WO2017183433A1 - 乾き度測定装置及び湿り蒸気検査装置 - Google Patents

乾き度測定装置及び湿り蒸気検査装置 Download PDF

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wet steam
dryness
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light
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新吾 増本
康博 五所尾
志功 田邉
泰明 松儀
恭子 川延
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アズビル株式会社
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
    • G—PHYSICS
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    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a measurement technique, and relates to a dryness measuring apparatus and a wet steam inspection apparatus.
  • dryness is also defined as the ratio of the difference between the specific enthalpy of wet steam and the specific enthalpy of saturated liquid to the specific enthalpy of latent heat.
  • the dryness is 0.5.
  • the dryness is 1.0.
  • the wet steam dryness is controlled. It is desired to be in a state close to 1.0. Therefore, various methods for measuring the dryness have been proposed.
  • Patent Document 1 uses a saturated steam table based on the wet steam flow rate and pressure before and after the pressure control valve, using the fact that there is no change in the total enthalpy before and after the pressure control valve provided in the pipe.
  • a technique for calculating dryness by obtaining saturated water enthalpy and saturated steam enthalpy is disclosed.
  • Patent Document 1 needs to change the wet vapor of the measurement object from the two-phase state to the gas phase state and further stabilize the measurement object in the gas phase state, measurement of dryness There is a problem that it takes time.
  • Patent Document 2 discloses a technique for optically measuring the dryness.
  • an object of the present invention is to provide a dryness measuring apparatus capable of accurately measuring the dryness and a wet steam inspection apparatus capable of accurately inspecting wet steam.
  • aspects of the present invention include (a) an upstream pipe through which wet steam flows, and (b) a measurement pipe section connected to the upstream pipe and into which wet steam that has flowed through the upstream pipe flows.
  • a measurement tube unit (c) a downstream tube connected to the measurement tube unit, into which wet steam that has flowed through the measurement tube unit flows, and (d) a light emitter that emits inspection light to the wet vapor in the measurement tube unit; (E) a light receiving element that receives the inspection light transmitted through the wet steam, (f) a relationship storage unit that stores a relationship between the intensity of the inspection light transmitted through the wet steam and the dryness of the wet steam; ) A dryness specifying unit for specifying the dryness value of wet steam based on the measured value of the intensity of the inspection light by the light receiving element and the relationship; and (h) the downstream pipe is a lower surface of the measurement pipe part On the other hand, it is a dryness measuring device connected by being offset in the direction of gravity.
  • the center of the upstream pipe and the center of the measuring pipe part in the width direction may be on the same straight line.
  • the inspection light may pass through the center of the measurement tube portion.
  • the upper surface and the lower surface of the measurement tube portion may be arranged perpendicular to the direction of gravity.
  • the upstream pipe may be a circular pipe.
  • the downstream pipe may be a circular pipe.
  • the inner diameter of the downstream pipe may be larger than the inner diameter of the upstream pipe.
  • the light emitter may irradiate the inspection light toward the upper surface of the measuring tube.
  • a light-emitting body may irradiate inspection light toward the lower surface of a measurement tube part.
  • the light receiving element may be arranged to face the upper surface of the measurement tube portion.
  • the light receiving element may be disposed so as to face the lower surface of the measurement tube portion.
  • the aspect of the present invention includes (a) an upstream pipe through which wet steam flows, and (b) a measurement pipe unit connected to the upstream pipe and into which wet steam flowing through the upstream pipe flows, the parallel upper surface and lower surface (C) a downstream pipe that is connected to the measurement pipe section and into which the wet steam flowing through the measurement pipe section flows, and (d) an ultrasonic wave that emits ultrasonic waves toward the wet steam in the measurement pipe section. And (e) an inspection unit that inspects wet steam based on the received ultrasonic waves, and (f) the downstream pipe is offset in the direction of gravity with respect to the lower surface of the measurement pipe unit. It is a connected wet steam inspection device.
  • the center of the upstream pipe and the center of the measurement pipe part in the width direction may be on the same straight line.
  • the ultrasonic wave may pass through the center of the measurement tube portion.
  • the upper surface and the lower surface of the measurement tube unit may be arranged perpendicular to the direction of gravity.
  • the upstream pipe may be a circular pipe.
  • the downstream pipe may be a circular pipe.
  • the inner diameter of the downstream pipe may be larger than the inner diameter of the upstream pipe.
  • a dryness measuring apparatus capable of accurately measuring the dryness
  • a wet steam inspection apparatus capable of accurately inspecting wet steam.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the dryness measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the laminar flow and wave-like flow by the saturated liquid which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a typical perspective view of an upstream pipe, a measurement pipe part, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a schematic top view of the upstream pipe, the measurement pipe part, and the downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention as seen from the VV direction of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the upstream pipe, the measurement pipe section, and the downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, viewed from the VI-VI direction of FIG. 5. It is a typical perspective view of an upstream pipe, a measurement pipe part, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a schematic top view of the upstream pipe, the measurement pipe part, and the downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, viewed from the IX-IX direction of FIG.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention as seen from the XX direction of FIG. 9.
  • It is a typical perspective view of an upstream pipe, a measurement pipe part, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • It is a schematic top view of the upstream pipe, the measurement pipe part, and the downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, viewed from the XIII-XIII direction of FIG.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the upstream pipe, the measurement pipe section, and the downstream pipe of the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention as seen from the XIV-XIV direction of FIG. 13. It is a graph which shows the state change of the water in the standard atmospheric pressure which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a graph which shows the absorption spectrum of the saturated vapor
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of a dryness measuring apparatus according to a comparative example of the present invention as seen from the XX-XX direction of FIG. FIG.
  • 21 is a schematic cross-sectional view of an upstream pipe, a measurement pipe section, and a downstream pipe of a dryness measuring apparatus according to a comparative example of the present invention as seen from the XXI-XXI direction of FIG. It is an image which shows distribution of the thickness of the saturated liquid on the lower surface of the measurement pipe part of the dryness measuring apparatus which concerns on the comparative example of this invention. It is an image which shows distribution of the thickness of the saturated liquid on the lower surface of the measuring pipe part of the dryness measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a typical graph which shows the time responsiveness of the dryness measured with the dryness measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention and a comparative example. It is a schematic diagram of the wet steam inspection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • the dryness measuring apparatus As shown in FIG. 1, the dryness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention is connected to an upstream pipe 20 through which wet steam flows, and wet steam flowing through the upstream pipe 20 flows into the upstream pipe 20.
  • a measurement tube unit 21 having a parallel upper surface and a lower surface, a downstream tube 22 connected to the measurement tube unit 21, into which wet steam flowing through the measurement tube unit 21 flows, and a measurement tube
  • the light-emitting body 11 which irradiates test
  • the dryness measuring apparatus includes a relationship storage unit 401 that stores a relationship between the intensity of the inspection light transmitted through the wet steam and the dryness of the wet steam, a measurement value of the intensity of the inspection light by the light receiving element 12, and And a dryness specifying unit 301 that specifies the value of the dryness of the wet steam based on the relationship.
  • the downstream pipe 22 is connected to the lower surface of the measurement pipe portion 21 while being offset in the direction of gravity.
  • the wet steam in which the saturated steam and the saturated liquid are combined passes through the upstream pipe 20, the measurement pipe section 21, and the downstream pipe 22.
  • the upstream pipe 20 and the downstream pipe 22 are, for example, circular pipes.
  • the inner diameter of the downstream pipe 22 is larger than the inner diameter of the upstream pipe 22.
  • the upper surface and the lower surface of the measurement tube portion 21 are, for example, planes that are arranged perpendicular to the direction of gravity.
  • the upper surface and the lower surface of the measurement tube portion 21 include portions that are transparent to the inspection light emitted from the light emitter.
  • a laminar flow or wave of saturated liquid is formed on the lower side in the gravity direction inside the upstream pipe 20, on the lower surface inside the measurement pipe portion 21, and on the lower side in the gravity direction inside the downstream pipe 22. Current may flow.
  • FIG. 3 which is a perspective view
  • FIG. 4 which is a top view
  • FIG. 5 which is a cross-sectional view along the flow direction of wet steam
  • the downstream pipe 22 is offset in the direction of gravity with respect to the measurement pipe portion 21. Therefore, the lowest part of the downstream pipe 22 in the direction of gravity is below the lower surface, which is the lowest part of the measurement pipe part 21. Therefore, as shown in FIG. 6 which is a cross-sectional view along the direction perpendicular to the flow direction of the wet steam, a step downward in the direction of gravity is formed at the connection portion between the measurement tube portion 21 and the downstream tube 22.
  • the measuring tube portion 21 has, for example, a cylindrical shape that is set up vertically with respect to the traveling direction of the wet steam. As shown in FIG. 4, for example, the center of the upstream pipe 20 and the downstream pipe 22 in the width direction and the center of the measurement pipe portion 21 are on the same line.
  • the width direction is a direction perpendicular to the traveling direction of the wet steam and the direction of gravity.
  • the width of the measurement pipe portion 21 is wider than the widths of the upstream pipe 20 and the downstream pipe 22.
  • the shape of the measurement tube portion 21 is not limited to the shapes shown in FIGS. 3, 4, 5, and 6.
  • the shape of the measurement tube portion 21 may be a rectangular parallelepiped.
  • the width of the measurement pipe portion 21 may be narrower than the width of the upstream pipe 20 and the downstream pipe 22.
  • the absorbance A of the wet steam is given by the sum of the absorbance of the saturated steam and the absorbance of the saturated liquid, as given by the following equation (4).
  • A a vapor + a water (4)
  • the light absorbency of the wet steam is given by the ratio of the light intensity of the light after passing through the wet to the light intensity of the light before passing through the wet steam as given by the following equation (5).
  • A -ln (I steam1 / I steam0 ) (5)
  • I steam0 represents the light intensity before passing through the wet steam
  • I steam1 represents the light intensity after passing through the wet steam.
  • the absorption spectra of saturated vapor and saturated liquid are different, and when the dryness changes, the absorption spectrum of the saturated liquid changes. For example, as the dryness changes from 0 to 1, the content of the saturated liquid in the wet steam decreases. Therefore, as shown in FIG. 17, the absorbance A of the wet steam at the peak wavelength of the absorption spectrum of the saturated liquid also decreases. To do. The wavelength at the peak of the absorption spectrum of the saturated liquid is around 1880 nm. In wet steam, since the volume of saturated steam is much larger than the volume of saturated liquid, the absorbance of saturated steam can be regarded as constant if the pressure is constant.
  • the dryness of the wet steam is also given by the following equation (6) derived from the above equations (2), (4), and (5).
  • x 1 / (1 ⁇ k + (k / a vapor ) ⁇ A) (6)
  • the molar extinction coefficient ratio k is a constant.
  • the absorbance a Vapor saturated steam can be considered a constant under constant pressure
  • the absorbance a Vapor saturated steam can be derived from the pressure of the wet steam. Therefore, by measuring the absorbance A of the wet steam, it is possible to calculate the dryness x of the wet steam from the equation (6).
  • the inspection 1 is opposed to, for example, the upper surface of the measurement tube unit 21, and emits inspection light including a wavelength band absorbed by the saturated solution toward the upper surface of the measurement tube unit 21.
  • the inspection light is, for example, near infrared light having a wavelength region of 800 to 2500 nm.
  • the inspection light may have the peak wavelength of the absorption spectrum of the saturated liquid as the center wavelength. In the wavelength region, the absorption spectra of the saturated vapor and the saturated liquid overlap.
  • a light emitting diode or the like can be used for the light emitter 11.
  • An optical waveguide 31 that propagates inspection light to the upper surface of the measurement tube portion 21 is connected to the light emitter 11.
  • a collimator lens may be disposed between the end portion of the optical waveguide 31 and the outer surface of the upper surface of the measurement tube portion 21.
  • the inspection light enters the measurement tube portion 21 through the upper surface of the measurement tube portion 21.
  • the inspection light travels substantially parallel to the direction of gravity, for example, toward the bottom of the measurement tube portion 21.
  • the traveling direction of the inspection light is not particularly limited as long as the inspection light can cross the laminar flow or the wavy flow of the saturated liquid on the lower surface of the measurement tube portion 21.
  • Near-infrared light which is inspection light emitted from the light emitter 11, is absorbed by the saturated liquid contained in the wet steam inside the measuring tube portion 21.
  • the saturated liquid contained in the wet steam decreases as the dryness approaches from 0 to 1. Therefore, the absorbance of the wet steam tends to decrease as the dryness of the wet steam in the measurement tube section 21 approaches 0 to 1.
  • An optical waveguide 32 into which inspection light that has passed through the inside of the measurement tube portion 21 enters is connected to the outer surface of the lower surface of the measurement tube portion 21.
  • the end portion of the optical waveguide 32 faces the end portion of the optical waveguide 31.
  • a gap may be provided between the outer surface of the lower surface of the measurement tube portion 21 and the end face of the optical waveguide 32, and a lens that allows light to enter the optical waveguide 32 may be disposed in the gap.
  • the optical waveguide 32 guides the inspection light transmitted through the laminar flow or the wavy flow of the saturated liquid inside the measurement tube portion 21 to the light receiving element 12.
  • the light receiving element 12 is disposed to face the lower surface of the measurement tube portion 21.
  • a light intensity detecting element such as a photodiode can be used.
  • a plastic optical fiber made of polymethyl methacrylate resin PMMA: Poly (methyl methacrylate)
  • a glass optical fiber made of quartz glass, or the like can be used. It is not limited to these as long as the inspection light can propagate.
  • the dryness measuring apparatus may further include a pressure sensor 13 that measures the pressure of the wet steam in the measurement pipe unit 21.
  • the pressure information may be obtained from upstream or downstream of the measurement tube section 21.
  • a central processing unit (CPU) 300 is connected to the light receiving element 12 and the pressure sensor 13.
  • a data storage device 400 including a relationship storage unit 401 is connected to the CPU 300.
  • the relation storage unit 401 stores, for example, a relational expression between the absorbance of the wet steam and the dryness of the wet steam as in the above formula (6).
  • the dryness specifying unit 301 is included in the CPU 300.
  • the dryness specifying unit 301 receives from the light receiving element 12 a measurement value of the received light intensity of the inspection light transmitted through the wet steam inside the measuring tube unit 21. Further, the dryness specifying unit 301 receives the measured value of the pressure of the wet steam in the measurement tube unit 21 from the pressure sensor 13.
  • the dryness specifying unit 301 specifies the absorbance A of the wet steam inside the measuring tube unit 21 according to the above formula (5), for example.
  • I steam0 represents the light intensity of the inspection light before passing through the wet steam
  • I steam1 represents the light intensity of the inspection light after passing through the wet steam.
  • a constant measured in advance may be used as the light intensity of the inspection light emitted by the light emitter 11 before passing through the wet steam.
  • the dryness specifying unit 301 calculates the absorbance a vapor of saturated vapor depending on the pressure based on the measured value of the pressure of the wet steam in the measurement tube unit 21 received from the pressure sensor 13. Further, the dryness specifying unit 301 substitutes, for example, the value of the absorbance A of wet steam and the value of the absorbance a vapor of saturated vapor into the above equation (6), and the measurement tube unit 21. The dryness x of the wet steam inside is calculated. However, if the pressure is constant, the absorbance a vapor of the saturated vapor can be regarded as constant. Therefore, if the pressure in the measurement tube portion 21 is constant, a constant may be used for the absorbance a vapor of the saturated vapor. In this case, the dryness measuring apparatus according to the first embodiment may not include the pressure sensor 13.
  • an input device 321, an output device 322, a program storage device 323, and a temporary storage device 324 are connected to the CPU 300.
  • a switch, a keyboard, and the like can be used.
  • the relational expression stored in the relation storage unit 401 is input using the input device 321, for example.
  • an optical indicator, a digital indicator, a liquid crystal display device, or the like can be used.
  • the output device 322 displays the value of the dryness of the wet steam inside the measurement tube unit 21 specified by the dryness specifying unit 301.
  • the program storage device 323 stores a program for causing the CPU 300 to execute data transmission / reception between devices connected to the CPU 300.
  • the temporary storage device 324 temporarily stores data in the calculation process of the CPU 300.
  • the relationship between the intensity of light received by the light receiving element and the dryness of the wet steam is measured by measuring the dryness of the wet steam using a conventional dryness measurement method while heating the wet steam with a boiler or the like.
  • it may be acquired in advance by measuring the intensity of the inspection light that has passed through.
  • the relationship between the light reception intensity by the light receiving element and the dryness of the wet steam may be stored as a table.
  • the illuminator may be arranged to face the lower surface of the measurement tube portion, and the illuminator may irradiate the inspection light toward the lower surface of the measurement tube portion.
  • the light receiving element may be disposed so as to face the upper surface of the measurement tube portion.
  • both the light emitter and the light receiving element may be arranged to face the upper surface of the measurement tube portion, and the light receiving element may receive the inspection light reflected by the lower surface of the measurement tube portion.
  • a reflecting mirror may be provided on the lower surface of the measuring tube portion.
  • both the light emitter and the light receiving element may be arranged to face the lower surface of the measurement tube portion, and the light receiving element may receive the inspection light reflected by the upper surface of the measurement tube portion.
  • a reflecting mirror may be provided inside the upper surface of the measurement tube portion.
  • the wet steam inspection apparatus As shown in FIG. 25, the wet steam inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention is connected to the upstream pipe 20 through which the wet steam flows, and the wet steam that flows through the upstream pipe 20 flows in.
  • a measurement tube unit 21 having a parallel upper surface and a lower surface, a downstream tube 22 connected to the measurement tube unit 21, into which wet steam flowing through the measurement tube unit 21 flows, and a measurement tube unit 21 includes ultrasonic generators 51 and 52 that emit ultrasonic waves toward the inner wall 21 and receive reflected waves, and an inspection unit 302 that inspects wet steam based on the received ultrasonic waves.
  • the downstream pipe 22 is connected to the lower surface of the measurement pipe portion 21 while being offset in the direction of gravity.
  • the wet steam inspection apparatus differs from the dryness meter according to the first embodiment in that it includes ultrasonic wave generation receivers 51 and 52 and an inspection unit 302.
  • the ultrasonic wave generation receiver 51 is disposed to face the upper surface of the measurement tube unit 21, and the ultrasonic wave generation receiver 52 is disposed to face the lower surface of the measurement tube unit 21.
  • the upstream pipe 20, the measurement pipe section 21, and the downstream pipe 22 of the wet steam inspection apparatus according to the second embodiment are the same as the dryness meter according to the first embodiment.
  • the inspection unit 302 determines the thickness of the saturated liquid flowing on the lower surface of the measuring tube unit 21 based on the time from when the ultrasonic wave generation receivers 51 and 52 emit ultrasonic waves to when they are received, the ratio of ultrasonic intensity, and the like. Alternatively, the ratio of the thickness of the saturated liquid to the thickness of the saturated vapor is calculated.
  • the center of the upstream pipe 20 and the center of the measurement pipe portion 21 in the width direction are on the same straight line. In the width direction, it is preferable that the ultrasonic wave passes through the center of the measurement tube portion 21.
  • the downstream pipe 22 is connected to the lower surface of the measurement pipe portion 21 so as to be offset in the direction of gravity, so that the wet steam according to the second embodiment. According to the inspection apparatus, it is possible to inspect the change in the thickness of the saturated liquid flowing from the upstream pipe 20 with good followability.
  • the dryness measuring device is a visualization of the latent heat increase effect by the pressure reducing valve, dryness measurement to obtain the optimum boiler efficiency, wet loss measurement of the steam turbine, optimal dryness control of the heat exchanger, It can be used for the control of food production processes such as a noodle-making process and the control of chemical processes.

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Abstract

湿り蒸気が流れる上流管２０と、上流管２０に接続され、上流管２０を流れた湿り蒸気が流入する測定管部２１であって、平行な上面と下面とを有する測定管部２１と、測定管部２１に接続され、測定管部２１を流れた湿り蒸気が流入する下流管２２と、測定管部２１内の湿り蒸気に検査光を照射する発光体１１と、湿り蒸気を透過した検査光を受光する受光素子１２と、湿り蒸気を透過した検査光の強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係を保存する関係記憶部４０１と、受光素子１２による検査光の強度の測定値と、関係と、に基づき、湿り蒸気の乾き度の値を特定する乾き度特定部３０１と、を備え、下流管２２が、測定管部２１の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている、乾き度測定装置。

Description

乾き度測定装置及び湿り蒸気検査装置
　本発明は測定技術に係り、乾き度測定装置及び湿り蒸気検査装置に関する。
　水は沸点に達した後、水蒸気ガス（気相部分）と、水滴（液相部分）と、が混合した湿り蒸気となる。ここで、湿り蒸気に対する水蒸気ガスの質量比を、「乾き度」という。あるいは、乾き度は、潜熱の比エンタルピに対する、湿り蒸気の比エンタルピと飽和液の比エンタルピとの差の比、としても定義される。
　例えば、水蒸気ガスと、水滴と、が半分ずつ存在すれば、乾き度は０．５となる。また、水滴が存在せず、水蒸気ガスのみが存在する場合は、乾き度は１．０となる。熱交換器等において、湿り蒸気が保有する顕熱と、潜熱と、を有効に利用することや、水蒸気タービンにおいて、タービン翼の腐食を防止すること、等の観点から、湿り蒸気の乾き度を１．０に近い状態にすることが望まれている。そのため、乾き度を測定する様々な方法が提案されている。
　例えば、特許文献１は、配管に設けられた圧力調節弁の前後で全エンタルピに変化がないことを利用して、圧力調節弁の前後の湿り蒸気流量及び圧力に基づき、飽和蒸気表を用いて飽和水エンタルピと、飽和蒸気エンタルピと、を求めて、乾き度を算出する技術を開示している。しかし、特許文献１に開示された技術は、測定対象の湿り蒸気を二相状態から気相状態に状態変化させ、さらに測定対象を気相状態で安定化させる必要があるため、乾き度の測定に時間がかかるという問題がある。これに対し、特許文献２は、光学的に乾き度を測定する技術を開示している。
特開平８－３１２９０８号公報 特開２０１３－９２４５７号公報
　従来の乾き度測定装置のさらなる改良が望まれている。また、湿り蒸気を正確に検査可能な湿り蒸気検査装置が望まれている。そこで、本発明は、乾き度を正確に測定可能な乾き度測定装置及び湿り蒸気を正確に検査可能な湿り蒸気検査装置を提供することを目的の一つとする。
　本発明の態様は、（ａ）湿り蒸気が流れる上流管と、（ｂ）上流管に接続され、上流管を流れた湿り蒸気が流入する測定管部であって、平行な上面と下面とを有する測定管部と、（ｃ）測定管部に接続され、測定管部を流れた湿り蒸気が流入する下流管と、（ｄ）測定管部内の湿り蒸気に検査光を照射する発光体と、（ｅ）湿り蒸気を透過した検査光を受光する受光素子と、（ｆ）湿り蒸気を透過した検査光の強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係を保存する関係記憶部と、（ｇ）受光素子による検査光の強度の測定値と、関係と、に基づき、湿り蒸気の乾き度の値を特定する乾き度特定部と、を備え、（ｈ）下流管が、測定管部の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている、乾き度測定装置である。
　上記の乾き度測定装置において、幅方向における、上流管の中心と、測定管部の中心と、が、同一直線上にあってもよい。幅方向において、検査光が、測定管部の中心を通過してもよい。
　上記の乾き度測定装置において、測定管部の上面と下面が、重力方向に対して垂直に配置されていてもよい。上流管が円管であってもよい。下流管が円管であってもよい。下流管の内径が上流管の内径よりも大きくてもよい。
　上記の乾き度測定装置において、発光体が、測定管部の上面に向けて検査光を照射してもよい。あるいは、発光体が、測定管部の下面に向けて検査光を照射してもよい。受光素子が、測定管部の上面と対向して配置されていてもよい。受光素子が、測定管部の下面と対向して配置されていてもよい。
　また、本発明の態様は、（ａ）湿り蒸気が流れる上流管と、（ｂ）上流管に接続され、上流管を流れた湿り蒸気が流入する測定管部であって、平行な上面と下面とを有する測定管部と、（ｃ）測定管部に接続され、測定管部を流れた湿り蒸気が流入する下流管と、（ｄ）測定管部内の湿り蒸気に向けて超音波を発する超音波発生受信器と、（ｅ）受信した超音波に基づき、湿り蒸気を検査する検査部と、を備え、（ｆ）下流管が、測定管部の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている、湿り蒸気検査装置である。
　上記の湿り蒸気検査装置において、幅方向における、上流管の中心と、測定管部の中心と、が、同一直線上にあってもよい。幅方向において、超音波が、測定管部の中心を通過してもよい。
　上記の湿り蒸気検査装置において、測定管部の上面と下面が、重力方向に対して垂直に配置されてもよい。上流管が円管であってもよい。下流管が円管であってもよい。下流管の内径が上流管の内径よりも大きくてもよい。
　本発明によれば、乾き度を正確に測定可能な乾き度測定装置及び湿り蒸気を正確に検査可能な湿り蒸気検査装置を提供可能である。
本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る飽和液による層状流と波状流を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的上面図である。 図４のＶ－Ｖ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的上面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 図９のＸ－Ｘ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的上面図である。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ方向から見た、本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る標準大気圧における水の状態変化を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る飽和蒸気と飽和液の吸光スペクトルを示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る飽和蒸気と飽和液の吸光スペクトルと、乾き度の関係と、を示すグラフである。 本発明の比較例に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的斜視図である。 本発明の比較例に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的上面図である。 図１９のＸＸ－ＸＸ方向から見た、本発明の比較例に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ方向から見た、本発明の比較例に係る乾き度測定装置の上流管、測定管部、及び下流管の模式的断面図である。 本発明の比較例に係る乾き度測定装置の測定管部の下面上における飽和液の厚みの分布を示す画像である。 本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置の測定管部の下面上における飽和液の厚みの分布を示す画像である。 本発明の第１の実施の形態及び比較例に係る乾き度測定装置で測定される乾き度の時間応答性を示す模式的なグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る湿り蒸気検査装置の模式図である。
　以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　（第１の実施の形態）
　本発明の第１の実施の形態に係る乾き度測定装置は、図１に示すように、湿り蒸気が流れる上流管２０と、上流管２０に接続され、上流管２０を流れた湿り蒸気が流入する測定管部２１であって、平行な上面と下面とを有する測定管部２１と、測定管部２１に接続され、測定管部２１を流れた湿り蒸気が流入する下流管２２と、測定管部２１内の湿り蒸気に検査光を照射する発光体１１と、湿り蒸気を透過した検査光を受光する受光素子１２と、を備える。
　さらに、乾き度測定装置は、湿り蒸気を透過した検査光の強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係を保存する関係記憶部４０１と、受光素子１２による検査光の強度の測定値と、関係と、に基づき、湿り蒸気の乾き度の値を特定する乾き度特定部３０１と、を備える。ここで、下流管２２が、測定管部２１の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている。
　上流管２０、測定管部２１、及び下流管２２には、飽和蒸気と、飽和液と、が合わさった湿り蒸気が通過する。上流管２０及び下流管２２は、例えば円管である。例えば、下流管２２の内径は、上流管２２の内径よりも大きい。測定管部２１の上面と下面は、それぞれ、例えば、重力方向に対して垂直に配置される平面である。測定管部２１の上面と下面は、発光体が発する検査光に対して透明な部分を備える。上流管２０内部の重力方向下側、測定管部２１内部の下面上、及び下流管２２内部の重力方向下側において、例えば図２に示すように、飽和液（凝縮水）の層状流又は波状流が流れる場合がある。
　斜視図である図３、上面図である図４及び湿り蒸気の流れ方向に沿った断面図である図５に示すように、下流管２２が、測定管部２１に対して、重力方向にオフセットして接続されているため、重力方向において下流管２２の最も低い部分は、測定管部２１の最も低い部分である下面よりも下になる。そのため、湿り蒸気の流れ方向に対して垂直方向に沿った断面図である図６に示すように、測定管部２１と、下流管２２と、の接続部において、重力方向下向きの段が形成される。
　測定管部２１は、例えば、湿り蒸気の進行方向に対して垂直に立てられた円柱形である。図４に示すように、例えば、幅方向における上流管２０及び下流管２２の中心と、測定管部２１の中心と、は、同一線上にある。ここで、幅方向とは、湿り蒸気の進行方向及び重力方向に対して垂直な方向である。例えば、測定管部２１の幅は、上流管２０及び下流管２２の幅よりも広い。
　ただし、測定管部２１の形状は、図３、図４、図５、及び図６に示した形状に限定されない。例えば、図７、図８、図９、及び図１０に示すように、測定管部２１の形状は、直方体であってもよい。あるいは、図１１、図１２、図１３、及び図１４に示すように、測定管部２１の幅は、上流管２０及び下流管２２の幅よりも狭くてもよい。
　図１５に示すように、標準大気圧下においては、水は沸点（１００℃）に達した後、液滴としての水と、蒸気と、が混合し、共存態にある湿り蒸気となる。圧力が一定の場合、湿り蒸気は加熱及び冷却により潜熱が変化するため、飽和温度は一定となる。ここで、下記（１）で与えられるように、湿り蒸気全量に対する、飽和蒸気の質量比を、「乾き度」という。したがって、飽和蒸気の乾き度は１となり、飽和液の乾き度は０となる。
　　ｘ＝ｍvapor／（ｍvapor＋ｍwater）　　　（１）
　ｘは乾き度、ｍvaporは飽和蒸気の質量、ｍwaterは飽和液の質量を表す。
　飽和蒸気の質量は、飽和蒸気の吸光度に比例する。また、飽和液の質量は、飽和液の吸光度に比例する。そのため、上記（１）式から下記（２）式が導かれる。
　　ｘ＝ｍvapor／（ｍvapor＋ｍwater）
　　　＝ａvapor／（ａvapor＋ｋ×ａwater）　　　（２）
　ａvaporは飽和蒸気の吸光度、ａwaterは飽和液の吸光度、ｋは下記（３）式で与えられるモル吸光係数比を表す。
　　ｋ＝ｅvapor／ｅwater　　　（３）
　ｅvaporは飽和蒸気の吸光係数、ｅwaterは飽和液の吸光係数を表す。
　湿り蒸気の吸光度Ａは、下記（４）式で与えられるように、飽和蒸気の吸光度と、飽和液の吸光度と、の和で与えられる。
　　Ａ＝ａvapor＋ａwater　　　（４）
　また、湿り蒸気の吸光度は、下記（５）式で与えられるように、湿り蒸気を透過する前の光の光強度に対する、湿り上記を透過した後の光の光強度の比で与えられる。
　　Ａ＝－ｌｎ（Ｉsteam1／Ｉsteam0）　　　（５）
　Ｉsteam0は湿り蒸気を透過する前の光の光強度、Ｉsteam1は湿り蒸気を透過した後の光の光強度を表す。
　図１６に示すように、飽和蒸気と飽和液の吸収スペクトルは異なり、乾き度が変化すると、飽和液の吸収スペクトルが変化する。例えば、乾き度が０から１に向かって変化するにつれて湿り蒸気における飽和液の含有量は減少するので、図１７に示すように、飽和液の吸収スペクトルのピーク波長における湿り蒸気の吸光度Ａも減少する。飽和液の吸収スペクトルのピークにおける波長は、１８８０ｎｍ付近である。なお、湿り蒸気においては、飽和蒸気の体積が飽和液の体積より非常に大きいため、圧力が一定であれば、飽和蒸気の吸光度は一定とみなすことができる。
　湿り蒸気の乾き度は、上記（２）式、（４）式及び（５）式から導かれる下記（６）式でも与えられる。
　　ｘ＝１／（１－ｋ＋（ｋ／ａvapor）×Ａ）　　　（６）
　モル吸光係数比ｋは定数である。上述したように、飽和蒸気の吸光度ａvaporは一定圧力下では一定とみなせるため、飽和蒸気の吸光度ａvaporは湿り蒸気の圧力から導くことができる。そのため、湿り蒸気の吸光度Ａを測定することにより、（６）式から湿り蒸気の乾き度ｘを算出することが可能である。
　図１に示す発光体１１は、例えば、測定管部２１の上面と対向しており、測定管部２１の上面に向けて、飽和溶液によって吸収される波長帯域を含む検査光を発する。検査光は、例えば、波長領域８００ないし２５００ｎｍの近赤外光である。検査光は、飽和液の吸収スペクトルのピーク波長を中心波長としてもよい。当該波長領域において、飽和蒸気と飽和液の吸収スペクトルは重なりあっている。発光体１１には、発光ダイオード等が使用可能である。
　発光体１１には検査光を測定管部２１の上面に伝搬する光導波路３１が接続されている。光導波路３１の端部と、測定管部２１の上面の外側表面と、の間に、コリメータレンズを配置してもよい。
　検査光は、測定管部２１の上面を経て測定管部２１内部に進入する。検査光は、例えば測定管部２１の底に向けて、重力方向と略平行に進行する。ただし、検査光が測定管部２１の下面上の飽和液の層状流又は波状流を横切ることができれば、検査光の進行方向は特に限定されない。ただし、検査光は、幅方向において、測定管部２１の中心付近を進行することが好ましい。
　発光体１１が発した検査光である近赤外光は、測定管部２１の内部において、湿り蒸気に含まれる飽和液によって吸収される。上述したように、湿り蒸気に含まれる飽和液は、乾き度が０から１に近づくにつれて減少する。したがって、測定管部２１内部の湿り蒸気の乾き度が０から１に近づくにつれて、湿り蒸気の吸光度は低下する傾向にある。
　測定管部２１の下面の外側表面には、測定管部２１内部を通過した検査光が進入する光導波路３２が接続されている。光導波路３２の端部は、光導波路３１の端部と対向している。なお、測定管部２１の下面の外側表面と、光導波路３２の端面と、の間に隙間を設けて、当該隙間に、光導波路３２に光を入射させるレンズを配置してもよい。
　光導波路３２は、測定管部２１内部の飽和液の層状流又は波状流を透過した検査光を、受光素子１２に導く。受光素子１２は、測定管部２１の下面と対向して配置されている。受光素子１２には、フォトダイオード等の光強度検出素子が使用可能である。
　光導波路３１、３２には、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ　ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））からなるプラスチック光ファイバ、及び石英ガラスからなるガラス光ファイバ等が使用可能であるが、発光体１１が発した検査光を伝搬可能であれば、これらに限定されない。
　第１の実施の形態に係る乾き度測定装置は、測定管部２１内の湿り蒸気の圧力を測定する圧力センサ１３をさらに備えていてもよい。ただし、圧力の情報は、測定管部２１の上流や下流から得てもよい。
　受光素子１２及び圧力センサ１３には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３００が接続されている。ＣＰＵ３００には、関係記憶部４０１を含むデータ記憶装置４００が接続されている。関係記憶部４０１は、例えば、上記（６）式のような、湿り蒸気の吸光度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係式を保存する。
　乾き度特定部３０１は、ＣＰＵ３００に含まれている。乾き度特定部３０１は、受光素子１２から、測定管部２１内部の湿り蒸気を透過した検査光の受光強度の測定値を受信する。また、乾き度特定部３０１は、圧力センサ１３から、測定管部２１内の湿り蒸気の圧力の測定値を受信する。
　乾き度特定部３０１は、受光素子１２が受光した検査光の強度に基づき、例えば上記（５）式に従って、測定管部２１内部の湿り蒸気の吸光度Ａを特定する。この場合、Ｉsteam0は湿り蒸気を透過する前の検査光の光強度を表し、Ｉsteam1は湿り蒸気を透過した後の検査光の光強度を表す。湿り蒸気を透過する前の発光体１１が発した検査光の光強度は、予め測定した定数を用いてもよい。
　また、乾き度特定部３０１は、圧力センサ１３から受信した測定管部２１内の湿り蒸気の圧力の測定値に基づき、圧力に依存する飽和蒸気の吸光度ａvaporを算出する。さらに、乾き度特定部３０１は、例えば上記（６）式に、測定管部２１内部の湿り蒸気の吸光度Ａの値と、飽和蒸気の吸光度ａvaporの値と、を代入し、測定管部２１内の湿り蒸気の乾き度ｘを算出する。ただし、圧力が一定であれば、飽和蒸気の吸光度ａvaporは一定であるとみなせるため、測定管部２１内の圧力が一定であれば、飽和蒸気の吸光度ａvaporに定数を用いてもよい。この場合、第１の実施の形態に係る乾き度測定装置は、圧力センサ１３を備えていなくてもよい。
　ＣＰＵ３００には、さらに入力装置３２１、出力装置３２２、プログラム記憶装置３２３、及び一時記憶装置３２４が接続される。入力装置３２１としては、スイッチ及びキーボード等が使用可能である。関係記憶部４０１に保存される関係式は、例えば、入力装置３２１を用いて入力される。出力装置３２２としては、光インジケータ、デジタルインジケータ、及び液晶表示装置等が使用可能である。出力装置３２２は、例えば、乾き度特定部３０１が特定した測定管部２１内部の湿り蒸気の乾き度の値を表示する。プログラム記憶装置３２３は、ＣＰＵ３００に接続された装置間のデータ送受信等をＣＰＵ３００に実行させるためのプログラムを保存している。一時記憶装置３２４は、ＣＰＵ３００の演算過程でのデータを一時的に保存する。
　ここで、仮に、図１８、図１９、図２０、及び図２１に示すように、下流管２２が、測定管部２１に対して、重力方向にオフセットされずに接続されると、図２１に示すように、断面形状が円形の下流管２２の最下部が、測定管部２１の下面と点接触する。そのため、測定管部２１から下流管２２への出口が狭いために、図２２に示すように、測定管部２１から下流管２２への飽和液の流入が滞ることがあり、上流管２０から流れてくる飽和液の量の変化に対する、測定管部２１内の飽和液の厚みの追随性が悪くなる傾向にある。
　これに対し、実施の形態に係る乾き度計において、図５に示すように、下流管２２が、測定管部２１に対して、重力方向にオフセットして接続されていると、図６に示すように、断面形状が円形の下流管２２の最下部が、測定管部２１の下面よりも下になる。そのため、図２３に示すように、測定管部２１から下流管２２への飽和液の流入が滞ることが抑制される。したがって、図２４に示すように、上流管２０から流れてくる飽和液の量の変化に対する、測定管部２１内の飽和液の厚みの追随性が良くなるため、図２４に示すように、乾き度の変化に対する時間追随性がよくなる。
　（第１の実施の形態の変形例）
　例えば、受光素子による受光強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係は、ボイラ等で湿り蒸気を加熱しながら、従来の乾き度測定方法で湿り蒸気の乾き度を測定し、あわせて湿り蒸気を透過した検査光の強度を測定することによって、予め取得してもよい。従来、種々の乾き度測定方法があるが、関係を取得する際には、それらのいずれかを単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。また、受光素子による受光強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係は、表として保存されてもよい。
　また、発光体が測定管部の下面と対向して配置され、発光体が測定管部の下面に向けて検査光を照射してもよい。この場合、受光素子が測定管部の上面と対向して配置されていてもよい。またあるいは、発光体及び受光素子の両方が測定管部の上面と対向して配置され、受光素子は、測定管部の下面で反射された検査光を受光してもよい。この場合、測定管部の下面上に、反射鏡が設けられていてもよい。さらにあるいは、発光体及び受光素子の両方が測定管部の下面と対向して配置され、受光素子は、測定管部の上面で反射された検査光を受光してもよい。この場合、測定管部の上面の内側に、反射鏡が設けられていてもよい。
　（第２の実施の形態）
　本発明の第２の実施の形態に係る湿り蒸気検査装置は、図２５に示すように、湿り蒸気が流れる上流管２０と、上流管２０に接続され、上流管２０を流れた湿り蒸気が流入する測定管部であって、平行な上面と下面とを有する測定管部２１と、測定管部２１に接続され、測定管部２１を流れた湿り蒸気が流入する下流管２２と、測定管部２１の内壁に向けて超音波を発し反射波を受信する超音波発生受信器５１、５２と、受信した超音波に基づき、湿り蒸気を検査する検査部３０２と、を備える。ここで、下流管２２が、測定管部２１の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている。
　第２の実施の形態に係る湿り蒸気検査装置は、超音波発生受信器５１、５２、及び検査部３０２と、を備える点で、第１の実施の形態に係る乾き度計とは異なる。超音波発生受信器５１は測定管部２１の上面と対向して配置されており、超音波発生受信器５２は測定管部２１の下面と対向して配置されている。しかし、第２の実施の形態に係る湿り蒸気検査装置の上流管２０、測定管部２１、及び下流管２２は、第１の実施の形態に係る乾き度計と同様である。検査部３０２は、超音波発生受信器５１、５２が超音波を発してから受信するまでの時間や超音波の強度の比等に基づいて、測定管部２１の下面上を流れる飽和液の厚みや、飽和蒸気の厚みに対する飽和液の厚みの割合を算出する。
　例えば、湿り蒸気検査装置において、幅方向における、上流管２０の中心と、測定管部２１の中心と、が、同一直線上にある。また、幅方向において、超音波が、測定管部２１の中心を通過することが好ましい。第１の実施の形態で説明したように、下流管２２が、測定管部２１の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されていることにより、第２の実施の形態に係る湿り蒸気検査装置によれば、上流管２０から流れてくる飽和液の厚みの変化を追随性よく検査することが可能となる。
　上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
　本発明の実施の形態に係る乾き度測定装置は、減圧弁による潜熱増加効果の可視化、最適ボイラ効率を得るための乾き度計測、水蒸気タービンの湿り損失計測、熱交換器の最適乾き度制御、製麺蒸し工程等の食品製造工程の制御、及び化学工程の制御等に利用可能である。
１１   発光体
１２   受光素子
１３   圧力センサ
２０   上流管
２１   測定管部
２２   下流管
３１、３２    光導波路
５１、５２    超音波発生受信器
３００ 中央演算処理装置
３０１ 乾き度特定部
３０２ 検査部
３２１ 入力装置
３２２ 出力装置
３２３ プログラム記憶装置
３２４ 一時記憶装置
４００ データ記憶装置
４０１ 関係記憶部

Claims (10)

  1. 　湿り蒸気が流れる上流管と、
    　前記上流管に接続され、前記上流管を流れた前記湿り蒸気が流入する測定管部であって、平行な上面と下面とを有する測定管部と、
    　前記測定管部に接続され、前記測定管部を流れた前記湿り蒸気が流入する下流管と、
    　前記測定管部内の前記湿り蒸気に検査光を照射する発光体と、
    　前記湿り蒸気を透過した前記検査光を受光する受光素子と、
    　前記湿り蒸気を透過した検査光の強度と、湿り蒸気の乾き度と、の関係を保存する関係記憶部と、
    　前記受光素子による前記検査光の強度の測定値と、前記関係と、に基づき、前記湿り蒸気の乾き度の値を特定する乾き度特定部と、
    　を備え、
    　前記下流管が、前記測定管部の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている、乾き度測定装置。
  2. 　幅方向において、前記上流管の中心と、前記測定管部の中心と、が、同一直線上にある、請求項１に記載の乾き度測定装置。
  3. 　幅方向において、前記検査光が、前記測定管部の中心を通過する、請求項１又は２に記載の乾き度測定装置。
  4. 　前記測定管部の上面と下面が、重力方向に対して垂直に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾き度測定装置。
  5. 　前記上流管が円管である、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾き度測定装置。
  6. 　前記下流管が円管である、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾き度測定装置。
  7. 　前記下流管の内径が前記上流管の内径よりも大きい、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾き度測定装置。
  8. 　前記発光体が、前記測定管部の上面に向けて前記検査光を照射し、前記受光素子が、前記測定管部の下面と対向して配置されている、請求項１に記載の乾き度測定装置。
  9. 　前記発光体が、前記測定管部の下面に向けて前記検査光を照射し、前記受光素子が、前記測定管部の上面と対向して配置されている、請求項１に記載の乾き度測定装置。
  10. 　湿り蒸気が流れる上流管と、
    　前記上流管に接続され、前記上流管を流れた前記湿り蒸気が流入する測定管部であって、平行な上面と下面とを有する測定管部と、
    　前記測定管部に接続され、前記測定管部を流れた前記湿り蒸気が流入する下流管と、
    　前記測定管部の内壁に向けて超音波を発し反射波を受信する超音波発生受信器と、
    　前記受信した超音波に基づき、前記湿り蒸気を検査する検査部と、
    　を備え、
    　前記下流管が、前記測定管部の下面に対して、重力方向にオフセットして接続されている、湿り蒸気検査装置。
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