KR880001286B1 - 용융물의 유속 측정방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융물의 유속 측정방법 및 장치

제 1도는 용융유리 사출류의 한정된 부분으로 부터의 방사를 받는 방사 검출기에서의 출력신호를 나타내는 도면.

제 2도는 본 발명에 따르는 측정장치의 개략적인 회로도.

본 발명은 "용융된 방사유출재료"(이후로는 단순히 용융물이라함), 특히 용융된 유리 또는 세라믹 또는 광물의 흐름, 분류(奔流) 또는 사출류의 유속을 측정하는 장치에 관한 것이다.

고온 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정할 때, 용융물과 유속 측정장치 사이를 기계적으로 접촉시키는 것이 불가능하다는 것은 분명하다. 길이 방향으로 이동하는 길다란 물체, 예를들어 종이두루마리의 이동속도를 측정하는데 있어서 속도측정장치와 상기 이동물체간에 기계적 접촉없이 상기 이동경로를 따라 서로 간격져 있는 두곳의 감지위치 각각에서 그 감지위치에 위치하는 이동물체에의 부분 으로 부터 일어나거나 또는 그 부분에 의해 영향받는 신호, 예를들어 그 물체에서 반사된 빛형태의 신호를 감지하도록 하는 방법이 종래에 제안되었다. 이와같이 두속의 감지위치에서 얻어진 신호들은 노이즈 특성이 있고, 이 신호들은 이들상호간의 시간변위크기가 확립되는 것을 가능하게 하는 방식으로 서로 비교된다. 이렇게 하여 얻은 시간변위 크기와 두 감지위치 사이의 간격에서 이동물체의 속도를 측정할 수 있게 된다. 이러한 종류의 속도측정장치는 예를들어, 스웨덴 특허명세서 제329735호, 제334254호 및 제371015호에 발표되어 있다. 그러나 이러한 종래의 속도측정장치는 심각한 문제점을 안고 있으며 그 조작이 또한 복잡한데, 그 주된 이유는 노이즈 특성이 있는 두 신호사이의 상대시간 변위를 비교 측정하여 측정결과에 만족할 만한 정확도와 신뢰성을 부여하여할 필요성 때문이다.

또한 독일특허명세서 제2616443호, 미국특허명세서 3388328호 및 영국특허명세서 제1132364호에는 길이 방향으로 이동하는 길다란 물체의 이동속도를 측정하기 위한 장치로서, 그 물체의 열방사가 이동하는 물체를 따라 서로 간격져 있는 두곳의 감지위치에서 감지되며, 또한 상류의 감지위치에서 그물체에 열방사펄스를 적용시키는 것에 의하여 그 길이를 따라 소정의 간격에서 그 물체가 국부적으로 가열되게한 장치가 발표되어 있다. 그러나 이러한 장치로서는 이미 매우 높은 온도로 가열된 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정할 수 없다는 것은 분명하다.

따라서, 본 발명의 목적은 용융된 방사유출재료, 특히 용융된 유리 또는 세라믹 또는 광물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정하는데 이용할 수 있는 간단하고도 정확한 개량된 속도측정장치를 제공하는데에 있다.

본 발명에 따르는 장치는 유로를 따라 서로 간격져 있는 2곳의 감지위치에서 용융물 흐름의 부분으로 부터 나오는 방사를 받아 이 방사에 대응하는 전기출력신호를 발생하는 2개의 방사검출기를 구비하는 장치로서, 이 장치는 상기 방사검출기 각각에 관련 방사검출기의 출력신호를 입력하도록 구성되어 임의의 가장 작은 진폭을 초과하는 모든 펄스형 변동을 상기 출력신호로부터 판별하여 그 출력에 대응하는 신호펄스를 주는 신호처리회로를 구비하고, 상기 펄스형 변동은 용융물 흐름내에 존재하는 기포로 인하여 용융물 흐름으로 부터 나오는 방사의 무작위로 발생하는 국부적인 강도 편차에서 생겨나고 ; 상기 신호처리회로의 출력상의 신호펄스들을 입력하도록 구성되어서 상류의 검출기에 관련된 신호처리회로의 출력에서 발생하는 신호펄스와 하류의 검출기에 관련된 신호처리회로의 출력에서 상기 신호펄스보다 시간적으로 후속발생하는 신호펄스 사이의 시간간격을 측정하는 시간측정회로를 구비하며 ; 또한 상류 검출기의 신호처리회로의 출력과 시간측정회로 사이에 접속되어 이 출력상의 신호펄스의 선행발생 이후에 소정의 시간주기내에서 상기 신호처리회로의 출력에서 발생하는 모든 신호펄스의 전송을 브로킹하는 게이트회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

위에 설명한 바와같이 본 발명은 용융물, 특히 유리 또는 세라믹 또는 광물로 화이버 또는 필라멘트를 제조하는 장치의 용융기에서 용융된 유리 또는 세라믹 또는 광물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정하기 위하여 개발되었다.

본 발명은 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류, 예를들어 용융유리 사출류의 한정된 부분으로 부터 나오는 방사를 방사검출기로 검출할때, 방사검출기 출력신호는 대부분이 노이즈 특성을 가지고 있음에도 불구하고 짧은 지속기간동안 큰 크기로 되며 시간적으로 무작위로 발생하는 펄스형 진폭변동을 또한 포함한다는 발견에 기초를 둔 것이다.

첨부 도면중의 제 1도는 용융유리 사출류의 한정된 부분으로 부터 발산되는 방사를 받도록 구성된 방사검출기에서의 출력신호를 예시한다.

제 1도에 도시한 바와같이, 이 출력신호의 대부분은 노이즈 특성을 갖고 있으나 또한 이 신호는 큰 크기의 펄스형 진폭 변동을 다수 포함한다. 이러한 펄스형진폭변동은 용융유리 사출류로 부터 발사된 방사에서의 국부적이고 불연속성인 강도변동에 의하여 발생되고, 그 대부분의 용융유리 사출류내에서, 특히 사출류의 표면 가까이에 존재하는 기포로 인한 것이다. 본 발명에 따라 두개의 방사검출기의 출력신호에서의 이러한 펄스형 진폭변동을 이용하여 용융유리 사출류의 유속을 측정하는 방법은 다음과 같다. 즉, 방사검출기의 출력신호에서의 큰 진폭펄스(P)를 판별하는 신호처리회로에 두 방사검출기의 출력신호를 입력하여 상기 펄스만이 신호처리회로의 출력에서 발생하게 하고, 상류 방사검출기로 부터의 그러한 1개의 큰 진폭펄스(P)와 하류 방사검출기로 부터의 신호에서 시간적으로 가장 가깝게 후속되는 큰 진폭펄스(P), 즉 용융유리 사출류에 의하여 발산되는 방사에서의 동일한 국부적 불연속성 편차로 부터 발생하는 펄스(P)사이의 시간간격을 측정하여 이 시간간격을 용융유리 사출류의 유속을 계산하는데 이용한다.

위에 설명한 바와 같이 본 발명은 주로 용융된 유리 또는 세라믹 또는 광물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정하기 위하여 개발되었으나, 용융물흐름의 방사강도가 이 흐름을 따라 위치에서 큰 진폭의 국부적인 불연속성 편차를 나타낸다면 예를들어 용융금속과 같은 용융물의 유속을 측정하는 데에도 이용할 수 있다. 만약 이와같은 큰 진폭의 국부적인 불연속성강도 편차가 용융물흐름 내에서 자연적으로 발생하지 않는다면, 유속을 측정하기 위하여 이러한 강도편차를 특별히 형성시킬 수 있다. 이러한 국부적인 불연속성 강도편차를 의도적으로 일으키기 위해서는 측정장치의 상류에서 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류 내로 작은 기포를 도입 시키면 된다.

첨부 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2도는 방사하는 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류, 예를들어 용융유리사출류(1)를 개략적으로 도시하며, 도면에 화살표로 표시된 방향의 유속(Ⅴ)이 측정된다. 본 발명에 따르는 이러한 유속측정장치는 도면에 간략하게 도시한 렌즈장치(2)를 개재하여 사출류(1)의 유로를 따라 서로 적절한 간격(L)으로 떨어져 있는 두곳의 한정된 부분으로 부터 방사를 받를 수 있도록 배치된 두개의 방사검출기(S1 및 S2)를 구비한다. 방사검출기(S1 및 S2)의 출력신호는 각각의 증폭기(F1 및 F2)에 입력되고, 이 증폭기로 부터 제 1도에 예시한 형태의 신호가 얻어진다.

이 신호는 대부분이 노이즈 특성을 갖고 있으나, 또한 용융유리 사출류(1)로 부터 발산된 방사의 국부적인 불연속성 강도편차로 부터 발생하는 큰 펄스형 진폭변동(P)을 포함하고 있다. 식 V=L/T에 따른 사출류(1)의 유속(V)은 방사검출기(S1 및 S2) 각각에서의 출력신호에서 시간적으로 서로 후속되는 2개의 펄스(P)사이의 시간간격(T)과 방사검출기(S1 및 S2)사이의 예정된 거리간격(L)으로 부터 계산된다.

본 발명에 따라 증폭기(F1 및 F2)로부터의 출력신호는 슈미트트리거(ST1 및 ST2)를 구비한 각각의 신호처리회로에 입력되고, 슈미트트리거(ST1 및 ST2)각각의 출력에서는 제 1도에 예시한 진폭(A)과 같은 예정된 진폭을 초과하는 입력신호의 펄스(P)에 대응하는 신호펄스(P')만이 나온다.

슈미트트리거회로(ST1 및 ST2)각각으로부터 시간적으로 서로 후속되는 두개의 신호펄스(P')사이의 시간 간격을 결정하기 위하여 디지탈카운터(R)를 설치하며, 이 디지탈카운터(R)는 클록펄스발생기(C)에 의하여 구동될 수 있으며 디지탈카운터(R)의 시동입력에는 슈미트트리거(ST1)로부터의 신호펄스(P')가 입력되고 디지탈카운터(R)의 정지입력에는 슈미트트리거(ST2)로부터의 신호펄스(P')가 입력된다. 따라서 디지탈카운터(R)는 신호펄스(P')가 슈미트트리거(ST1)의 출력에서, 즉 방사검출기(S1)로부터 발생할때 시동되며, 용융유리 사출류(1)로부터 발산되는 방사에서의 동일한 국부적인 불연속성 강도편차로부터 발생하는 신호펄스(P')가 슈미트트리거(ST2)의 출력에서, 즉 방사검출기(S2)로부터 발생할때 정지된다. 따라서, 디지탈카운터(R)에서 카운트는 방사검출기(S1 및 S2)로부터의 신호펄스(P')들 사이의 시간간격 크기가 된다. 디지탈카운터(R)의 카운트가 디지탈계산장치(D)에 전송되면 이 계산장치(D)는 디지탈카운터(R)를 영(0)으로 리세트시키므로 이 디지탈카운터(R)는 슈미트트리거(ST1)로부터 입력되는 다음의 신호펄스(P')에 의해 시동된다. 상기 계산장치(D)는 상기 디지탈카운터(R)의 카운트를 이용하여 상기 식 V=L/T에 따라 용융유리 사출류(1)의 유속(V)를 계산하며, 예를들어 용융유리 사출류(1)의 유속(V)을 제어 또는 조종하기 위하여 그 계산결과를 디스플레이장치(3) 및/또는 제어데이터프로세서 혹은 제어기(4)에 신호형태로 전송한다.

유속(V)를 계산할때, 계산장치(D)는 카운터(R)로 부터 전송되는 다수의 카운트, 즉 방사검출기(S1 및 S2)각각으로부터 나오는 신호들에서 시간적으로 연속되는 두개의 펄스(P)사이의 시간간격을 나타내는 다수의 카운트의 평균치를 이용하도록 설계되어도 좋다. 이렇게 하면, 유속(V)의 측정은 방사검출기(S1 및 S2) 출력신호의 펄스(P)의 상승시간 변동에 대해서 덜 민감할 것이다.

디지탈카운터(R)를 위한 시동펄스 및 정지펄스가 실제로 용융유리 사출류(1)로부터 나오는 방사에서 동일한 국부적인 불연속성 강도편차로부터 발생하는 것을 보장하기 위하여, 슈미트트리거(ST1)로부터, 즉 방사검출기(S1)로부터의 시동펄스는 게이트회로(B)를 개재하여 카운터(R)의 시동입력에 입력되고, 상기 게이트회로(B)는 슈미트트리거(ST1)로부터 선행하는 신호펄스(P')가 나타난후 소정의 시간주기가 지난뒤에만 열려 슈미트트리거(ST1)로부터의 새로운 펄스(P')를 통과시키는 역할을 한다. 이 시간주기는 용융유리사출류(1)가 두개의 방사검출기(S1 및 S2)의 감지위치들 사이의 간격(L)을 벗어나는데 걸리는 최대기대시간에 적어도 일치하도록 선택된다.

Claims (5)

1. 용융물의 유로를 따라 예정된 간격으로 떨어져 위치하는 두곳의 서로 다른 감지위치에서 용융물 흐름의 제한된 부분으로서 발산되는 방사를 받아서 이렇게 입력된 방사의 강도에 각각 대응하는 전기출력신호를 발생하도록 설치되는 두개의 방사검출기(S1 및 S2), 상기 두개의 방사검출기(S1 및 S2)의 전기출력신호에 응하여 상기 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 시간을 측정하기 위한 신호처리회로, 및 상기 신호처리회로부터 용융물이 상기 예정된 거리간격을 흐르는데 걸리는 시간의 측정치를 입력하여 상기 측정치와 상기 거리간격에 의거하여 용융물의 유속을 계산하기 위한 계산장치(D)로 구성되는 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정하는 장치로서, 상기 신호처리회로는 각각의 방사검출기(S1 및 S2)에 대하여 상기 방사검출기의 출력신호에서 예정진폭(A)을 초과하는 모든 펄스형 진폭변동(P)를 판별하여 그 출력에서 대응신호펄스(P')를 생산하는 펄스판별회로(ST1 및 ST2), 상류검출기(S1)에 연관된 펄스판별회로(ST1)의 출력에 연결되는 시동입력과 하류검출기(S2)에 연관된 펄스판별회로(ST2)의 출력에 연결되는 정지입력을 가져서 상기 시동입력에 입력되는 신호펄스와 상기 정지입력에 입력되는 후속신호펄스 사이의 시간간격을 측정하여 이 측정된 시간간격을 출력에 부여하는 시간측정회로(R,C), 및 상기 시간측정회로(R,C)의 시동입력과 상류검출기(S1)에 연관된 펄스판별회로(ST1)의 출력사이에 삽입되어 그러한 신호펄스가 상기 펄스판별회로(ST1)의 출력상에 나타나지 않는 동안에 상기 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 최대기대시간을 초과하도록 선택되는 예정된 시간주기로 선행되는 펄스판별회로(ST1)의 출력상의 그러한 신호펄스만을 통과시키기 위한 게이트회로로 구성되며, 또한 계산장치(D)는 상기 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 시간의 척도로서 상기 시간측정회로(R,C)의 출력상의 상기 측정된 시간간격의 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 용융물의 유속측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시간측정회로는 일정한 주파수로 구동되는 디지탈카운터(R)를 구비하며, 상기 디지탈카운터(R)는 상기 시동입력에 입력되는 신호펄스에 의해 구동되고 상기 정지입력에 입력되는 신호펄스에 의해 정지되며 다시 새롭게 시동되기전에 영(0)으로 리세트되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 계산장치(D)는 상기 예정된 거리간격을 용융물 흐르는데 걸리는 시간의 척도로서 시간측정회로의 출력으로부터 입력되는 다수의 시간간격측정장치들의 평균치를 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유로를 따라 예정된 간격으로 떨어져 위치하는 두곳의 감지위치 각각에서 용융물 흐름의 제한된 부분으로 부터 발산되는 방사의 강도를 감지하여 감지된 방사강도에 대응하는 전기신호를 발생시키고, 두곳의 감지위치로부터의 신호를 사용하여 용융물의 상기 예정된 거리간격을 흐르는데 걸리는 시간간격을 측정하여 상기 시간간격과 상기 예정된 거리간격을 사용하여 용융물의 유속을 계산하는 것으로 구성되는 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속을 측정하는 방법으로서, 상기 두곳의 감지위치로부터 상기 신호에서 예정진폭을 초과하는 모든 펄스형 진폭을 초과하는 모든 펄스형 진폭변동 , 즉 용융물내에 국부적으로 존재하는 불균일물질에 의해 야기되는 용융물흐름의 방사강도에서의 무작위로 발생하는 국부적인 불연속성 강도편차로부터 생기는 진폭변동을 판별하여 상류감지위치로 부터의 신호에서 발생하는 이러한 진폭변동과 하류감지위치로 부터의 신호에서 발생하는 제 1후속 진폭변동사이의 시간간격을 측정하되, 단 하류감지위치로 부터의 신호에서 펄스형 진폭변동이 발생하지 않고 상류감지위치로 부터의 신호에서 펄스형 진폭변동이 상기 두곳의 감지위치 사이의 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 최대기대시간을 초과하도록 선택되는 예정된 시간주기로 선행될 때의 시간간격을 측정하며, 상기 두곳의 감지위치 사이의 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 시간의 척도로서 상기 측정된 시간간격을 사용하여 용융물의 유속을 계산하는 것을 특징으로 하는 용융물의 흐름, 분류 또는 사출류의 유속측정방법.
5. 제 6항에 있어서, 상기 예정된 거리간격을 용융물이 흐르는데 걸리는 시간의 척도로서 다수의 시간간격 측정치들의 평균치를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.

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