ｂ、　２１１ｂと
でそれぞれ構成されている。

そして、これ−ら上下導圧管２１１ａ、　２１１ｂ、　
２１２ａ。

２１２ｂは、各々差圧変換器２１４，２１５に接続され
ており、ここで差圧から電気信号へと変換される。

次いでこの電気信号は増幅回路２１６で増幅されたのち
電磁オシフグラフ等の記録１１２１７に出力され記録さ
れる。

この差圧法では、粒子群をガスが流れる際に圧力損失を
生じ上下方向に圧力勾配ができることを利用するもので
、粒子群が各差圧検出端２１１．２１２にあると、上部
導圧管２１１ａ、　２１２ａと下部導圧管２１１ｂ、　
２１２ｂとの間隙ＬＲに比例して圧力勾配ができ、各差
圧検出端２１１，２１２が上記のようにその差圧を検出
する一方、気泡が各差圧検出端２１１，２１２に来ると
、その差圧は零となる訳であり、これにより各差圧検出
端２１１，２１２位置に気泡が来ているか、粒子群にな
っているかを経時的に判断でき、第１５図の如き、光透
過法の時と同様な出力が得られ、またこの出力に基いて
同様に平均気泡径等の気泡特性を算出することができる
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら上記差圧法では、１００μｍ程度の比較的
大きな流動化粒子中の測定では比較的正確に気泡径等の
気泡特性を測定できるものの、５０μｍ以下の微粉を扱
う場合、導圧管の先端に粒子の侵入を防ぐために取付け
られているフィルターが目詰りを起して正確な測定が困
難となる問題がおる。

一方、光透過法では光透過量変化を測定して気泡と粒子
群を識別しているためこうした問題はなくて微粉での気
泡測定が長期に亘って可能である。しかしながら、本発
明者の研究によれば、この方法を１００μｍ程度の粒子
を含んでなる流動層に適用した場合、測定したデータを
もとに算出した平均気泡径、気泡分率、気泡頻度、気泡
平均上昇速度等の気泡特性が差圧法で測定した結果と相
違するという問題が生じることがわかった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者は上述の如き問題を解消し、光透過法による精
度の高い気泡特性の測定手段を得ることにつき鋭意研究
した結果、気泡内に浮遊する粒子が存在したり、気泡が
検出部を通過する際に検出部を伝わってかなりの量の粒
子が気泡内を落下し、この気泡内粒子の影響が特に光透
過法において顕著に表われ、光透過量変化は第１６図に
示した如く、１個の気泡でも気泡内に降り落ちる粒子に
より光透過量の減少が記録されてあたかも複数の気泡で
あるが如く誤認され、これが上記問題の原因であること
がわかった。

本発明の第１の発明における流動層の気泡測定方法は、
流動層中における光透過■の軽時変化情報に基づいて流
動層の気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度、平均気
泡径等の気泡特性を算出する測定方法において、上記軽
時変化情報から、気泡の無しが続く時間である低透過量
時間を求め、この低透過量時間のうちの特定の低透過量
時間以下のものを光透過Ｈが低下しない時間とみなして
上記軽時変化情報を補正し上記気泡特性を算出するよう
にした方法であって、軽時変化情報から求められる気泡
径分布の偏差が最小値となるように上記特定の低透過量
時間を設定することを要旨とするものである。

上記特定の低透過ｎ時間を求めるための具体的な手段は
種々前えられ、例えば、初期値に所定値を順次加算また
は減算した時間を順次上記特定の低透過量時間として仮
定して上記軽時変化情報を補正し、この補正された軽時
変化情報から求められる気泡径分布の偏差が最小値にな
る上記仮定時間とすればよい。

また、上記軽時変化情報から低透過量時間の数値群を算
出し、そのうちの短い低透過ω時間から長い低透過Ｍ時
間へと又は長い低透過量時間から短い低透過量時間へと
、順次これらの低透過量時間を上記特定の低透過量時間
として仮定して上記軽時変化情報を補正し、この補正さ
れた軽時変化情報から求められる気泡径分布の偏差が最
小値になる上記仮定時間を、上記特定の低透過量時間と
してもよい。

更に、本発明の第２の発明における流動層の気泡測定方
法は、流動層中における光透過量の軽時変化情報に基づ
いて流動層の気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度、
平均気泡径等の気泡特性を算出する測定方法において、
上記軽時変化情報から、気泡の無しが続く時間である低
透過量時間を求め、この低透過量時間のうちの特定の低
透過量時間以下のものを光透過量が低下しない時間とみ
なして上記軽時変化情報を補正し上記気泡特性を算出す
るようにした方法であって、上記光透過量の軽時変化情
報に基づいて低透過量時間とその累積頻度からなる数値
群を算出し、この低透過量時間を対数値に又この累積頻
度を規準化正規分布の逆関数値に各々上記数値群を換算
し、これら低透過量時間と累積頻度との関係を２本の傾
きの異なる直線で近似してその屈曲点を求め、この屈曲
点における上記対数値の真値を、上記特定の低透過量時
間としたことを要旨とするものである。

また、本発明の第３の発明における流動層の気泡測定装
置は、流動層中の所定の計測点における光透過量を計測
してその軽時変化情報を出力する光透通口測定手段と、
所定の気泡基準レベルに基づいて上記軽時変化情報を気
泡の有無の時間的変化情報である気泡情報に変換する気
泡データ作成手段と、更に、この気泡情報のうちの気泡
のなしが続く時間である低透過量時間を検出し且つこの
低透過量時間のうちの所定の補正時間以下のものを気泡
がある時間とみなして上記気泡情報の補正を行なうもの
であって、上記気泡情報から求められる気泡径分布の偏
差が最小値となるように上記補正時間を設定するデータ
補正手段と、を備えていることを要旨とする。

このようなデータ補正手段として、具体的には、特定の
初期値に所定値を順次加算または減算した時間を上記補
正時間として順次仮定する補正時間仮定手段と、上記補
正時間仮定手段で仮定された補正時間以下の上記低透過
量時間を気泡がある時間として上記気泡情報を補正して
なる補正気泡情報を順次作成する補正データ作成手段と
、この補正気泡情報に基づいて求めた気泡径分布の偏差
値を順次算出する気泡径分布関数演算手段と、この順次
算出された偏差値を逐次比較し、偏差値が最小値になる
まで上記補正時間仮定手段に新たな補正時間の出力を指
示すると共に、最小値となった偏差値における補正時間
を真の補正時間となし、この補正時間に基づく上記補正
気泡情報を上記補正データ作成手段から真の補正気泡情
報として出力させる偏差値比較手段とから上記データ補
正手段が構成きれるものが挙げられる。

また、上記気泡情報から上記低透過量時間の数値群を算
出する低透過量時間算出手段と、上記数値群のうち小さ
い値から大きい値へと、または大きい値から小ざい値へ
と順次これら数値を上記補正時間として仮定する補正時
間出力手段と、上記補正時間出力手段で仮定された補正
時間以下の上記低透過量時間を気泡がある時間として上
記気泡情報を補正してなる補正気泡情報を順次作成する
補正データ作成手段と、この補正気泡情報に基づいて求
めた気泡径分布の偏差値を順次算出する気泡径分布関数
演算手段と、上記気泡径分布関数演算手段で算出された
偏差値を逐次比較し、偏差値が最小値になるまで上記補
正時間出力手段に新たな補正時間の出力を指示すると共
に、最小値になった偏差値における補正時間を真の補正
時間とみなし、この補正時間に基づく上記補正気泡情報
を上記補正データ作成手段から真の補正気泡情報として
出力させる偏差値比較手段とから上記データ補正手段が
構成されるものでもよい。

更に、本発明の第４の発明における流動層の気泡測定装
置は、流動層中の所定の計測点における光透過量を計測
してその軽時変化情報を出力する光透過辺測定手段と、
所定の気泡基準レベルに基づいて上記軽時変化情報を気
泡の有無の時間的変化情報である気泡情報に変換する気
泡データ作成手段と、更に、この気泡情報のうちの気泡
の無しが続く時間でおる低透過量時間を検出し且つこの
低透過量時間のうちの所定の補正時間以下のものを気泡
がある時間とみなして上記気泡情報の補正を行なうもの
で必って、上記気泡情報から上記低透過Ｈ時間の数値群
を算出して、この数値群から低透過量時間の累積頻度を
騨出し、この低透過量時間を対数値に又この累積頻度を
基準化正規分布の逆関数値に各々上記数値群を換算し、
これら低透過量時間と累積頻度との関係を２本の傾きの
異なる直線で近似してその屈曲点を求め、この屈曲点に
おける上記対数値の真数値を上記補正時間と設定するデ
ータ補正手段と、を備えることを要旨とするものである
。

具体的な上記データ補正手段としては、上記気泡情報か
ら上記低透過量時間の数値群を算出する低透過量時間算
出手段と、この数値群から低透過量時間の累積頻度を算
出し、この低透過量時間を対数値に又この累積頻度を規
準化正規分布の逆関数値に各々上記数値群を換算し、こ
れら低透過量時間と累積頻度との関数を一次関数化して
その屈曲点を求め、この屈曲点、における上記対数値の
真数値を上記補正時間とする補正時間算出手段と、この
補正時間以下の上記低透過量時間を気泡がある時間とし
て上記気泡情報を補正してなる補正気泡情報を作成する
補正データ作成手段とから構成される装置が挙げられる
。

〈作　用〉 以上の手段を採ることで、気泡内粒子による光透過量減
少に起因する上記気泡誤認によって生じる光透過量の軽
時変化情報の誤りが正しく補正され、光透過法による測
定精度を格段に高めることができる。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

実施例１゜ ＠１図は本発明の第１および第３の発明に係る実施例の
気泡測定装置の説明図で、分散板１０１上に流動＋１１
１０２を形成する流動化粒子例えば触媒粒子が充填され
た流動層反応器１０３に、ブロワ−１０４流量調整弁１
０５および流量計１０６を介して、原料ガスが供給され
る流動反応装置１０７にこの発明を適用した例である。

この気泡測定装置では、光透過；測定手段１０と、デー
タ作成手段２０と、本発明に係るデータ補正手段３０と
、気泡特性算出手段５０とからなっており、さらに本実
施例では附随的に検出部移動手段６１、測定制御手段６
２、気泡特性空間分布記憶手段７０、気泡特性空間分布
表示手段７５、反応率演算手段８０および反応率制御手
段９０が設けられ、光透過量検出部１を流動層１０２内
で二次元または三次元的に移動ｕしめ、各位置で得られ
た気泡特性情報に塞いて、流動反応装置１０７の制御を
するようになっている。

上記の光透通口測定手段１０は、一定の先口を発する光
源２と、光源２からの光を導いて流動層１０２内へ投光
せしめ且つその際の透過光を受光回路３に送出する光透
過量検出部１と、この透過光を電圧変化等の電気信号に
変換するフォトトランジスタ等の受光素子を内蔵した受
光回路３と、上記電気信号を増幅する増幅回路４と、こ
の増幅された上記電気信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換回路６と、上記電気信号を表示記録し必要によ
り設けられる電磁オシログラフ７、更に上記増幅回路４
に定電圧を印加供給する定電圧印加装置５とから構成さ
れている。

上記の光透過量検出部１は、第２図に示す如く、上下に
所定の間隔り、を隔てて設けられた上部検出端１１と下
部検出端１２とから構成されている。上部検出端１１は
、光源２から導出された光ファイバ１３ａの端部と受光
回路３に至る光ファイバ１３ｂの端部とをそれぞれステ
ンレス管等の保護管で保持し、またこれら端部を水平方
向に微少間隙Ｌｏで向い合わせて発光部１１ａと受光部
１１ｂを形成する構成となっている。

同様に、下部検出端１２は、光源２から導出された光フ
ァイバ１４ａの端部と受光回路３に至る光ファイバ１４
ｂの端部とが、それぞれステンレス等の保護管で保持さ
れ、水平方向に微少間隙Ｌｏで向い合って発光部１２ａ
と受光部１２ｂを形成している。尚、光源２が発する光
種（波長）は、可視光線、赤外線、紫外線等でもよく、
要は光ファイバを介して伝送されると共に、受光回路３
により検知できて電気信号に変えうるものであれば何で
もよい。また光ファイバもプラスチック製でも石英等の
ガラス製でもよく、反応温度、原料ガス、反応物等で劣
化せずに上記光種を伝送できるものであれば何でもよい
。

上記検出部移動手段６１は、光透過量検出部１を流動層
１０２内で二次元または三次元的に移動させるもので、
例えば上記の光透過量検出部１が設けられたねじ軸をＤ
Ｃサーボモータ等で回転制御して移動させるようにした
機構ないしは、ロボットアーム等により構成されている
。

測定制御手段６２は、所定時間ごとに上記検出部移動手
段６１に移動信号を送り光透過量検出部１を流動層１０
２の各測定点に移動させる。

そして検出部移動手段６１の移動完了信号を受けて測定
制御手段６２は、後述するデータ作成手段２０にその測
定位置情報を与えかつその測定位置での光透過Ｈ変化の
情報（データ）を所定時間記憶する指令信号を出す。

データ作成手段２０は測定制御手段６２の指令信号に基
づいて、その測定位置情報を記憶すると共に、Ａ／Ｄ変
換回路６からの光透過量の軽時変化情報を指令された所
定時間分だけ記憶する。そして上記で指令された光透過
量変化情報を所定時間記憶するとデータ作成手段２０か
ら測定制御手段６２にデータ採取完了信号が発せられる
。そして測定制御手段６２はこのデータ採取完了信号を
受は取ると、検出部移動手段６１に光透過量検出部１を
次の測定点に移動させる移動信号を送る。

そして、この作動を繰返し行なうことで、流動層１０２
内の気泡の空間分布が求められるように、一定間隔で上
下方向と半径方向の三次元にまたは上下方向の二次元に
指定された測定点での光透過ｍ変化情報を採取記憶して
ゆくのである。

一方、上記のデータ作成手段２０は、本実施例において
は、光透過量変化記憶手段２１と気泡信号作成記憶手段
２２と気泡基準レベル設定手段２３とからなっている。

このうち、光透過量変化記憶手段２１は、測定制御手段
６２から出力される光透過量検出部１の測定位置情報と
、上記Ａ／Ｄ変換回路６から出力される光透過Φの経時
変化に対応する電圧の軽時変化情報（デジタル信号）を
記憶するもので、磁気テープ記憶装置、ディスク記憶装
置、あるいはＲＡＭ等の記憶手段及びその制御手段から
構成されている。

また気泡基準レベル設定手段２３は、第１３図（Ａ）で
示した如く、一定出力以上の光透過ｍの信号を気泡信号
とみなすための気泡基準レベルＢＬを気泡信号作成・記
憶手段２２に出力するだめのものである。この気泡基準
レベルＢＬの設定は、例えば、電磁オシログラフ７に表
示される出力波を見ることによって適正値が決定でき、
通常コンピュータのＲＡＭ等に入力記憶されている。

一方、気泡信号作成・記憶手段２２は、光透過量変化記
憶手段２１に記憶されているある測定点の位置情報とそ
の測定点における光透過量の軽時変化情報を逐次取り出
し、この軽時変化情報を上記気泡基準レベルＢＬと比較
し、第１８図に示した如く、光透過量検出部１を通過す
る気泡の有無を検知し、この情報を時間に対応させて順
次作成し且つ記憶するよう機能する。

即ち、光透過量（電圧）がこの気泡基準レベルＢＬを超
える場合は気泡があるものとしてまた気泡基準レベルＢ
Ｌ以下の時には気泡がなくて粒子群があるものと各々判
断として、上記光透過♀の軽時変化情報を気泡の有無の
時間的変化情報（以下「気泡情報」という）に変換し記
憶するのである。

尚、上記した測定点の位置情報は、以後はデータ補正手
段３０および気泡特性算出手段５０を介して、気泡特性
空間分布記憶手段７０にその測定点でのデータと共に与
えられるが、説明の便宜上、以後はこの測定点の位置情
報の受渡しに関する説明は省略する。

こうして得られた上記の気泡情報は、気泡内に浮遊する
粒子による光透過量低下によって気泡がないと判断され
たものと、真の気泡間の粒子群による光透過量の低下に
よって気泡がないと判断されたものとが混在している状
態になっている。本発明のデータ補正手段３０では、こ
の気泡情報のうちの気泡内に浮遊する粒子による光透過
量低下により気泡がないものと判断された部分を、光透
過量が低下しない部分として補正し、第３図に示した如
く、補正された気泡情報を順次出力するよう機能する。

本実施例ではこのデータ補正手段３０は、補正時間設定
手段４０と補正データ作成手段３１と気泡径分布関数演
算手段３２と偏差値比較手段３３とから構成されている
。

このうち、上記補正データ作成手段３１は、気泡信号作
成記憶手段２２に記憶されているおる測定点の気泡情報
を順次取り出し、この気泡情報から気泡の“無し″が続
く時間である光透過量の低下している時間（各検出０ａ
１１．１２を気泡が通過しないと判断された時間で、気
泡間の粒子群による光透過量低下と気泡内に浮遊する粒
子による光透過量低下とに依るものがある；以下「低透
過量時間」という）を逐次算出すると共に、この低透過
量時間のうちの上記補正時間設定手段４０で設定された
補正時間Ｔｗ以下の個所すべてを光透過量低下がないも
のとして判断し、換言すればこの個所では上記気泡基準
レベル８１以上の光透過量がおり恰も気泡があるかの如
く処理して、第３図のような仮の補正気泡情報を出力す
る。

上記の如く補正時間を設定し出力する補正時間設定手段
４０として、本実施例においては補正時間仮定手段４１
を用いている。この補正時間仮定手段４１では、初期値
に所定値を順次加算または減算した時間を、逐次、後述
する偏差値比較手段３３の信号に基づいて補正データ作
成手段３１に出力している。順次加算する場合、上記初
期値は通常零値とし、また上記の所定値は１〜２　ｍ５
ｅｃの間で選定した一定値とする場合が多い。順次減算
する場合の上記初期値は、めまり大きな数値にすると以
後の計算に長時間を要すので、通常５０〜６０　ｍ５ｅ
ｃ程度とするが、後述する実施例２で述べる平均気泡間
隔時間にほぼ該当する時間を設定するのが好ましい。

一方、上記気泡径分布関数演算手段３２は、補正データ
作成手段３１で仮に補正された補正気泡情報に基づいて
気泡径の偏差値を算出するものであり、このため、まず
光透過量検出部１において測定されたある測定点でのす
べての気泡弦長λｉ（ｍ）を前述した（３）式と同様な
次式から求める。

但し、 １１′　：補正気泡情報で下部検出端１２が気泡を検知
したとする時刻（ｓｅｃ　） １２′　：補正気泡情報で上部検出端１１が気泡を検知
したとする時刻（ｓｅｃ　） １３′　：補正気泡情報で下部検出端１２が粒子群を検
知したとする（気泡が下部検出 端１２を出た）時刻（ｓｅｃ　） ｔ４′　：補正気泡情報で上部検出端１１が粒子群を検
知したとする（気泡が上部検出 端１１を出た）時刻（ｓｅｃ） ＬＰ＝上部検出＠１１と下部検出端１２との距離（ｍ　
） 次に、上記で算出した各気泡弦長λｉの頻度を次式によ
って求める。

Σ　ｍ・ ｉ・１１ 但し Ｚ（λ・）：気泡弦長λ・と気泡弦長λｉ十Ａλとの間
にある気泡弦長の頻度 ｍｉ　：算出した気泡弦長がλｉとλｉ＋Ａλとの間に
おる個数 Σ　ｍｉ：算出した気泡弦長の総個数 ｉ＝１ 尚、上記Ａλは一般的に１〜１０ｍｍ好ましくは２〜５
酎程耐の値が選定される。

次いで、気泡縦径ふるい上積算分布を求める関係式とし
て例えばＦＬＬＩＩＤＩＺＡＴＩＯＮ’８５　　Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐａｐｅｒｓ　５ｅｃｏｎｄ　Ｃｈｉ
ｎａ−Ｊａｐａｎ　　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、　Ｋｕｎｍ
ｉｎｇ、　Ｃｈｉｎａ。

Ａｐｒｉｌ　　１０−１５．１９８５　　第６３〜７４
頁で知られている下記の式 ％式％） λ；→Ｄ６ｊ：算出した特定の気泡弦長λｉを特定の気
泡径Ｄｂｊとして代入する意 味 に、上記算出した全ての気泡弦長λｉとその頻度Ｚ（λ
ｉ）を代入して以下の要領で気泡縦径ふるい上積算分布 ｆ　　　Ｘ（ξ）ｄξを求める。

ｂｊ 即ち、上記（７）式の（Ｚ（λ）／λ〕ユ＝。は。

（３°）式および（６）式で求めた気泡弦長λｉとその
頻度Ｚ（λｉ）をプロットした第８図における気泡弦長
λがゼロ近傍の直線部分の傾きｍ＝Ｚ（λ）／λを意味
し、一定値を持つもので、第９図の原点から頻度がピー
クまでの測定データ数の範囲で原点から順次データ数を
増幅させ、最小二乗法で求めた傾きの最大値を求めるこ
とにより算出する。

次に、このように上記（７）式の布片より算出した気泡
径Ｄｂｊとその気泡径ふるい上積算頻度−！ニジ旨Ωヱ
／、（１）し５二」ｂＬ（Ｚ（λ・）／λ・〕λｉ＝０ の数値群（気泡径分布）を対数正規分布で近似し、幾何
標準偏差値σ。を算出する。この算出法の具体的な一例
としては、気泡径Ｄｂｊを対数尺に、また気泡径ふるい
上積算頻度 を標準正規分布Ｎ（０，１＞の分布関数Φ（Ｕ）、　の
逆関数尺Φ−１（ｕ）にそれぞれ上記数値群を数値変換
しくいわゆる対数正規確率紙の横軸〔対数尺〕に気泡径
Ｄｂを、縦軸〔標準正規分布関数の逆関数尺〕に気泡径
ふるい上積算頻度をとって上記数値群をプロットし）、
第１０図の如く最小二乗法により直線近似する。

この算出した直線式から気泡径ふるい上積算頻度５０％
値の気泡径Ｄ　ｂ５０と気泡径ふるい上積算頻度１８．
８７％値の気泡径Ｄｂ１５．８７または気泡径ふるい上
積算頻度８４．１３％値の気泡径Ｄ　ｂ８４．１３とを
求め、次式（８）または（８°）より幾何標準偏差値σ
。を算出する。

このように気泡径分布関数演算手段３２によって上記の
補正気泡情報から算出された幾何標準偏差値σ９は、偏
差値比較手段３３に送られる。

偏差値比較手段３３では、補正時間設定手段４０即ち補
正時間仮定手段４１で仮定された補正時間ＴＩ、ｌに基
づき気泡径分布関数演算手段３２で算出された気泡径分
布の幾何標準偏差値σ。を逐次記憶し且つこれを前回ま
での幾何標準偏差値σ　と比較して、幾何標準偏差値σ
。

が最小値になるまで、上記補正時間設定手段４０に新た
な補正時間Ｔえの出力を指示する。

新たな補正時間ＴＩ、Ｊが出力されると、補正データ作
成手段３１は、気泡信号作成記憶手段２２に記憶されて
いる前回と同じ気泡情報から新たな補正気泡情報を作成
し、次いで気泡径分布関数演算手段３２が新たな幾何標
準偏差値σ９を算出し、これを偏差値比較手段３３が比
較する。

以上の処理が繰返し行なわれることにより、幾何標準偏
差値σ。が最小となる補正気泡情報が得られるのである
。

尚、上記の幾何標準偏差値σ９が小さい場合にはその気
泡径分布の広がりが比較的狭く、一方、幾何標準偏差値
σ９が大きいとその広がりは大きい。従って、気泡内を
降下する粒子の影響によって、実際には１個の気泡が分
割・複数化されて認識されると、結果として小気泡が多
くなって分布が拡大し、また幾何標準＠差値σ９が大き
くなるのである。一方、上記補正時間Ｔｗを必要以上に
大きくすると、気泡的粒子の影響以上の補正を行なうこ
とになるから、気泡径の分布が再び拡大して幾何標準偏
差値σ。

が大きくなる。結局、幾何表示偏差値σ９が最小での補
正気泡情報が真の気泡径分布となる訳である。

また、補正時間仮定手段４１は、補正時間Ｔ、ｌを小さ
い値から大きい値へと、または大きい値から小ざい値へ
と順に仮定していくので、気泡径分布関数演算手段３２
で算出された幾何標準偏差値σ９は始めは段々に減少し
ていき、ある補正時間Ｔ７かう今度は増大していくこと
になり、この減少から増大に代る変曲点が上記幾何標準
偏差値σ。の最小値となる（第９図参照）。

上記の偏差値比較手段３３ではこれが判断され、幾何標
準偏差値σ９が最小値となったときには、気泡特性算出
手段５０にその最小幾何標準偏差値の補正気泡情報を与
えるべく、補正データ作成手段３１に指令信号を出力す
るとともに、新たな測定位置の幾何標準偏差値σ。の比
較の為の入力待らの状態となる。

偏差値比較手段３３が行なうこのような幾何標準偏差値
σ。の最小値（即ち、気泡特性算出手段５０に与える適
正な補正時間Ｔ、による補正気泡情報）の判断には、種
々の□やり方が存在する。例えば、気泡径分布関数演算
手段３２において順次演算される幾何標準偏差値σ９が
減少から増大に変ったときの直前の幾何標準偏差値σ９
を最小値であると判断するようにしてもよい。また、補
正時間仮定手段４１が初期値に順次加算または減算する
所定値の大きざにもよるが、より精度を上げるためには
、幾何標準偏差値σ。が減少から増大に変ったときのこ
の増大した幾何標準偏差値σ。における補正時間Ｔ、Ｊ
とその直前の幾何標準偏差値σ９における補正時間Ｔ、
との平均値を求め、この平均補正時間での幾何標準偏差
値σ。を最小値と判断し、上記平均補正時間での補正気
泡情報を得るべく再計算するようにしてもよい。更に、
幾何標準偏差値σ９が減少から増大に変ったときには補
正時間仮定手段４１が初期値に順次加算または減算する
所定値（きざみ幅）を小さくすると共に、この増大した
幾何標準偏差値σ。に対応する補正時間Ｔ−を初期値と
して、逆に減算または加算して再計算させ、幾何標準偏
差値σ。が減少から増大に変ったところを幾何標準偏差
値σ。の最小値と判断する構成でもよい。

上記のように直前の幾何標準偏差値σ９を最小値と判断
する場合、補正データ作成手段３１と気泡径分布関数演
算手段３２に記憶機能を持たせてあれば、偏差値比較手
段３３は、補正データ作成手段３１に最小幾何標準偏差
値σ９の補正気泡情報を気泡特性算出手段５０に与える
指示をすると共に、その補正気泡情報を基に最小幾何標
準偏差値σ。を算出する過程で得た気泡径累積頻度５０
％値の気泡径Ｄｂ５０等の気泡特性を算出するに有用な
情報を気泡特性算出手段５０に与える指示を気泡径分布
関数演算手段３２にする。

上記補正データ作成手段３１と気泡径分布関数演算手段
３２に記憶機能を持たせていない場合や上記再計算をさ
せる場合には、偏差値比較手段３３は、補正時間仮定手
段４１に最小幾何標準偏差値σ　の補正時間Ｔイや上記
平均補正時間を出力させるとともに、補正データ作成手
段３１および気泡径分布関数演算手段３２に再計算を行
なわせ、また前述の如く気泡特性算出手段５０に情報を
与えるべく指示をする。

つまり、上記の如く幾何標準偏差値σ。が最小値と判断
した偏差値比較手段３３は、直接または補正時間仮定手
段４１を介して間接に、補正データ作成手段３１や気泡
径分布関数演算手段３２に気泡特性算出手段５０へ最小
幾何標準偏差値σ。の補正気泡情報を与えるよう指令を
するのである。尚、気泡特性算出手段５１に最小幾何標
準偏差値σ。の補正気泡情報を与えた後の補正時間仮定
手段４１、補正データ作成手段３１および気泡径分布関
数演算手段３２は、新たな測定位置の気泡情報を補正す
る為の入力待ちの状態となる。

上記気泡特性算出手段５０は、補正データ作成手段３１
で作られた最小幾何標準偏差値σ９の補正気泡情報から
平均気泡径、気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度等
の気泡特性を算出するもので、本実施例では平均気泡径
を算出するのに必要な幾何標準偏差値σ９および気泡径
ふるい上積算頻度５０％値の気泡径Ｄｂ５０等をデータ
補正手段３０の気泡径分布関数演算手段３２で既に演算
しであるので、その機能を除いた気泡特性演算手段５１
のみで構成されている。

上記気泡特性演算手段５１は、最小幾何標準偏差値σｇ
およびその気泡径分布の累積頻度５０％値の気泡径Ｄ　
ｂｓｏを気泡径分布関数演算手段３２かう得て次式によ
り個数平均気泡径ｒ５ｂを算出すると共に、 Ｄ　ｂ　＝　Ｄ　ｂｓｏ　ｅ　１／２（１ｎσｇ）２・
・・・・・（９） 補正データ作成手段３１および気泡径分布関数演算手段
３２から情報を得て、その他の気泡特性である気泡平均
上昇速度、気泡分率、気泡頻度等を前述した（１）式、
（２）式、（３）式、（４）式、（５）式などを使用し
て常法により算出する。

この気泡特性演算手段５１は、算出した気泡特性に関す
る情報を気泡特性空間分布記憶手段７０に出力すると共
に、次の測定位置の気泡情報をデータ補正手段３０に送
らＶるための指示信号を気泡信号作成記憶手段２２に出
力する。

以上の処理が繰返されて、気泡特性空間分布記憶手段７
０には、各測定点の位置情報とその位置における気泡特
性が順次記憶される。

そして、この気泡特性空間分布記憶手段７０は、上記測
定点の位置情報とその気泡特性を記憶すると共に、これ
らの情報及び特性をＣＲＴやプリンタ等からなる気泡特
性空間分布表示手段７５に表示させべく信号出力する。

一方反応率演輝手段８０では、各測定点での気泡特性を
気泡特性空間分布記憶手段７０から得ると共にその他の
流動層反応装置１０７の操作因子から気泡と粒子層との
間の反応物の物質移動を算出し、反応率を演算する。こ
のような物質移動および反応率を求める翳４算式として
はＤａｖｉｄｓｏｎ　−１−１ａｒｒｉｓｏｎの式（Ｂ
ｕｂｂｌｅ　ｆｌｏｗｍｏｄｅｌ　）　、Ｋｕｎｉｉ−
１−ｅｖｅｎｓｐｉｅｌの式（Ｂｕｂｂｌｉｎｑ　ｂｅ
ｄ　ｍｏｄｅｌ　　）　、　　Ｋａｔｏ−Ｗｅｎの式（
［３ｕｂｂｌｅａｓｓｅｍｂｌａｇｅ　ｍｏｄｅｌ　）
　、　Ｍ　１ｙａｕｃｈｉの式（逐次接触モデル）等が
あるが、これらは流動層１０２の触媒、反応物質、その
他の反応条件により異なるので実験により、より一致す
る計算式が前もって採用される。

このようにして、各測定点での反応率が求められると共
に、最終的な流動層１０２の反応率（流動層１０２の上
端部の反応率）が得られる。

また、上記した反応率制御手段９０は、上記各反応率に
基づき、流動層反応器１０３の反応温度、反応圧力、フ
ィード組成、フィードガス量等の操作因子を操作するこ
とによって反応率演算手段８０で（ｑられる反応率を所
定の目標値に近づける。

この反応率制御手段９０に、どの操作因子をどの程度操
作させるようにするかは、反応系によって異なるため、
通常行なわれているように、実験等によって求められた
制御式をもとに決めて作動される。

この実施例における以上の処理手順の要点を第７図（八
）に纏めて示した。

尚、上記実施例では検出部移動手段６１により光透過量
検出部１を移動させることで流動層１０２内の各点にお
ける光透過量を求めたが、これに代えて、所定の間隔を
あけて複数ないし多数の光透過量検出部１を固定した棒
状部材を流動層反応器１０３内に固定しておき、これら
の検出部よりの光透過量情報を用いて以上の処理をする
ようにしてもよい。

また、以上説明した方法及び装置は、流動層１０２の１
点のみを測定する場合にも、使用できるのは熱論である
。

更に、光透過可測定手段１０では光透過量を測定する場
合を説明したが、これに変えて光透過率を測定する装置
を使用してもよい。

一方、気泡径Ｄｂｊと気泡径累積頻度を求める式として
縦径ふるい上積算分布で表わされる（７）式を使用した
が、これに限定されず、化学工学論文集第５巻第１号第
４０〜４６頁（１９７９年）に記載されている関係式や
その他の関係式を用いてもよく、更に、ふるい下積算分
布で表現される次の関係式を用いてもよいことは勿論で
ある。

また、上記（７）式の（Ｚ（λ）／λ〕λ、０の値を最
小二乗法で求める例を説明したが、コンピュータにより
上記第８図を出力させて、その最大の傾きｍ＝Ｚ（λ）
／λを作図ないしはコンピュータ処理等から求め、次い
でこの値を用いて更にコンピュータ等で処理するなどし
て上記各事項の計算を行うようにしもよい。

また、上記実施例では気泡径分布を対数正規分布で近似
し、幾何標準偏差σ９を求め、この幾何標準偏差σ。が
最小値となる補正気泡情報を得るようにしたが、この幾
何標準偏差σ９は分布の広がりを示す１つの尺度でおる
から、この幾何標準偏差σ９に代えて、本発明では（８
）式または（８′）式において気泡径（ふるい上又はふ
るい下）積算＠度１５．８７％、５０％および８４．１
３％値の以外のＥ％値および１％値の気泡径値を次式の
如く与えて新しく定義した偏差値を使用してもよい。

但し、Ｏ＜Ｅ＜１００　、　Ｏ＜Ｆ＜１００　。

Ｅ≠Ｆ また、例えばガンマ（「）分布の如き、分布の偏差を定
義できるパラメータをもつ分イ「であれば、上記対数正
規分布に代えてこの分布で近似し、その分布の偏差値を
求める様にしてもよい。

更に、以上は測定点の位置情報を気泡特性空間分布記憶
手段７０まで以上の如く各手段を経由して受渡す例を示
したが、気泡信号作成記憶手段２２から直接気泡特性空
間分布記憶手段７０へこの位置情報を出力するようにし
てもよい。

また、第１図の符号８５で示した範囲は、そこでの処理
内容に対応した適宜なプログラムを使用することにより
コンピュータで行なわせることができること勿論である
。

実施例２゜ 第４図は本発明の第１及び第３の発明に係る他制を示し
、その他の構成部分は上記実施例１と同一にて、便宜上
それらの説明は省略し、実施例１とは異なる部分にのみ
ついて説明する。

即ち、この実施例では補正時間設定手段４０は低透過量
時間算出手段４２と補正時間出力手段４３とから構成さ
れており、ある測定点での気泡情報をデータ補正手段３
０が補正するに際して、この気泡情報から低透過１時間
を全て拾い出し、その最も短い低透過量時間から長い低
透過量時間へと、または所定の長い低透過量時間から短
い低透過量時間へと、逐次、これら低透過量時間を前記
と同様な補正時間Ｔいとして出力するものである。

上記低透過１時間算出手段４２では、補正を行なうべき
ある測定点での気泡情報を気泡信号作成記憶手段２２か
ら受取り、この気泡情報から気泡の“無し°°が続く時
間、つまり低透過量時間をすべて算出し、こうして得た
数値群を補正時間出力手段４３に与えるよう機能する。

また、補正時間出力手段４３は上記数値群を小さいもの
から又は大きいものから順に整理するともに、その最も
短い低透過量時間から長い低透過量時間へと又は所定の
長い低透過量時間から短い低透過量時間へと、逐次これ
ら低透過量時間を補正時間Ｔ、Ｉとして用い、偏差値比
較手段３３の指示信号に従って出力する。

この実施例における全体の処理手順の要点は第７図（Ｂ
＞に纏めて示した通りであり、補正時間の仮定手段が異
なる他は実施例１と同じ手順である。

尚、上記補正時間出力手段４３が所定の長い低透過Ｑ時
間から短い低透過量時間へと補正時間Ｔ、を出力する場
合、通常、その“所定の長い低透過量時間″を気泡情報
から得た最大低透過量時間とせずに平均気泡間隔時間Ｔ
ｌ１ｌとし、その値から短い時間へと補正時間Ｔｗを出
力した方が好ましいく、これにより偏差値が最小値とな
る補正気泡情報が速く得られる。上記平均気泡間隔時間
Ｔｌ１ｌは、（２）式の気泡頻度ｆｂの逆数で次式より
１ｑられるので、 上記低透過量時間算出手段４２に、気泡データ作成手段
２０から気泡情報を受取った際に上記平均気泡間隔時間
Ｔｌｌ１を算出する機能を設け、該平均気泡間隔時間Ｔ
ｌｌ１以下の低透過量時間の数値群のみを補正時間出力
手段４３に与えるか、または該補正時間出力手段４３が
すべての低透過量時間の数値群と平均気泡間隔時間Ｔｌ
ｌ１とを受取り、該平均気泡間隔時間以下の長い低透過
１時間から順次短い低透過量時間へとこれら低透過量時
間を補正時間Ｔ、として出力するようにすればよい。

大旌桝旦− 第５図は本発明の第２及び第４の発明に係る実施例３の
要部を示すものであり、その他の構成は前記実施例１と
同じにて、便宜上、実施例１と同一構成部分については
説明を省略する。

即ち、この実施例では、データ補正手段３０は低透過量
時間算出手段４２と補正時間演算手段４４とからなる補
正時間設定手段４０と、補正データ作成手段３１とから
構成されている。

上記補正時間設定手段４０は、第１および第２の実施例
の仮の補正時間Ｔ、を仮定するものと異なり、補正時間
Ｔ、そのものを直接算出゛するものである。

従って、第１および第２実施例の幾何標準偏差値σ。お
よびその気泡径累積頻度５０％値の気泡径Ｄｂ５ｏｌＦ
ｒ：算出するための気泡径分布関数演算手段３２はデー
タ補正手段３０に加える必要はなく、一方、気泡特性の
一つである平均気泡径を算出する場合には上記算出機能
が必要なので、本実施例では気泡特性算出手段５０が気
泡径分布関数演算手段３２と気泡特性演算手段５１とで
構成され、気泡径分布関数演算手段３２の出力は気泡特
性演算手段５１のみに入力されるようになる。

データ補正手段３０の上記構成要件のうち、低透過辺算
出手段４２は、気泡信号作成記憶手段２２から補正を行
なうある測定点での気泡情報を受取り、この気泡情報か
ら気泡の“′無し″が続く時間つまり低透過量時間をす
べて算出し、これら数値群を補正時間演算手段４４に出
力する。

この補正時間演算手段４４では、まず、上記の数値群か
ら各低透過量時間１．の個数頻度Ｚ（ｔｉ　＞を次式に
よって求める。

Σ　Ｑｉ ｉ＝１ Ｚ’（ｔ、）：ｔ、〜（ｔｉ−＋−ｚ’ｌｔ）間におる
低透過量時間の個数頻度 Ｑｉ　　：ｔｉ〜（ｔｉ　＋Ａ↑）間におる測定した低
透過量時間の個数 Σ　Ｑｉ：測定した光透過量時間の総個数ｉ＝１ 次に算出した上記各低透過量時間１．とその個数頻度Ｚ
（ｔｉ）から、低透過量時間１．の小さい順または大き
い順にこれら低透過量時間の累積頻度Ｒ（ｔ、）を求め
る。

そして、この低透過量時間ｔ１とその累積頻度Ｒ（ｔｉ
）の数値群（分布）とを用い、低透過量時間１．を対数
尺に、また累積頻度Ｒ（ｔｉ）を標準正規分布Ｎ　（０
，１＞の分布関数Φ（Ｌｌ）の逆関数尺Φ−１（ｕ）に
数値変換しくいわゆる対数正規確率紙の横軸〔対数尺〕
に低透過量時間１．を、縦軸〔標準正規分布関数の逆関
数尺〕に累積頻度Ｒ（ｔｉ）を取り、上記数値群をプロ
ットし）、２本の傾きの異なる直線で近似（−次関数化
）してその屈曲点、つまり該２本の直線の交点を求める
（第１１図参照）。

この屈曲点の検出法としては、例えば差分法により隣接
するデータの２点間の直線の傾きを求め、その傾きが所
定値幅より大きく変化する点を見出すと共に、その点に
より分割される上記数値群（分布）のそれぞれを最小二
乗法により各々直線近似した後、これらの直線の交点を
求め、これを屈曲点とするための適宜な手段を用いれば
よい。

補正時間演算手段４４は、上記のように求めた屈曲点が
第１１図の如く１点の場合は、この屈曲点における低透
過１時間１．（屈曲点における対数低送過量時間値の真
数値）を補正時間エイとして補正データ作成手段３１に
出力する。

補正データ作成手段３１においては、前述の如く気泡信
号作成記憶手段２２に記憶されている気泡情報を取出し
、この気泡情報から気泡のパ無し″が続く時間である低
透過量時間を逐次締出する一方、上記の補正時間Ｔユ以
下の短い低透過量時間の箇所すべてを光透過最低下のな
いものとして補正し、これを補正気泡情報として出力す
る訳である。そして気泡特性算出手段５０では、この補
正気泡情報から前述と同様にして気泡特性が算出される
。

ところで、上記の屈曲点が一つの場合は、流動層の気泡
内を降下する粒子群のために見掛は上、実際の気泡径分
布より小気泡径が多く測定され、この結果、二つの気泡
径分布をもつようになり、これら分布の境界が一つの屈
曲点として明確に表わされたことを意味する。

一方、上記屈曲点が複数算出された場合、または屈曲点
が算出されない（つまり屈曲点がない）場合には、何等
かの条件で気泡内を降下する粒子濃度が必ずしも一定で
ない為に上記二つの分布の境界が明確でないことを意味
する。そしてこの場合には、前述の屈曲点の検出法とし
て用いる前記差分法において上記の所定値幅を変えて再
訂環するか、あるいは実施例１または実施例２の方法で
気泡情報を補正する。

この実施例での処理手順の適用は第７図（Ｃ）に示した
通りである。

尚、本実施例で用いる累積頻度は、ふるい上でもふるい
下でも屈曲点の位置は変りがないので、いずれでもよい
。

また、屈曲点の求め方としては、上記した他、例えば、
対数正規確率紙に低透過量時間１．とその累積頻度Ｒ（
ｔｉ）の数値群をプロットして作成したグラフから屈曲
点を求めるようにしてもよい。

実施例４゜ 第６図に一示した気泡測定装置は、以上の実施例１〜３
の装置を組合せてなるもので、残りの構成部分は実施例
１〜３と同じである。また実施例１〜３と同じものには
同一の符号を付した。

即ちこの例では、に補正時間演算手段４４が求めた屈曲
点が第１１図のように１点の場合には、補正時間演算手
段４４は、この屈曲点における低透過量時間１．を補正
時間Ｔ−として補正データ作成手段３１に出力すると共
に、補正時間仮定手段４１または補正時間出力手段４３
に対して補正時間の設定を行なわないように指示するＯ
ＦＦ信号を出力する。また、上記で求めた屈曲点が複数
あるか、または屈曲点がない場合には、補正時間演算手
段４４は補正時間仮定手段４１または補正時間出力手段
４３に対して実施例１または２で述べた如き補正時間の
設定を行なうように指示するＯＮ信号を出力する。

更に上記補正時間演算手段４４は、上記屈曲点が１つか
、あるいはそうでないかに応じて、補正データ作成手段
３１、気泡径分布関数演算手段３２、偏差値比較手段３
３、および必要により気泡特性演算手段５１にそれぞれ
、補正時間Ｔｗの決定ないしは仮定が補正時間演算手段
４４で行なわれるか、あるいは補正時間仮定手段４１ま
たは補正時間出力手段４３によって行なわれるかを示す
指示信号を直接または間接的に出力する。

そして上記指示信号に基づき、補正時間Ｔいが補正時間
仮定手段４１ないしは補正時間出力手段４３によって行
なわれる場合は、実施例１または実施例２のように補正
データ作成手段３１、気泡径分布関数演算手段３２、偏
差値比較手段３３および気泡特性演算手段５１が作動す
る。また、補正時間Ｔ、ｌが補正時間演算手段４４で設
定される場合にはミ補正データ作成手段３１および気泡
径分布関数演算手段３２はその補正時間Ｔ−に基づいて
作成あるいは算出した補正気泡情報並びにその気泡径分
布の累積頻度５０％値の気泡径Ｄｂ５０及び幾何標準偏
差値σ９等を、気泡特性演算手段５１に対して出力する
。

この実施例４における処理手順は第７図（Ｄ）に示した
。

次に、本発明の効果を確認するために行なった実験例を
説明する。

実験例１゜ 内径／１８０ｍｍの流動層反応器に、流動化粒子として
珪砂（嵩密度１．２５　、平均粒径１２５μｍ）を充填
すると共に、下部より空気を供給して高さ９５ｃｍの静
止層を流動化させた（ガス空塔速度４　ｃｍ／　５ｅｃ
）。そして、分散板からの高さ４０ｃｍ、層中心距離□
ｃｍの点で実施例１の測定法により気泡径を求めた。尚
、上記光源としてはＨｅ−Ｎｅレーザ（出力５叩）を用
いた。また、測定装置の光透過量検出部では、上記検出
端と下部検出端の距離り、を’ｌＱｍｍ、発光部と受光
部の間隙Ｌｏを３ｍｍとしたく第２図参照）。

実験結果は第８図〜第１０図に示した通りである。ここ
で、第１０図は実施例１の方法に従って初期値Ｑ　ｍ５
ｅｃに所定値１　ｍ５ｅｃを順次加算して補正時間エイ
を仮定して求め得た結果を、気泡径（縦径）のふるい上
積算分布を対数正規確率でプロットして作成した図であ
る。

この分布での幾何標準偏差値σ９は１．４１となり、累
積頻度５０％の気泡径Ｄ　ｂ５０は３９．７ｍｍである
。またこの時の補正時間ＴＩ、ｌは４０ｍ５ｅｃであっ
た。この実験例での補正時間Ｔｗとその補正時間ＴＩＩ
で補正された気泡情報の幾何標準偏差値σ。どの関係は
第９図に示した通りで、補正時間Ｔ、が４０ｍ５ｅｃの
時に幾何標準偏差値σ９が最小値を示した。

比較例 上記実験例１の結果を他の測定法と比較するため、差圧
法により同様な測定を行なった。この差圧法では検出部
は、差圧検出端と下部差圧検出端との間隔ＬＫを３Ｑｍ
ｍとし、また各差圧検出端の導圧管の上下間隙１−Ｒを
５ｍｍとした。

また導圧管は直径２ｍｍとした（第１４図参照）。

測定結果は、累積頻度５０％値の気泡径Ｄ　ｂ５０は３
８．５ｍｍ、幾何標準偏差値σ９は１．３９で上記実験
例１で求めたＤ　ｂ５ｏ　＝３９，７ｍｍ−Ｏｑ＝　１
．４１とほぼ一致した。

実験例２゜ 流動化粒子としてＦｃｃ粒子（嵩密度＝　１．５５、平
均粒径６３μｍ）を用いて実験例１と同様の装置及び流
動化条件にて実施例３の方法に従って気泡径を求めた。

尚、測定位置としては分散板からの高さト１＝５０Ｃｍ
で層中心からＯｃｍの点とした。また、ガス空塔速度を
９　Ｃｍ／　ＳｅＣとした。更に、光源には６３２．８
ｎｍ　（赤色）のト１ｅ−Ｎｅレーザ（５ｍＷ）を用い
て、測定時間は５分間とした。

このデータでの低光透過ヱ時間分布を作成したところ、
第１１図のように１　’３　ｍ５ｅｃ付近に屈曲点が１
点検出され、これにより、補正時間は１３ｍ５ｅｃと求
められた。

比較する為に実験例１と同じように初期値をｉＱｍｓｅ
ｃとして’ｌ　ｍ５ｅｃ幅で逐次加算した時間を補正時
間と仮定し、これより気泡径分布及びその幾何標準偏差
値σ。を算出し最小値を求めた。

そしてこの結果、幾何標準偏差値σ９の最小値は補正時
間ＴＨ＝　１２　ｍ５ｅｃのときａ、　＝１４．２とな
り、上記の実験で求めた補正時間１３ｍ５ｅｃに近似し
た値を示した。尚、補正時間を１２ｍ５ｅｃとして計算
した個数平均気泡径は７．０ｃｍでめった。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明によれば、気泡的粒子が原因で
起こる光透過辺の軽時変化情報の誤りが正しく補正され
る結果、光透過法による測定精度が高まって、流動層内
の気泡径、気泡分率、気泡頻度、気泡上昇速度等の気泡
特性を、光透過法により常に精度よく測定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る実施例１の気泡特性装置の説明
図、第２図は実施例１における光透過量検出部の説明図
、第３図は実施例１のデータ補正手段により補正された
気泡情報を模式的に示したグラフ、第４図は実施例２の
要部の説明図、第５図は実施例３の要部の説明図、第６
図は実施例４の要部の説明図、第７図（八）〜（Ｄ）は
それぞれ以上の各実施例における処理手順を示したフロ
ーチャート、第８図はこの実験例１で求めた気泡弦長と
その頻度をプロットして得たグラフ、第９図は実験例１
での補正時間とこの補正時間で補正された気泡情報の幾
何標準偏差値との関係を示したグラフ、第１０図は実験
例１において気泡径のふるい上積算分布を対数正規確率
でプロットして得たグラフ、第１１図は実験例２におい
て（ｑた低透過圏時間とその累積頻度との関係を示した
グラフ、第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は光透過法での気泡検
出手段の説明図、第１３図（Ａ）はこの光透過法で用い
る光透過量検出部において得られる信号を模式的に示し
たグラフ、第１３図（Ｂ）はこの信号を気泡基準レベル
に基づきデジタル化して得た気泡検出信号を示したグラ
フ、第１４図は差圧法で用いる装置の説明図、第１５図
はこの差圧法により得られる気泡検出信号を模式的に示
したグラフ、第１６図は光透過法における気泡検出信号
を模式的に示したグラフである。 １・・・光透過量検出部、１０・・・光透過量測定手段
、２０・・・気泡データ作成手段、２１・・・光透過量
変化記憶手段、２２・・・気泡信号作成・記憶手段、２
３・・・気泡基準レベル設定手段、３０・・・データ補
正手段、３１・・・補正データ作成手段、３２・・・気
泡径分布関数演算手段、３３・・・偏差値比較手段、４
０・・・補正時間設定手段、４１・・・補正時間仮定手
段、４２・・・低透過量時間算出手段、４３・・・補正
時間出力手段、４４・・・補正時間演算手段、５０・・
・気泡特性算出手段、５１・・・気泡特性演算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動層中における光透過量の経時変化情報に基づい
   て流動層の気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度、平
   均気泡径等の気泡特性を算出する測定方法において、上
   記軽時変化情報から、気泡の無しが続く時間である低透
   過量時間を求め、この低透過量時間のうちの特定の低透
   過量時間以下のものを光透過量が低下しない時間とみな
   して上記経時変化情報を補正し上記気泡特性を算出する
   ようにした方法であつて、経時変化情報から求められる
   気泡径分布の偏差が最小値となるように上記特定の低透
   過量時間を設定することを特徴とする流動層の気泡測定
   方法。 ２、特定の初期値に所定値を順次加算または減算した時
   間を順次上記特定の低透過量時間として仮定して上記経
   時変化情報を補正し、この補正された経時変化情報から
   求められる気泡径分布の偏差が最小値になる上記仮定時
   間を、上記特定の低透過量時間としたことを、特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、上記経時変化情報から低透過量時間の数値群を算出
   し、そのうちの短い低透過量時間から長い低透過量時間
   へと又は長い低透過量時間から短い低透過量時間へと、
   順次これらの低透過量時間を上記特定の低透過量時間と
   して仮定して上記経時変化情報を補正し、この補正され
   た経時変化情報から求められる気泡径分布の偏差が最小
   値になる上記仮定時間を、上記特定の低透過量時間とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、上記気泡径分布の偏差値を逐次比較し、この偏差値
   が減少から増大に変わる時の直前の上記仮定時間を、上
   記特定の低透過量時間としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項または第３項記載の方法。 ５、上記気泡径分布の偏差値を逐次比較し、この偏差値
   が減少から増大に変わる時のこの増大した偏差値におけ
   る上記仮定時間とその直前の偏差値における上記仮定時
   間との平均時間を、上記特定の低透過量時間としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載の
   方法。 ６、流動層中における光透過量の経時変化情報に基づい
   て流動層の気泡分率、気泡頻度、気泡平均上昇速度、平
   均気泡径等の気泡特性を算出する測定方法において、上
   記経時変化情報から、気泡の無しが続く時間である低透
   過量時間を求め、この低透過量時間のうちの特定の低透
   過量時間以下のものを光透過量が低下しない時間とみな
   して上記経時変化情報を補正し上記気泡特性を算出する
   ようにした方法であって、上記光透過量の経時変化情報
   に基づいて低透過量時間とその累積頻度からなる数値群
   を算出し、この低透過量時間を対数値に又この累積頻度
   を規準化正規分布の逆関数値に各々上記数値群を換算し
   、これら低透過量時間と累積頻度との関係を２本の傾き
   の異なる直線で近似してその屈曲点を求め、この屈曲点
   における上記対数値の真数値を、上記特定の低透過量時
   間としたことを特徴とする流動層の気泡測定方法。 ７、流動層中の所定の計測点における光透過量を計測し
   てその経時変化情報を出力する光透過量測定手段と、所
   定の気泡基準レベルに基づいて上記経時変化情報を気泡
   の有無の時間的変化情報である気泡情報に変換する気泡
   データ作成手段と、更に、この気泡情報のうちの気泡の
   無しが続く時間である低透過量時間を検出し且つこの低
   透過量時間のうちの所定の補正時間以下のものを気泡が
   ある時間とみなして上記気泡情報の補正を行なうもので
   あって、上記気泡情報から求められる気泡径分布の偏差
   が最小値となるように上記補正時間を設定するデータ補
   正手段と、を備えているをことを特徴とする流動層の気
   泡測定装置。 ８、上記データ補正手段が、特定の初期値に所定値を順
   次加算または減算した時間を上記補正時間として順次仮
   定する補正時間仮定手段と、上記補正時間仮定手段で仮
   定された補正時間以下の上記低透過量時間を気泡がある
   時間とみなし上記気泡情報を補正してなる補正気泡情報
   を順次作成する補正データ作成手段と、この補正気泡情
   報に基づいて求めた気泡径分布の偏差値を順次算出する
   気泡径分布関数演算手段と、この順次算出された偏差値
   を逐次比較し、偏差値が最小値になるまで上記補正時間
   仮定手段に新たな補正時間の出力を指示すると共に、最
   小値となつた偏差値における補正時間を真の補正時間と
   なし、この補正時間に基づく上記補正気泡情報を上記補
   正データ作成手段から真の補正気泡情報として出力させ
   る偏差値比較手段とからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載の装置。 ９、上記データ補正手段が、上記気泡情報から上記低透
   過１時間の数値群を算出する低透過量時間算出手段と、
   上記数値群のうちの小さい値から大きい値へと、または
   大きい値から小さい値へと順次これら数値を上記補正時
   間として仮定する補正時間出力手段と、上記補正時間出
   力手段で仮定された補正時間以下の上記低透過量時間を
   気泡がある時間として上記気泡情報を補正してなる補正
   気泡情報を順次作成する補正データ作成手段と、この補
   正気泡情報に基づいて求めた気泡径分布の偏差値を順次
   算出する気泡径分布関数演算手段と、上記気泡径分布関
   数演算手段で算出された偏差値を逐次比較し、偏差値が
   最小値になるまで上記補正時間出力手段に新たな補正時
   間の出力を指示すると共に、最小値になった偏差値にお
   ける補正時間を真の補正時間とみなし、この補正時間に
   基づく上記補正気泡情報を上記補正データ作成手段から
   真の補正気泡情報として出力させる偏差値比較手段とか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の流
   動層の気泡測定装置。 １０、上記気泡径分布関数演算手段が順次算出した偏差
   値が減少から増大に変わったときの直前の偏差値を上記
   偏差値比較手段において最小値であると判断することを
   特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項記載の装
   置。 １１、上記気泡径分布関数演算手段が順次算出した偏差
   値が減少から増大に変わったときのこの増大した偏差値
   における補正時間とその直前の偏差値における補正時間
   との平均の補正時間における偏差値を上記偏差値比較手
   段において最小値と判断することを特徴とする特許請求
   の範囲第８項または第９項記載の装置。 １２、流動層中の所定の計測点における光透過量を計測
   してその軽時変化情報を出力する光透過量測定手段と、
   所定の気泡基準レベルに基づいて上記経時変化情報を気
   泡の有無の時間的変化情報である気泡情報に変換する気
   泡データ作成手段と、更に、この気泡情報のうちの気泡
   の無しが続く時間である低透過量時間を検出し且つこの
   低透過１時間のうちの所定の補正時間以下のものを気泡
   がある時間とみなして上記気泡情報の補正を行なうもの
   であって、上記気泡情報から上記低透過量時間の数値群
   を算出して、この数値群から低透過量時間の累積頻度を
   算出し、この低透過量時間を対数値に又この累積頻度を
   規準化正規分布の逆関数値に各々上記数値群を換算し、
   これら低透過量時間と累積頻度との関係を２本の傾きの
   異なる直線で近似してその屈曲点を求め、この屈曲点に
   おける上記対数値の真数値を上記補正時間と設定する補
   正データ作成手段と、を備えていることを特徴とする流
   動層の気泡測定装置。 １３、上記データ補正手段が、上記気泡情報から上記低
   透過量時間の数値群を算出する低透過量時間算出手段と
   、この数値群から低透過量時間の累積頻度を算出し、こ
   の低透過量時間を対数値に又この累積頻度を規準化正規
   分布の逆関数値に各々上記数値群を換算し、これら低透
   過量時間と累積頻度との関数を一次関数化してその屈曲
   点を求め、この屈曲点における上記対数値の真数値を上
   記補正時間とする補正時間算出手段と、この補正時間以
   下の上記低透過量時間を気泡がある時間として上記気泡
   情報を補正してなる補正気泡情報を作成する補正データ
   作成手段とからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １２項記載の装置。