WO2019065067A1 - 乾き度測定装置及び情報取得方法 - Google Patents

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WO2019065067A1
WO2019065067A1 PCT/JP2018/032186 JP2018032186W WO2019065067A1 WO 2019065067 A1 WO2019065067 A1 WO 2019065067A1 JP 2018032186 W JP2018032186 W JP 2018032186W WO 2019065067 A1 WO2019065067 A1 WO 2019065067A1
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vapor
steam
absorbance
light
pipe
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PCT/JP2018/032186
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English (en)
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泰明 松儀
康博 五所尾
志功 田邉
アレクサンダー レクラーク
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アズビル株式会社
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • 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
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    • G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content

Definitions

  • the present invention relates to a dryness measuring device and an information acquiring method for measuring dryness.
  • Patent Document 1 there is known a technique for measuring the dryness of vapor flowing through piping by light absorption of near infrared light (see, for example, Patent Document 1).
  • two light emitting elements are used to emit an inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid and a reference light having a wavelength not easily absorbed by the wet vapor. Then, the inspection light and the reference light are made to enter the inside of the pipe through the window provided on the side wall of the pipe, the inspection light and the reference light transmitted through the vapor flowing through the pipe are received, and the dryness is calculated based on the light. It is calculated.
  • the inspection light and the reference light (the inspection light and the reference light before transmitting the vapor flowing through the pipe) emitted by the two light emitting elements are monitored, and the dryness is corrected in consideration of the light, Even when the light emission intensities of the two light emitting elements change independently of the dryness, the dryness can be measured accurately.
  • steam includes wet steam and superheated steam, and it is general to use one of them depending on the purpose of use.
  • steam can easily change state due to pressure or temperature fluctuations. Therefore, grasping the state of the steam and controlling it to the desired state (standard state) leads to stable supply and utilization of the steam.
  • the difference between the temperature of the superheated steam and the saturation temperature at a certain pressure is called "superheat degree".
  • the degree of superheat is usually measured by measuring the pressure and temperature of steam, determining the saturation temperature at the pressure from the steam table, and determining the difference from the measured temperature.
  • the measurement object is limited to wet steam. Further, according to the technique disclosed in Patent Document 1, if the object to be measured exceeds the dryness 1 and becomes superheated steam, a numerical value other than 0 to 1 is calculated. Therefore, if the value is displayed or output as it is, the user may be confused or mistaken for a failure. Also, it is conceivable to always display 1 when the calculated value exceeds 1, but in this case, it is difficult for the user to notice that the steam is superheated. Therefore, when transitioning to superheated steam, it is desirable to be able to inform the user that it is superheated steam, and to be able to present the method if it is necessary to return to the reference state.
  • the present invention was made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a dryness measuring device capable of providing information on superheated steam when the steam to be measured is superheated steam.
  • the dryness measuring apparatus comprises an inspection light light emitting element which emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid, and a wavelength which is hardly absorbed by wet vapor with respect to the inspection light emitted by the inspection light light emitting element.
  • a reference light emitting element for emitting a reference light, a pipe through which vapor flows, a pipe through which the inspection light emitted by the inspection light emitting element and the reference light emitted by the reference light emitting element are transmitted, and the inspection light transmitted through the pipe
  • a light receiving element for receiving the reference light
  • a vapor temperature measuring unit for measuring the vapor temperature inside the pipe
  • the absorbance of the steam calculated by the absorbance calculation unit and the steam temperature measured by the steam temperature measurement unit And a superheated steam information acquisition unit for acquiring information on the steam.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a dryness measuring device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the dryness measuring device 1 measures the dryness z of the vapor (refrigerant etc.) flowing through the pipe 101.
  • the dryness measuring device 1 also has a function to acquire information (superheated steam information) about the steam, when the steam flowing through the pipe 101 is superheated steam. As shown in FIG.
  • the dryness measuring device 1 includes a pipe 101, a light emitting element (inspection light emitting element) 102, a light emitting element (reference light emitting element) 103, a drive circuit 104, an optical waveguide 105, an optical waveguide 106, Optical multiplexer 107, optical waveguide 108, optical waveguide 109, light receiving element 110, signal amplification separation circuit 111, temperature sensor (vapor temperature measuring unit) 112, data storage device 113, CPU 114, input device 115, output device 116, program storage A device 117 and a temporary storage device 118 are provided. Further, the data storage device 113 includes an operation information storage unit 1131. The CPU 114 further includes an absorbance calculation unit 1141, a vapor determination unit 1142, a dryness calculation unit 1143, a superheat calculation unit 1144, and a transition information acquisition unit 1145.
  • the pipe 101 is a pipe having heat resistance and through which steam flows.
  • the window 1011 and the window 1012 are provided in the side wall of the piping 101 shown in FIG.
  • the window 1011 and the window 1012 are disposed to face each other.
  • the window 1011 and the window 1012 are, for example, sight glass made of heat-resistant glass having light transmittance.
  • the flow mode of the vapor which the dryness measuring apparatus 1 makes a measurement object is laminar flow and wavy flow, when piping 101 is horizontal arrangement, and when piping 101 is vertical arrangement, it is annular flow. The following description is given on the assumption that the pipe 101 is arranged horizontally, but the same applies to the case where the pipe 101 is arranged vertically.
  • the light emitting element 102 emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid.
  • the inspection light is pulsed light.
  • a light emitting diode or the like can be used as the light emitting element 102.
  • the light emitting element 103 emits reference light having a wavelength that is difficult to be absorbed by the wet vapor with respect to the inspection light emitted by the light emitting element 102.
  • the reference light is pulsed light.
  • the light emitting element 103 is disposed around the light emitting element 102.
  • a light emitting diode or the like can be used as the light emitting element 103.
  • the distance between the pipe 101 and the light emitting element 102 and the light emitting element 103 is set to be within a certain range.
  • the predetermined range is a range in which the ambient temperature TL of the light emitting element 102 and the light emitting element 103 changes with the vapor temperature T s inside the pipe 101.
  • the driver circuit 104 drives the light emitting element 102 and the light emitting element 103. Further, the drive circuit 104 outputs, to the signal amplification and separation circuit 111, a synchronization signal for separating a signal indicating the light intensity of the inspection light and a signal indicating the light intensity of the reference light. As the drive circuit 104, a constant current drive circuit or a constant voltage drive circuit can be used. Further, as shown in FIG. 1, the drive circuit 104 has a temperature sensor (an ambient temperature measurement unit) 1041. The temperature sensor 1041 measures the ambient temperature T L of the light emitting element 102 and the light emitting element 103.
  • the optical waveguide 105 propagates the inspection light emitted by the light emitting element 102 to the optical multiplexer 107.
  • One end of the optical waveguide 105 is disposed to face the output portion of the light emitting element 102, and the other end is disposed to face the input portion of the optical multiplexer 107.
  • the optical waveguide 106 propagates the reference light emitted by the light emitting element 103 to the optical multiplexer 107.
  • One end of the optical waveguide 106 is disposed to face the output portion of the light emitting element 103, and the other end is disposed to face the input portion of the optical multiplexer 107.
  • the optical coupler 107 couples the inspection light propagated by the optical waveguide 105 and the reference light propagated by the optical waveguide 106.
  • the optical waveguide 108 propagates the light (inspection light and reference light) multiplexed by the optical multiplexer 107 to the pipe 101.
  • One end of the optical waveguide 108 is disposed opposite to the output portion of the optical multiplexer 107, and the other end is disposed opposite to the outer surface of the window 1011 provided in the pipe 101.
  • a collimator lens may be disposed between the other end of the light guide 108 and the outer surface of the window 1011.
  • One end of the optical waveguide 109 is disposed opposite to the other end of the optical waveguide 108 via the pipe 101, and the light from the inside of the pipe 101 is propagated to the light receiving element 110.
  • One end of the optical waveguide 109 is disposed to face the outer surface of the window 1012 provided in the pipe 101, and the other end is disposed to face the input portion of the light receiving element 110.
  • a lens may be disposed between the one end of the optical waveguide 109 and the outer surface of the window 1012 to make the light from the inside of the pipe 101 incident on the optical waveguide 109.
  • the optical waveguide 105, the optical waveguide 106, the optical waveguide 108, and the optical waveguide 109 are made of a single core optical fiber made of plastic such as polymethyl methacrylate resin (PMMA: Polymethyl Methacrylate) or glass such as quartz glass.
  • PMMA Polymethyl Methacrylate resin
  • glass such as quartz glass.
  • a single core optical fiber etc. can be used, as long as light can be propagated, it is good and it is not limited to these.
  • the light receiving element 110 receives the light (the inspection light and the reference light) propagated by the optical waveguide 109. Then, the light receiving element 110 outputs a signal according to the light intensity of the received light.
  • a light intensity detecting element such as a photodiode can be used.
  • the signal amplification and separation circuit 111 amplifies the signal output from the light receiving element 110, and based on the synchronization signal from the drive circuit 104, indicates the signal indicating the light intensity of the detection light and the light intensity of the reference light based on the synchronization signal. Separate to the signal.
  • the signals separated by the signal amplification and separation circuit 111 are output to the CPU 114.
  • the temperature sensor 112 measures the vapor temperature T s inside the pipe 101.
  • the calculation information storage unit 1131 stores information used in calculations performed by the CPU 114.
  • the calculation information storage unit 1131 for example, information indicating the relationship between the absorbance A s and the dryness z steam, the function f (T L for correcting the variation of the emission intensity of the light emitting element 102 and the light emitting element 103, T information indicating s), information indicating the saturation temperature T sat and function showing the relationship between the pressure P of the steam f (P), and the relationship between the pressure P and the steam temperature T s and the absorbance a s of the vapor of the vapor Information indicating a function f (T s , A s ) to be indicated is stored.
  • Absorbance calculation section 1141 based on the light received by the light receiving element 110, and calculates the absorbance A s of the steam flowing through the pipe 101.
  • Vapor determining unit 1142 the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141 is compared with the absorbance a Vapor saturated vapor of the vapor, either steam flowing through the pipe 101 is wet steam or superheated steam Determine if there is.
  • the vapor determining unit 1142 when the absorbance A s of the vapor is the absorbance a Vapor or more saturated steam (A s ⁇ a vapor), it is determined that the steam flowing through the pipe 101 is humid steam.
  • the vapor determining unit 1142 when the absorbance A s of the vapor is less than the absorbance a Vapor saturated steam (A s ⁇ a vapor), it is determined that the steam flowing through the pipe 101 is superheated steam.
  • the dryness calculating unit 1143 calculates the dryness z of the steam. At this time, the dryness degree calculation unit 1143, the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, around measured by the temperature sensor 1041 temperature T L, and the steam temperature T s which is measured by the temperature sensor 112 Based on the degree of dryness z of the steam flowing through the pipe 101 is calculated.
  • the superheat degree calculation unit 1144 calculates the superheat degree s of the steam. At this time, the superheat degree calculating unit 1144, the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, and, based on the steam temperature T s which is measured by the temperature sensor 112, the superheat s of steam flowing through the pipe 101 Calculate
  • the transition information acquisition unit 1145 acquires information (transition information) on the state transition of the steam.
  • the state of the steam just before changing to the state of the steam of ideal dryness z or superheated steam etc. are employable as a reference
  • superheat degree calculator 1144 and the transition information obtaining unit 1145 when the steam flowing through the pipe 101 by the steam determining unit 1142 is determined to be superheated steam, the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141 And, based on the steam temperature T s measured by the temperature sensor 112, a superheated steam information acquisition unit for acquiring information (superheated steam information) related to the steam is configured.
  • the superheated steam information acquisition unit includes both of the superheat degree calculation unit 1144 and the transition information acquisition unit 1145 has been described above.
  • the superheated steam information acquisition unit may have only one of the superheat degree calculation unit 1144 and the transition information acquisition unit 1145.
  • the input device 115 receives user input of the information stored in the operation information storage unit 1131.
  • the input device 115 a switch, a keyboard and the like can be used.
  • the output device 116 outputs the information indicating the dryness z calculated by the dryness calculating unit 1143 and the overheated steam information acquired by the overheated steam information acquiring unit.
  • As the output device 116 a light indicator, a digital indicator, a liquid crystal display device or the like can be used.
  • the program storage device 117 stores a program for causing the CPU 114 to execute transmission and reception of data between devices connected to the CPU 114.
  • the temporary storage device 118 temporarily stores data in the calculation process of the CPU 114.
  • k represents a molar extinction coefficient ratio.
  • k e e vapor / e water (3)
  • e vapor represents the absorption coefficient of saturated vapor in the vapor
  • e water represents the absorption coefficient of saturated liquid in the vapor.
  • the absorbance A s of the vapor is given by the sum of the absorbance a water saturated solution of absorbance a Vapor and vapor of the saturated vapor in the vapor.
  • a s a vapor + a water (4)
  • the absorbance A s ' of the vapor is, according to Lambert-Beer's law, as shown in the following equation (5), the vapor is transmitted to the light intensity I steam0 of the inspection light before or in the absence of the vapor. It is given by the logarithm of the ratio of the light intensity I steam1 of the inspection light after the test.
  • a s ' -ln (I steam 1 / I steam 0 ) (5)
  • the absorption spectrum 302 of the saturated liquid in the vapor changes.
  • the content of the saturated liquid in the vapor as dryness of z varies toward 0 to 1 due to the reduced, also reduced the absorbance A s of the vapor at the peak wavelength of the absorption spectrum 302 of saturated liquid.
  • symbol 303 has shown the absorption spectrum of the vapor
  • the peak wavelength of the absorption spectrum 302 of the saturated liquid is around 1880 nm. In wet steam, the volume of saturated steam is much larger than the volume of saturated liquid.
  • the absorbance a vapor of saturated vapor can be regarded as constant, and the absorbance a vapor of saturated vapor can be derived from the vapor temperature T s (or pressure P) it can.
  • the absorbance A r of was calculated using the reference beam 306 vapor, to correct the loss of the inspection light 304 due to contamination or the like of the reflection, scattering and refraction, as well as the window 1011 and window 1012.
  • light 307 indicates light of the reference light 306 that is reflected, scattered, refracted, or the like by the laminar flow or wavy flow of the saturated liquid inside the pipe 101.
  • the widths of the lights 304 to 307 indicate the intensity of the light intensity.
  • the absorbance A r of the steam by the Lambert-Beer law, as in the following equation (6), the reference light in the absence of a prior or vapor passes through the vapor to light intensity I ref0, steam It is given by the logarithm of the ratio of the light intensity I ref1 of the reference light after transmission.
  • a r -ln (I ref1 / I ref0) (6)
  • the absorbance A s of the vapor when the absorbance A s of the vapor is the absorbance a Vapor more saturated vapor of the vapor can be determined that the steam flowing through the pipe 101 is humid steam.
  • the absorbance A s of the vapor when the absorbance A s of the vapor is less than the absorbance a Vapor saturated vapor of the vapor can be determined that the steam flowing through the pipe 101 is superheated steam.
  • the dryness z is also derived
  • z 1 / (1 ⁇ k + (k / a vapor ) ⁇ A s ⁇ f (T L , T s ))
  • f (T L , T s ) is a function having the ambient temperature T L and the vapor temperature T s as variables, and corrects the change in the light emission intensity of the light emitting element 102 and the light emitting element 103.
  • Is a function for The function f (T L , T s ) can be obtained in advance by measuring the light emission intensities of the light emitting element 102 and the light emitting element 103 while changing the ambient temperature T L and the vapor temperature T s .
  • molar extinction coefficient ratio k is a constant. Also, as described above, since the absorbance a vapor of saturated vapor can be regarded as constant under a constant vapor temperature T s (or constant pressure P), the absorbance a vapor of a saturated vapor is a vapor temperature T s (or pressure P Can be derived from Therefore, by calculating the vapor absorbance A s and function f (T L, T s), it can be calculated dryness of z from Equation (8).
  • the saturation temperature T sat can be determined from the steam table or using the function f (P) created from the steam table as in the following equation (10).
  • T sat f (P) (10)
  • the pressure P should be determined from the vapor table or using the function f (T s , A s ) prepared from the vapor table as in the following equation (11)
  • Can. P f (T s , A s ) (11) Therefore, the degree of superheat s can be calculated from the equation (9) by acquiring the steam temperature T s and the calculated saturation temperature T sat .
  • the light emitting element 102 emits inspection light having a wavelength absorbed by the saturated liquid (step ST401).
  • the inspection light emitted by the light emitting element 102 propagates to the optical multiplexer 107 via the optical waveguide 105.
  • the inspection light emitted by the light emitting element 102 is, for example, near infrared light in a wavelength range of 800 to 2500 nm.
  • the central wavelength of the inspection light 304 may be set as the peak wavelength (around 1880 nm) of the absorption spectrum 302 of the saturated liquid.
  • the light emitting element 103 emits reference light having a wavelength that is not easily absorbed by the wet vapor with respect to the inspection light emitted by the light emitting element 102 (step ST402).
  • the reference light emitted by the light emitting element 103 propagates to the optical multiplexer 107 via the optical waveguide 106.
  • the wavelength which is difficult to be absorbed by the wet steam is, for example, a wavelength less than 1300 nm (see FIG. 3).
  • driving of the light emitting element 102 and the light emitting element 103 is controlled by the drive circuit 104. Further, the drive circuit 104 outputs, to the signal amplification and separation circuit 111, a synchronization signal for separating a signal indicating the light intensity of the inspection light and a signal indicating the light intensity of the reference light.
  • the optical multiplexer 107 multiplexes the inspection light propagated by the optical waveguide 105 and the reference light propagated by the optical waveguide 106 (step ST403).
  • the light (inspection light and reference light) multiplexed by the optical multiplexer 107 enters the inside of the pipe 101 through the optical waveguide 108, transmits the vapor flowing through the pipe 101, and is received through the optical waveguide 109. It propagates to the element 110.
  • the inspection light contained in the light emitted from the other end of the optical waveguide 108 is absorbed by the saturated liquid in the vapor inside the pipe 101.
  • saturated liquid in the vapor decreases as the dryness z approaches 0 to 1. Therefore, as the dryness fraction z approaches from 0 to 1, the absorbance A s of the vapor tends to decrease.
  • the loss amount of the inspection light due to the reflection, scattering and refraction, and the contamination of the window 1011 and the window 1012 is substantially the same as the loss amount of the reference light.
  • the light receiving element 110 receives the light (inspection light and reference light) propagated by the optical waveguide 109 (step ST404). Then, the light receiving element 110 outputs a signal according to the light intensity of the received light. Then, the signal amplification and separation circuit 111 amplifies the signal output from the light receiving element 110, and based on the synchronization signal from the drive circuit 104, the amplified signal is a signal indicating the light intensity of the detection light and the light intensity of the reference light And a signal indicating
  • the temperature sensor 1041 also measures the ambient temperature TL of the light emitting element 102 and the light emitting element 103 (step ST405).
  • the temperature sensor 112 measures the steam temperature T s of the inner pipe 101 (step ST 406).
  • the absorbance calculation section 1141 based on the light received by the light receiving element 110, and calculates the absorbance A s of the steam flowing through the pipe 101 (step ST 407).
  • the absorbance calculation unit 1141 first receives a signal indicating the light intensity I steam1 (measured value) of the inspection light received by the light receiving element 110 from the signal amplification and separation circuit 111 and the light intensity I ref1 (measured value) Receive a signal indicating). Next, based on the light intensity I steam1 of the inspection light, the absorbance calculation unit 1141 calculates the absorbance A s ' of the vapor, for example, according to Formula (5). In addition, the light intensity I steam0 of the inspection light before the vapor
  • the absorbance calculation section 1141 based on the reference light intensity I ref1, for example in accordance with Equation (6), to calculate the absorbance A r of the steam.
  • the light intensity I ref0 of the reference light before transmitting the vapor or when the vapor does not flow in the pipe 101 may use a value measured in advance as a constant.
  • the absorbance calculation section 1141 for example, according to Equation (7), by subtracting the absorbance A r of the steam from the absorbance A s' of the calculated vapor was calculated using the reference light using the inspection light, to calculate the absorbance a s.
  • the vapor determining unit 1142 the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141 determines whether there are absorbance a Vapor more saturated vapor in the vapor (step ST 408).
  • the absorbance a vapor of saturated vapor is derived from the vapor temperature T s .
  • step ST 408 when the vapor determining unit 1142 determines that the absorbance A s of the vapor is the absorbance a Vapor more saturated steam, steam flowing through the pipe 101 is determined to be wet steam, the sequence step It transfers to ST409.
  • the vapor determining unit 1142 determines that the absorbance A s of the vapor is less than the absorbance a Vapor saturated steam, when steam flowing through the pipe 101 is determined to be superheated steam, the sequence It transfers to step ST410.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vapor temperature T s and the absorbance A s of the vapor.
  • the area above the curve 501 is the area of wet steam
  • the area below the curve 501 is the area of superheated steam.
  • absorbance A s of the vapor is the absorbance a Vapor more saturated vapor of the steam for
  • the Steam is wet steam.
  • the steam flowing through the pipe 101 is in a state 503
  • absorbance A s of the vapor is the absorbance a less vapor saturated vapor of the steam for
  • the steam is superheated steam.
  • step ST 409 the dryness calculating unit 1143, the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, the ambient temperature T L measured by the temperature sensor 1041, and, steam measured by the temperature sensor 112 the temperature T s
  • the dryness z of the steam flowing through the pipe 101 is calculated on the basis of.
  • the dryness degree calculation unit 1143 firstly, the absorbance calculation section 1141 receives the information indicating the absorbance A s of steam. Also, the dryness calculating unit 1143 receives information indicating the ambient temperature T L (measured value) from the temperature sensor 1041. Further, the dryness calculating unit 1143 receives information indicating the vapor temperature T s (measured value) from the temperature sensor 112.
  • the dryness calculating unit 1143 calculates a function f (T L , T S ) based on the ambient temperature T L and the vapor temperature T s .
  • the dryness calculating unit 1143 for example, with respect to formula (8), the value of the absorbance A s of steam, calculated function f (T L, T s) by substituting the value of the dryness fraction z calculate.
  • the absorbance a vapor of the saturated vapor in the equation (8) is derived from the vapor temperature T s .
  • step ST 410 the superheat degree calculator 1144, the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, and, based on the steam temperature T s which is measured by the temperature sensor 112, the steam flowing through the pipe 101 Calculate the degree of superheat s.
  • the superheat degree calculating unit 1144 firstly, the absorbance calculation section 1141 receives the information indicating the absorbance A s of steam. Further, the degree of superheat calculation unit 1144 receives information indicating the steam temperature T s (measured value) from the temperature sensor 112.
  • the superheat degree calculating unit 1144 calculates the saturation temperature T sat by calculating the function f (P) from the steam table or according to, for example, equation (10) based on the pressure P.
  • the arrows in FIG. 5 indicate the calculation of the saturation temperature T sat when the steam is in the state 503 (superheated steam).
  • the degree of superheat calculation unit 1144 calculates the degree of superheat s by substituting the value of the steam temperature T s and the calculated value of the saturation temperature T sat into, for example, the equation (9).
  • transition information obtaining unit 1145 the absorbance A s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, and, based on the steam temperature T s which is measured by the temperature sensor 112, on the state transition of the steam flowing through a pipe 101 (Transition information) is acquired (step ST411).
  • the transition information obtaining unit 1145 first, the absorbance calculation section 1141 receives the information indicating the absorbance A s of steam.
  • the transition information acquisition unit 1145 also receives information indicating the vapor temperature T s (measured value) from the temperature sensor 112.
  • the transition information obtaining unit 1145 based on the absorbance A s and steam temperature T s of the vapor, the function f (T s, A s) of the calculated or according example wherein the steam table (11), the pressure P Calculate Next, based on the steam temperature T s and the pressure P, the transition information acquisition unit 1145 changes the steam flowing in the pipe 101 from the reference state to the superheated steam by the change of the pressure P or the change of the steam temperature T s Get information that indicates
  • Figure 6 is similar to FIG. 5 is a graph showing the relationship between the absorbance A s of steam temperature T s and steam.
  • FIG. 6 it is assumed that the vapor which is the reference state 601 has transitioned to the state 602 or the state 603.
  • the vapor transits to the superheated vapor by being decompressed from the reference state 601
  • the state 603 the vapor transits to the superheated vapor by the heat being applied from the reference state 601. ing.
  • the transition information acquisition unit 1145 detects the cause of the state transition to the superheated steam as described above. Then, when the user returns the vapor from the state 602 or the state 603 to the reference state 601, the user performs control of applying pressure when the vapor is in the state 602 and cooling when the vapor is in the state 603.
  • the vapor to be measured is limited to wet vapor.
  • the dryness measuring device determines whether the superheated steam is steam humid steam by comparing the absorbance A s of steam and the absorbance a Vapor saturated steam, superheated In the case of steam, information on the superheated steam is obtained. This makes it possible to notify the user that the steam to be measured is superheated steam, and to present information on the superheated steam. Moreover, when presenting transition state information as information regarding superheated steam, it becomes possible to present information for returning to the reference state.
  • FIG. 1 shows the case where the pipe 101 is provided with the light transmitting window 1011 and the other end of the optical waveguide 108 is disposed opposite to the outer surface of the window 1011.
  • the pipe 101 may not have the window 1011, and the other end of the optical waveguide 108 may penetrate through the side wall of the pipe 101.
  • FIG. 1 shows the case where the other end of the optical waveguide 108 is disposed to face the outer surface of the window 1011, the present invention is not limited to this.
  • the optical waveguide 108 is not used, and the output portion of the optical multiplexer 107 is the window 1011. It may be disposed opposite to the outer surface.
  • FIG. 1 shows the case where the pipe 101 is provided with the light transmitting window 1012 and one end of the optical waveguide 109 is disposed opposite to the outer surface of the window 1012.
  • the pipe 101 may not have the window 1012, and one end of the optical waveguide 109 may penetrate the side wall of the pipe 101.
  • FIG. 1 shows the case where one end of the optical waveguide 109 is disposed opposite to the outer surface of the window 1012, the present invention is not limited to this.
  • the optical waveguide 109 is not used, and the input portion of the light receiving element 110 is on the outer surface of the window 1012. It may be arranged oppositely.
  • FIG. 1 shows the configuration of the transmission type in which the optical waveguide 108 and the optical waveguide 109 are disposed to face each other
  • the present invention is not limited to this, and may be configured to be a reflection type.
  • a reflection plate is disposed on the inner surface of the side wall of the pipe 101 facing the window 1011.
  • one end of the optical waveguide 109 is disposed to face the outer surface of the window 1011.
  • the light propagated inside the pipe 101 by the optical waveguide 108 travels inside the pipe 101, is reflected by the reflection plate, and is propagated to the light receiving element 110 by the optical waveguide 109.
  • the structure and calculation method for calculating the absorbance A s and the dryness z vapor indicated above is an example, have any configuration and calculation method if calculates absorbance A s and the dryness z steam
  • the configuration and calculation method disclosed in Patent Document 1 may be used.
  • the light emitting element 102 emits test light having a wavelength absorbed by the saturated liquid, and the test light emitted by the light emitting element 102 is absorbed by wet vapor.
  • the steam determination unit 1142 determines whether the steam flowing
  • the absorbance a s of the steam which is calculated by the absorbance calculation section 1141, and, based on the steam temperature T s which is measured by the temperature sensor 112, and the superheated steam information acquisition unit that acquires information regarding the superheated steam Since it is provided, when the steam to be measured is superheated steam, it is possible to provide information on the superheated steam.
  • the dryness measuring apparatus can provide information on the superheated steam, and is suitable for use in the dryness measuring apparatus or the like for measuring the dryness.
  • Dryness measuring device 101 Piping 102 Light emitting element (inspection light emitting element) 103 Light Emitting Element (Reference Light Emitting Element) 104 Drive circuit 105 Optical waveguide 106 Optical waveguide 107 Optical coupler 108 Optical waveguide 109 Optical waveguide 110 Optical receiving element 111 Signal amplification separation circuit 112 Temperature sensor (vapor temperature measuring unit) 113 Data Storage 114 CPU 115 input device 116 output device 117 program storage device 118 temporary storage device 1011 window 1012 window 1041 temperature sensor (ambient temperature measurement unit) 1131 Calculation information storage unit 1141 Absorbance calculation unit 1142 Vapor determination unit 1143 Dryness calculation unit 1144 Superheat degree calculation unit 1145 Transition information acquisition unit

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Abstract

飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する発光素子（１０２）と、湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する発光素子（１０３）と、蒸気が流れ、検査光及び参照光が透過する配管（１０１）と、配管（１０１）を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子（１１０）と、配管（１０１）の内部の蒸気温度Ｔｓを測定する温度センサ（１１２）と、受光された検査光及び参照光から蒸気の吸光度Ａｓを算出する吸光度算出部（１１４１）と、蒸気の吸光度Ａｓを飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒと比較し、蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れかを判定する蒸気判定部（１１４２）と、蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、蒸気の吸光度Ａｓ及び蒸気温度Ｔｓから当該蒸気に関する情報を取得する過熱蒸気情報取得部とを備えた。

Description

乾き度測定装置及び情報取得方法
　この発明は、乾き度を測定する乾き度測定装置及び情報取得方法に関する。
　従来から、近赤外光の光吸収により配管を流れる蒸気の乾き度を測定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、２つの発光素子を用いて、飽和液で吸収される波長を有する検査光と、湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光とを発光している。そして、配管の側壁に設けられた窓を介して検査光及び参照光を配管の内部に進入させ、配管を流れる蒸気を透過した検査光及び参照光を受光し、その光に基づいて乾き度を算出している。ここで、参照光を用いることで、配管の内部での反射、散乱及び屈折並びに配管の側壁に設けられた窓の汚れ等による検査光の損失を補正できる。
　また、上記２つの発光素子により発光された検査光及び参照光（配管を流れる蒸気を透過する前の検査光及び参照光）をモニタし、その光も考慮して乾き度を補正することで、乾き度とは無関係に２つの発光素子の発光強度が変化した場合でも、乾き度を正確に測定可能となる。
特開２０１６－１５１５７２号公報
　一方、図７に示すように、蒸気には湿り蒸気と過熱蒸気とがあり、使用目的によってどちらかを使い分けることが一般的である。しかしながら、蒸気はその圧力又は温度の変動によって容易に状態が変化してしまう。そのため、蒸気の状態を把握し、あるべき状態（基準状態）に制御することは蒸気の安定的な供給及び利用につながる。
　一般的に、ある圧力における過熱蒸気の温度と飽和温度との差を「過熱度」という。この過熱度は、通常、蒸気の圧力及び温度を測定し、その圧力での飽和温度を蒸気表から求め、測定した温度との差を求めることで測定される。
　一方、特許文献１に開示された技術では、測定対象が湿り蒸気に限定されている。また、特許文献１に開示された技術では、もし測定対象が乾き度１を超えて過熱蒸気になった場合には、０～１ではない数値が計算される。そのため、その値をそのまま表示又は出力すると、ユーザを混乱させたり故障と間違えてしまう可能性がある。また、計算値が１を超えた場合は常に１を表示させる方法も考えられるが、この場合は、ユーザは過熱蒸気になっていることに気づくことが困難となる。
　したがって、過熱蒸気に遷移した場合は、過熱蒸気であることをユーザに知らせ、さらに、基準状態に戻す必要がある場合にはその方法を提示できることが望ましい。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、測定対象である蒸気が過熱蒸気である場合に、過熱蒸気に関する情報を提供可能な乾き度測定装置を提供することを目的としている。
　この発明に係る乾き度測定装置は、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する検査光発光素子と、検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、蒸気が流れ、検査光発光素子により発光された検査光及び参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、配管の内部の蒸気温度を測定する蒸気温度測定部と、受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度を当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度と比較することで、配管を流れる蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れであるかを判定する蒸気判定部と、蒸気判定部により配管を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、当該蒸気に関する情報を取得する過熱蒸気情報取得部とを備えたことを特徴とする。
　この発明によれば、上記のように構成したので、測定対象である蒸気が過熱蒸気である場合に、過熱蒸気に関する情報を提供可能となる。
この発明の実施の形態１に係る乾き度測定装置の構成例を示す模式図である。 標準大気圧における水の状態変化を示すグラフである。 飽和蒸気及び飽和液の吸光スペクトルと乾き度との関係の一例を示すグラフである。 この発明の実施の形態１に係る乾き度測定装置の動作例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１における蒸気判定部の動作を説明する図であり、蒸気温度と蒸気の吸光度との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態１における遷移情報取得部の動作を説明する図であり、蒸気温度と蒸気の吸光度との関係を示すグラフである。 湿り蒸気及び過熱蒸気を説明する図である。
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係る乾き度測定装置１の構成例を示す模式図である。
　乾き度測定装置１は、配管１０１を流れる蒸気（冷媒等）の乾き度ｚを測定する。また、乾き度測定装置１は、配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気である場合には、当該蒸気に関する情報（過熱蒸気情報）を取得する機能も有している。この乾き度測定装置１は、図１に示すように、配管１０１、発光素子（検査光発光素子）１０２、発光素子（参照光発光素子）１０３、駆動回路１０４、光導波路１０５、光導波路１０６、光合波器１０７、光導波路１０８、光導波路１０９、受光素子１１０、信号増幅分離回路１１１、温度センサ（蒸気温度測定部）１１２、データ記憶装置１１３、ＣＰＵ１１４、入力装置１１５、出力装置１１６、プログラム記憶装置１１７及び一時記憶装置１１８を備えている。また、データ記憶装置１１３は、演算情報記憶部１１３１を有している。また、ＣＰＵ１１４は、吸光度算出部１１４１、蒸気判定部１１４２、乾き度算出部１１４３、過熱度算出部１１４４及び遷移情報取得部１１４５を有している。
　配管１０１は、耐熱性を有し、蒸気が流れる配管である。また、図１に示す配管１０１の側壁には、窓１０１１及び窓１０１２が設けられている。窓１０１１及び窓１０１２は対向配置されている。この窓１０１１及び窓１０１２は、例えば光透過性を有する耐熱ガラスから構成されたサイトグラスである。
　なお、乾き度測定装置１が測定対象としている蒸気の流動様式は、配管１０１が水平配置の場合には層状流及び波状流であり、配管１０１が垂直配置の場合には環状流である。以下では、配管１０１が水平配置の場合を想定して説明を行うが、配管１０１が垂直配置の場合についても同様である。
　発光素子１０２は、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する。なお、検査光はパルス光である。発光素子１０２としては発光ダイオード等が使用可能である。
　発光素子１０３は、発光素子１０２により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する。なお、参照光はパルス光である。また、発光素子１０３は、発光素子１０２の周辺に配置される。発光素子１０３としては発光ダイオード等が使用可能である。
　なお、配管１０１と発光素子１０２及び発光素子１０３との間の距離は、一定の範囲内となるように設定されている。上記一定の範囲とは、発光素子１０２及び発光素子１０３の周辺温度ＴＬが、配管１０１の内部の蒸気温度Ｔｓに伴って変化する範囲である。
　駆動回路１０４は、発光素子１０２及び発光素子１０３を駆動する。また、駆動回路１０４は、信号増幅分離回路１１１に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。この駆動回路１０４としては定電流駆動回路又は定電圧駆動回路等が使用可能である。
　また、駆動回路１０４は、図１に示すように、温度センサ（周辺温度測定部）１０４１を有している。温度センサ１０４１は、発光素子１０２及び発光素子１０３の周辺温度ＴＬを測定する。
　光導波路１０５は、発光素子１０２により発光された検査光を光合波器１０７に伝搬する。光導波路１０５は、一端が発光素子１０２の出力部に対向配置され、他端が光合波器１０７の入力部に対向配置されている。
　光導波路１０６は、発光素子１０３により発光された参照光を光合波器１０７に伝搬する。光導波路１０６は、一端が発光素子１０３の出力部に対向配置され、他端が光合波器１０７の入力部に対向配置されている。
　光合波器１０７は、光導波路１０５により伝搬された検査光と光導波路１０６により伝搬された参照光とを合波する。
　光導波路１０８は、光合波器１０７により合波された光（検査光及び参照光）を配管１０１に伝搬する。光導波路１０８は、一端が光合波器１０７の出力部に対向配置され、他端が配管１０１に設けられた窓１０１１の外面に対向配置されている。また、光導波路１０８の他端と窓１０１１の外面との間に、コリメータレンズを配置してもよい。
　光導波路１０９は、一端が配管１０１を介して光導波路１０８の他端に対向配置され、配管１０１の内部からの光を受光素子１１０に伝搬する。光導波路１０９は、一端が配管１０１に設けられた窓１０１２の外面に対向配置され、他端が受光素子１１０の入力部に対向配置されている。また、光導波路１０９の一端と窓１０１２の外面との間に、光導波路１０９に配管１０１の内部からの光を入射させるレンズを配置してもよい。
　なお、光導波路１０５、光導波路１０６、光導波路１０８及び光導波路１０９としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ　Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等のプラスチックから成るシングルコア光ファイバ、又は、石英ガラス等のガラスから成るシングルコア光ファイバ等が使用可能であるが、光を伝搬可能であればよく、これらに限定されない。
　受光素子１１０は、光導波路１０９により伝搬された光（検査光及び参照光）を受光する。そして、受光素子１１０は、受光した光の光強度に応じた信号を出力する。受光素子１１０として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。
　信号増幅分離回路１１１は、受光素子１１０により出力された信号を増幅し、駆動回路１０４からの同期信号に基づいて、増幅した信号を検出光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とに分離する。この信号増幅分離回路１１１により分離された各信号はＣＰＵ１１４に出力される。
　温度センサ１１２は、配管１０１の内部の蒸気温度Ｔｓを測定する。
　演算情報記憶部１１３１は、ＣＰＵ１１４で実施される演算で用いられる情報を記憶する。演算情報記憶部１１３１には、例えば、蒸気の吸光度Ａｓと乾き度ｚとの関係を示す情報、発光素子１０２及び発光素子１０３の発光強度の変化を補正するための関数ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）を示す情報、飽和温度Ｔｓａｔと蒸気の圧力Ｐとの関係を示す関数ｆ（Ｐ）を示す情報、及び、蒸気の圧力Ｐと蒸気温度Ｔｓ及び蒸気の吸光度Ａｓとの関係を示す関数ｆ（Ｔｓ，Ａｓ）を示す情報等が記憶される。
　吸光度算出部１１４１は、受光素子１１０により受光された光に基づいて、配管１０１を流れる蒸気の吸光度Ａｓを算出する。
　蒸気判定部１１４２は、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓを当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒと比較することで、配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れであるかを判定する。この際、蒸気判定部１１４２は、蒸気の吸光度Ａｓが飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ以上である場合（Ａｓ≧ａｖａｐｏｒ）には、配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気であると判定する。一方、蒸気判定部１１４２は、蒸気の吸光度Ａｓが飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ未満である場合（Ａｓ＜ａｖａｐｏｒ）には、配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定する。
　乾き度算出部１１４３は、蒸気判定部１１４２により配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気であると判定された場合に、当該蒸気の乾き度ｚを算出する。この際、乾き度算出部１１４３は、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、温度センサ１０４１により測定された周辺温度ＴＬ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気の乾き度ｚを算出する。
　過熱度算出部１１４４は、蒸気判定部１１４２により配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、当該蒸気の過熱度ｓを算出する。この際、過熱度算出部１１４４は、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気の過熱度ｓを算出する。
　遷移情報取得部１１４５は、蒸気判定部１１４２により配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、当該蒸気の状態遷移に関する情報（遷移情報）を取得する。この際、遷移情報取得部１１４５は、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気が基準状態から圧力Ｐの変動又は蒸気温度Ｔｓの変動の何れにより過熱蒸気に遷移したのかを示す情報を取得する。なお、基準状態としては、理想的な乾き度ｚの蒸気の状態又は過熱蒸気に推移する直前の蒸気の状態等が採用できる。
　なお、過熱度算出部１１４４及び遷移情報取得部１１４５は、蒸気判定部１１４２により配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、当該蒸気に関する情報（過熱蒸気情報）を取得する過熱蒸気情報取得部を構成する。
　また上記では、過熱蒸気情報取得部が、過熱度算出部１１４４及び遷移情報取得部１１４５のうちの両方を有する場合を示した。しかしながら、これに限らず、過熱蒸気情報取得部は、過熱度算出部１１４４及び遷移情報取得部１１４５のうちの一方のみを有していてもよい。
　入力装置１１５は、演算情報記憶部１１３１に記憶される情報のユーザ入力を受付ける。入力装置１１５としてはスイッチ及びキーボード等が使用可能である。
　出力装置１１６は、乾き度算出部１１４３により算出された乾き度ｚを示す情報及び過熱蒸気情報取得部により取得された過熱蒸気情報を出力する。出力装置１１６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。
　プログラム記憶装置１１７は、ＣＰＵ１１４に接続された装置間のデータ送受信等をＣＰＵ１１４に実行させるためのプログラムを記憶する。
　一時記憶装置１１８は、ＣＰＵ１１４の演算過程でのデータを一時的に記憶する。
　次に、実施の形態１に係る乾き度測定装置１による乾き度ｚ及び過熱度ｓの算出方法について説明する。
　図２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、飽和蒸気（蒸気）と飽和液（水）とが混合した湿り蒸気となる。蒸気の圧力Ｐが一定である場合、蒸気の加熱及び冷却により潜熱が変化するため、飽和温度Ｔｓａｔは一定となる。ここで、下式（１）のように、乾き度ｚは、湿り蒸気全量に対する飽和蒸気の質量比で表される。したがって、飽和蒸気の乾き度ｚは１となり、飽和液の乾き度ｚは０となる。
ｚ＝ｍｖａｐｏｒ／（ｍｖａｐｏｒ＋ｍｗａｔｅｒ）　　　　　（１）
　なお、式（１）において、ｍｖａｐｏｒは蒸気中の飽和蒸気の質量を表し、ｍｗａｔｅｒは蒸気中の飽和液の質量を表す。
　ここで、蒸気中の飽和蒸気の質量ｍｖａｐｏｒは、蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒに比例する。また、蒸気中の飽和液の質量ｍｗａｔｅｒは、蒸気中の飽和液の吸光度ａｗａｔｅｒに比例する。そのため、式（１）から下式（２）が導かれる。
ｚ＝ｍｖａｐｏｒ／（ｍｖａｐｏｒ＋ｍｗａｔｅｒ）
　＝ａｖａｐｏｒ／（ａｖａｐｏｒ＋ｋ×ａｗａｔｅｒ）　　　（２）
　なお、式（２）において、ｋはモル吸光係数比を表す。
　また、モル吸光係数比ｋは下式（３）で与えられる。
ｋ≒ｅｖａｐｏｒ／ｅｗａｔｅｒ　　　　　　（３）
　なお、式（３）において、ｅｖａｐｏｒは蒸気中の飽和蒸気の吸光係数を表し、ｅｗａｔｅｒは蒸気中の飽和液の吸光係数を表す。
　また、蒸気の吸光度Ａｓは、下式（４）のように、蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒと蒸気中の飽和液の吸光度ａｗａｔｅｒとの和で与えられる。
Ａｓ＝ａｖａｐｏｒ＋ａｗａｔｅｒ　　　　　（４）
　一方、検査光を用いて蒸気の吸光度Ａｓ’を求めることもできる。この蒸気の吸光度Ａｓ’は、ランベルト・ベールの法則により、下式（５）のように、蒸気を透過する前又は蒸気が存在しない場合での検査光の光強度Ｉｓｔｅａｍ０に対する、蒸気を透過した後の検査光の光強度Ｉｓｔｅａｍ１の比の対数で与えられる。
Ａｓ’＝－ｌｎ（Ｉｓｔｅａｍ１／Ｉｓｔｅａｍ０）　　　　　（５）
　図３に示すように、飽和蒸気の吸収スペクトル３０１と飽和液の吸収スペクトル３０２とは異なり、蒸気の乾き度ｚが変化すると蒸気中の飽和液の吸収スペクトル３０２が変化する。例えば、乾き度ｚが０から１に向かって変化するにつれて蒸気中の飽和液の含有量は減少するので、飽和液の吸収スペクトル３０２のピーク波長における蒸気の吸光度Ａｓも減少する。なお図３において、符号３０３は、蒸気の吸光スペクトルを示している。飽和液の吸収スペクトル３０２のピーク波長は、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。よって、蒸気温度Ｔｓ（又は圧力Ｐ）が一定であれば飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒは一定とみなすことができ、飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒを蒸気温度Ｔｓ（又は圧力Ｐ）から導くことができる。
　一方、図３に示すように、乾き度測定装置１から配管１０１の内部に進入した検査光３０４のうちの一部の光３０５は、配管１０１の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等され、検査光３０４は損失する。また、配管１０１に設けられた窓１０１１及び窓１０１２が汚れている場合にも、上記検査光３０４の一部は損失する。よって、これらの損失の分、検査光３０４を用いて算出した蒸気の吸光度Ａｓ’は、蒸気の吸光度Ａｓからずれる。そこで、参照光３０６を用いて算出した蒸気の吸光度Ａｒにより、上記反射、散乱及び屈折並びに窓１０１１及び窓１０１２の汚れ等による検査光３０４の損失を補正する。なお図３において、光３０７は、参照光３０６のうちの、配管１０１の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等した光を示している。また図３において、光３０４～３０７の幅は、光強度の強弱を表している。
　ここで、蒸気の吸光度Ａｒは、ランベルト・ベールの法則により、下式（６）のように、蒸気を透過する前又は蒸気が存在しない場合での参照光の光強度Ｉｒｅｆ０に対する、蒸気を透過した後の参照光の光強度Ｉｒｅｆ１の比の対数で与えられる。
Ａｒ＝－ｌｎ（Ｉｒｅｆ１／Ｉｒｅｆ０）　　　　　（６）
　そして、下式（７）のように、検査光を用いて算出した蒸気の吸光度Ａｓ’から、参照光を用いて算出した蒸気の吸光度Ａｒを差し引く。これにより、配管１０１の内部における反射、散乱及び屈折並びに窓１０１１及び窓１０１２の汚れ等による検査光の損失を補正でき、蒸気の吸光度Ａｓを得ることができる。
Ａｓ＝Ａｓ’－Ａｒ　　　　　　（７）
　ここで、蒸気の吸光度Ａｓが当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ以上である場合には、配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気であると判定できる。一方、蒸気の吸光度Ａｓが当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ未満である場合には、配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定できる。
　また、乾き度ｚは、式（２）及び式（４）から下式（８）のようにも導かれる。
ｚ＝１／（１－ｋ＋（ｋ／ａｖａｐｏｒ）×Ａｓ×ｆ（ＴＬ，Ｔｓ））　　（８）
　なお、式（８）において、ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）は、周辺温度ＴＬ及び蒸気温度Ｔｓを変数とする関数であり、発光素子１０２及び発光素子１０３の発光強度の変化を補正するための関数である。この関数ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）は、事前に、周辺温度ＴＬ及び蒸気温度Ｔｓを変えながら発光素子１０２及び発光素子１０３の発光強度を測定する等して得ることができる。
　また、式（８）において、モル吸光係数比ｋは定数である。また、上述したように、飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒは一定の蒸気温度Ｔｓ（又は一定の圧力Ｐ）の下では一定とみなせるため、飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒは蒸気温度Ｔｓ（又は圧力Ｐ）から導くことができる。そのため、蒸気の吸光度Ａｓ及び関数ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）を算出することで、式（８）から乾き度ｚを算出できる。
　また、過熱度ｓは、下式（９）のように、蒸気温度Ｔｓと飽和温度Ｔｓａｔとの差で与えられる。
ｓ＝Ｔｓ－Ｔｓａｔ　　　　　　（９）
　なお、飽和温度Ｔｓａｔは、圧力Ｐがわかれば、蒸気表から、又は下式（１０）のように蒸気表から作成した関数ｆ（Ｐ）を用いて求めることができる。
Ｔｓａｔ＝ｆ（Ｐ）　　　　　　（１０）
　また、圧力Ｐは、蒸気温度Ｔｓ及び吸光度Ａｓがわかれば、蒸気表から、又は下式（１１）のように蒸気表から作成した関数ｆ（Ｔｓ，Ａｓ）を用いて求めることができる。
Ｐ＝ｆ（Ｔｓ，Ａｓ）　　　　　（１１）
　そのため、蒸気温度Ｔｓ及び算出した飽和温度Ｔｓａｔを取得することで、式（９）から過熱度ｓを算出できる。
　次に、実施の形態１に係る乾き度測定装置１の動作例について、図４を参照しながら説明する。
　実施の形態１に係る乾き度測定装置１の動作例では、図４に示すように、まず、発光素子１０２が、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する（ステップＳＴ４０１）。発光素子１０２により発光された検査光は、光導波路１０５を介して光合波器１０７に伝搬する。
　ここで、発光素子１０２により発光される検査光は、例えば、波長領域が８００～２５００ｎｍの近赤外光である。図３に示すように、検査光３０４の中心波長を、飽和液の吸収スペクトル３０２のピーク波長（１８８０ｎｍ付近）としてもよい。
　また、発光素子１０３が、発光素子１０２により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する（ステップＳＴ４０２）。発光素子１０３により発光された参照光は、光導波路１０６を介して光合波器１０７に伝搬する。ここで、湿り蒸気に吸収され難い波長とは、例えば１３００ｎｍ未満の波長である（図３参照）。
　なお、発光素子１０２及び発光素子１０３の駆動は、駆動回路１０４により制御される。また、駆動回路１０４は、信号増幅分離回路１１１に対し、検査光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とを分離するための同期信号を出力する。
　次いで、光合波器１０７が、光導波路１０５により伝搬された検査光と光導波路１０６により伝搬された参照光とを合波する（ステップＳＴ４０３）。光合波器１０７により合波された光（検査光及び参照光）は、光導波路１０８を介して配管１０１の内部に進入し、配管１０１を流れる蒸気を透過した後、光導波路１０９を介して受光素子１１０に伝搬する。
　ここで、光導波路１０８の他端から発せられた光に含まれる検査光は、配管１０１の内部において、蒸気中の飽和液によって吸収される。また上述したように、蒸気中の飽和液は、乾き度ｚが０から１に近づくにつれて減少する。したがって、乾き度ｚが０から１に近づくにつれて、蒸気の吸光度Ａｓは低下する傾向にある。
　また、光導波路１０８の他端から発せられた光のうちの一部は、配管１０１の内部における飽和液の層状流又は波状流によって反射、散乱及び屈折等され、当該光は損失する。また、配管１０１に設けられた窓１０１１及び窓１０１２が汚れている場合にも、上記光の一部は損失する。ここで、上記反射、散乱及び屈折並びに窓１０１１及び窓１０１２の汚れ等による検査光の損失量は、参照光の損失量と略同一である。
　次いで、受光素子１１０が、光導波路１０９により伝搬された光（検査光及び参照光）を受光する（ステップＳＴ４０４）。そして、受光素子１１０は、受光した光の光強度に応じた信号を出力する。そして、信号増幅分離回路１１１は、受光素子１１０により出力された信号を増幅し、駆動回路１０４からの同期信号に基づいて、増幅した信号を検出光の光強度を示す信号と参照光の光強度を示す信号とに分離する。
　また、温度センサ１０４１が、発光素子１０２及び発光素子１０３の周辺温度ＴＬを測定する（ステップＳＴ４０５）。
　また、温度センサ１１２が、配管１０１の内部の蒸気温度Ｔｓを測定する（ステップＳＴ４０６）。
　次いで、吸光度算出部１１４１が、受光素子１１０により受光された光に基づいて、配管１０１を流れる蒸気の吸光度Ａｓを算出する（ステップＳＴ４０７）。
　この際、吸光度算出部１１４１は、まず、信号増幅分離回路１１１から、受光素子１１０により受光された検査光の光強度Ｉｓｔｅａｍ１（測定値）を示す信号及び参照光の光強度Ｉｒｅｆ１（測定値）を示す信号を受信する。
　次に、吸光度算出部１１４１は、検査光の光強度Ｉｓｔｅａｍ１に基づいて、例えば式（５）に従い、蒸気の吸光度Ａｓ’を算出する。なお、蒸気を透過する前又は配管１０１に蒸気が流れていない場合での検査光の光強度Ｉｓｔｅａｍ０は、事前に測定された値を定数として用いてもよい。
　同様に、吸光度算出部１１４１は、参照光の光強度Ｉｒｅｆ１に基づいて、例えば式（６）に従い、蒸気の吸光度Ａｒを算出する。なお、蒸気を透過する前又は配管１０１に蒸気が流れていない場合での参照光の光強度Ｉｒｅｆ０は、事前に測定された値を定数として用いてもよい。
　次に、吸光度算出部１１４１は、例えば式（７）に従い、検査光を用いて算出された蒸気の吸光度Ａｓ’から、参照光を用いて算出された蒸気の吸光度Ａｒを差し引くことで、吸光度Ａｓを算出する。
　次いで、蒸気判定部１１４２が、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓが、蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ以上であるかを判定する（ステップＳＴ４０８）。なお、飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒは、蒸気温度Ｔｓから導く。
　このステップＳＴ４０８において、蒸気判定部１１４２が、蒸気の吸光度Ａｓが飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ以上であると判定し、配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気であると判定した場合には、シーケンスはステップＳＴ４０９へ移行する。
　一方、ステップＳＴ４０８において、蒸気判定部１１４２が、蒸気の吸光度Ａｓが飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ未満であると判定し、配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定した場合には、シーケンスはステップＳＴ４１０へ移行する。
　図５は、蒸気温度Ｔｓと蒸気の吸光度Ａｓとの関係を示すグラフである。図５において、曲線５０１は、蒸気の吸光度Ａｓと当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒとが等しい状態（Ａｓ＝ａｖａｐｏｒ）を示している。そして、図５において、曲線５０１よりも上側の領域が湿り蒸気の領域であり、曲線５０１よりも下側の領域が過熱蒸気の領域である。例えば、配管１０１を流れる蒸気が状態５０２である場合には、蒸気の吸光度Ａｓが当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ以上である（曲線５０１よりも上側の領域に位置する）ため、当該蒸気は湿り蒸気である。また、配管１０１を流れる蒸気が状態５０３である場合には、蒸気の吸光度Ａｓが当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒ未満である（曲線５０１よりも下側の領域に位置する）ため、当該蒸気は過熱蒸気である。
　ステップＳＴ４０９では、乾き度算出部１１４３が、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、温度センサ１０４１により測定された周辺温度ＴＬ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気の乾き度ｚを算出する。
　この際、乾き度算出部１１４３は、まず、吸光度算出部１１４１から、蒸気の吸光度Ａｓを示す情報を受信する。また、乾き度算出部１１４３は、温度センサ１０４１から周辺温度ＴＬ（測定値）を示す情報を受信する。また、乾き度算出部１１４３は、温度センサ１１２から蒸気温度Ｔｓ（測定値）を示す情報を受信する。
　次に、乾き度算出部１１４３は、周辺温度ＴＬ及び蒸気温度Ｔｓに基づいて、関数ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）を算出する。
　次に、乾き度算出部１１４３は、例えば式（８）に対し、蒸気の吸光度Ａｓの値と、算出した関数ｆ（ＴＬ，Ｔｓ）の値とを代入して、乾き度ｚを算出する。なお式（８）における飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒは、蒸気温度Ｔｓから導く。
　また、ステップＳＴ４１０では、過熱度算出部１１４４が、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気の過熱度ｓを算出する。
　この際、過熱度算出部１１４４は、まず、吸光度算出部１１４１から、蒸気の吸光度Ａｓを示す情報を受信する。また、過熱度算出部１１４４は、温度センサ１１２から蒸気温度Ｔｓ（測定値）を示す情報を受信する。
　次に、過熱度算出部１１４４は、蒸気の吸光度Ａｓ及び蒸気温度Ｔｓに基づいて、蒸気表から又は例えば式（１１）に従って関数ｆ（Ｔｓ，Ａｓ）を算出して、圧力Ｐを算出する。次に、過熱度算出部１１４４は、圧力Ｐに基づいて、蒸気表から又は例えば式（１０）に従って関数ｆ（Ｐ）を算出して、飽和温度Ｔｓａｔを算出する。図５の矢印は、蒸気が状態５０３（過熱蒸気）の場合での飽和温度Ｔｓａｔの算出を示している。
　次に、過熱度算出部１１４４は、例えば式（９）に対し、蒸気温度Ｔｓの値と、算出した飽和温度Ｔｓａｔの値とを代入して、過熱度ｓを算出する。
　また、遷移情報取得部１１４５が、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、配管１０１を流れる蒸気の状態遷移に関する情報（遷移情報）を取得する（ステップＳＴ４１１）。
　この際、遷移情報取得部１１４５は、まず、吸光度算出部１１４１から、蒸気の吸光度Ａｓを示す情報を受信する。また、遷移情報取得部１１４５は、温度センサ１１２から蒸気温度Ｔｓ（測定値）を示す情報を受信する。
　次に、遷移情報取得部１１４５は、蒸気の吸光度Ａｓ及び蒸気温度Ｔｓに基づいて、蒸気表から又は例えば式（１１）に従って関数ｆ（Ｔｓ，Ａｓ）を算出して、圧力Ｐを算出する。
　次に、遷移情報取得部１１４５は、蒸気温度Ｔｓ及び圧力Ｐに基づいて、配管１０１を流れる蒸気が基準状態から圧力Ｐの変動又は蒸気温度Ｔｓの変動の何れにより過熱蒸気に遷移したのかを示す情報を取得する。
　図６は、図５と同様に、蒸気温度Ｔｓと蒸気の吸光度Ａｓとの関係を示すグラフである。この図６において、基準状態６０１である蒸気が、状態６０２又は状態６０３へ遷移したとする。ここで、蒸気が状態６０２である場合での過熱度ｓ１の値と、蒸気が状態６０３である場合での過熱度ｓ２の値は、同一である（ｓ１＝ｓ２）。一方で、状態６０２の場合には蒸気が基準状態６０１から減圧されたことで過熱蒸気に遷移し、状態６０３の場合には蒸気が基準状態６０１から熱が加えられたことで過熱蒸気に遷移している。そこで、遷移情報取得部１１４５は、上記のような過熱蒸気への状態遷移の要因を検出する。そして、ユーザは、蒸気を状態６０２又は状態６０３から基準状態６０１に戻す場合、蒸気が状態６０２である場合には圧力を加え、蒸気が状態６０３である場合には冷却する制御を行う。
　ここで、従来の乾き度測定装置では、測定対象である蒸気が湿り蒸気に限定されている。それに対し、実施の形態１に係る乾き度測定装置では、蒸気の吸光度Ａｓと飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒとを比較することで蒸気が湿り蒸気であるか過熱蒸気であるかを判定し、過熱蒸気である場合にはその過熱蒸気に関する情報を取得している。これにより、ユーザに対し、測定対象である蒸気が過熱蒸気であることを通知でき、また、その過熱蒸気に関する情報を提示できる。また、過熱蒸気に関する情報として、遷移状態情報を提示する場合には、基準状態に戻すための情報を提示可能となる。
　なお図１では、配管１０１に光透過性を有する窓１０１１を設け、窓１０１１の外面に光導波路１０８の他端が対向配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、配管１０１には窓１０１１を設けず、光導波路１０８の他端が配管１０１の側壁に貫通されてもよい。
　また図１では、光導波路１０８の他端が窓１０１１の外面に対向配置された場合を示したが、これに限らず、光導波路１０８は用いず、光合波器１０７の出力部が窓１０１１の外面に対向配置されてもよい。
　また図１では、配管１０１に光透過性を有する窓１０１２を設け、窓１０１２の外面に光導波路１０９の一端が対向配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、配管１０１には窓１０１２を設けず、光導波路１０９の一端が配管１０１の側壁に貫通されてもよい。
　また図１では、光導波路１０９の一端が窓１０１２の外面に対向配置された場合を示したが、これに限らず、光導波路１０９は用いず、受光素子１１０の入力部が窓１０１２の外面に対向配置されてもよい。
　また図１では、光導波路１０８と光導波路１０９とが対向配置された透過形の構成を示したが、これに限らず、反射形に構成されてもよい。この場合、窓１０１２に代えて、配管１０１の側壁における窓１０１１に対向する内面に反射板が配置される。また、光導波路１０９は一端が窓１０１１の外面に対向配置される。この場合、光導波路１０８により配管１０１の内部に伝搬された光は、配管１０１の内部を進行して反射板で反射され、光導波路１０９により受光素子１１０に伝搬される。
　なお上記に示した蒸気の吸光度Ａｓ及び乾き度ｚを算出するための構成及び算出方法は一例であり、蒸気の吸光度Ａｓ及び乾き度ｚを算出できればどのような構成及び算出方法であってもよく、例えば特許文献１に開示された構成及び算出方法を用いてもよい。
　以上のように、この実施の形態１によれば、飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する発光素子１０２と、発光素子１０２により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する発光素子１０３と、蒸気が流れ、発光素子１０２により発光された検査光及び発光素子１０３により発光された参照光が透過する配管１０１と、配管１０１を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子１１０と、配管１０１の内部の蒸気温度Ｔｓを測定する温度センサ１１２と、受光素子１１０により受光された検査光及び参照光に基づいて、配管１０１を流れる蒸気の吸光度Ａｓを算出する吸光度算出部１１４１と、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓを当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度ａｖａｐｏｒと比較することで、配管１０１を流れる蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れであるかを判定する蒸気判定部１１４２と、蒸気判定部１１４２により配管１０１を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、吸光度算出部１１４１により算出された蒸気の吸光度Ａｓ、及び、温度センサ１１２により測定された蒸気温度Ｔｓに基づいて、当該過熱蒸気に関する情報を取得する過熱蒸気情報取得部とを備えたので、測定対象である蒸気が過熱蒸気である場合に、過熱蒸気に関する情報を提供可能となる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る乾き度測定装置は、測定対象である蒸気が過熱蒸気である場合に、過熱蒸気に関する情報を提供可能となり、乾き度を測定する乾き度測定装置等に用いるのに適している。
１　乾き度測定装置
１０１　配管
１０２　発光素子（検査光発光素子）
１０３　発光素子（参照光発光素子）
１０４　駆動回路
１０５　光導波路
１０６　光導波路
１０７　光合波器
１０８　光導波路
１０９　光導波路
１１０　受光素子
１１１　信号増幅分離回路
１１２　温度センサ（蒸気温度測定部）
１１３　データ記憶装置
１１４　ＣＰＵ
１１５　入力装置
１１６　出力装置
１１７　プログラム記憶装置
１１８　一時記憶装置
１０１１　窓
１０１２　窓
１０４１　温度センサ（周辺温度測定部）
１１３１　演算情報記憶部
１１４１　吸光度算出部
１１４２　蒸気判定部
１１４３　乾き度算出部
１１４４　過熱度算出部
１１４５　遷移情報取得部

Claims (4)

  1. 　飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する検査光発光素子と、
    　前記検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、
    　蒸気が流れ、前記検査光発光素子により発光された検査光及び前記参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、
    　前記配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、
    　前記配管の内部の蒸気温度を測定する蒸気温度測定部と、
    　前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出する吸光度算出部と、
    　前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度を当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度と比較することで、前記配管を流れる蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れであるかを判定する蒸気判定部と、
    　前記蒸気判定部により前記配管を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、当該蒸気に関する情報を取得する過熱蒸気情報取得部と
    　を備えた乾き度測定装置。
  2. 　前記過熱蒸気情報取得部は、
    　前記蒸気判定部により前記配管を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、当該蒸気の過熱度を算出する過熱度算出部を有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の乾き度測定装置。
  3. 　前記過熱蒸気情報取得部は、
    　前記蒸気判定部により前記配管を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、当該蒸気の状態遷移に関する情報を取得する遷移情報取得部を有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の乾き度測定装置。
  4. 　飽和液で吸収される波長を有する検査光を発光する検査光発光素子と、前記検査光発光素子により発光される検査光に対して湿り蒸気に吸収され難い波長を有する参照光を発光する参照光発光素子と、蒸気が流れ、前記検査光発光素子により発光された検査光及び前記参照光発光素子により発光された参照光が透過する配管と、前記配管を透過した検査光及び参照光を受光する受光素子と、前記配管の内部の蒸気温度を測定する蒸気温度測定部とを備えた乾き度測定装置による情報取得方法であって、
    　吸光度算出部が、前記受光素子により受光された検査光及び参照光に基づいて、前記配管を流れる蒸気の吸光度を算出し、
    　蒸気判定部が、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度を当該蒸気中の飽和蒸気の吸光度と比較することで、前記配管を流れる蒸気が湿り蒸気又は過熱蒸気の何れであるかを判定し、
    　過熱蒸気情報取得部が、前記蒸気判定部により前記配管を流れる蒸気が過熱蒸気であると判定された場合に、前記吸光度算出部により算出された蒸気の吸光度、及び、前記蒸気温度測定部により測定された蒸気温度に基づいて、当該蒸気に関する情報を取得する
    　ことを特徴とする情報取得方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140250979A1 (en) * 2011-10-28 2014-09-11 Armstrong Global Holdings, Inc. Steam quality measurement system
JP2016057203A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 アズビル株式会社 乾き度測定装置及び乾き度測定方法
JP2016133496A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 アズビル株式会社 湿度計及び湿度の計測方法
WO2017104241A1 (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 アズビル株式会社 乾き度測定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140250979A1 (en) * 2011-10-28 2014-09-11 Armstrong Global Holdings, Inc. Steam quality measurement system
JP2016057203A (ja) * 2014-09-10 2016-04-21 アズビル株式会社 乾き度測定装置及び乾き度測定方法
JP2016133496A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 アズビル株式会社 湿度計及び湿度の計測方法
WO2017104241A1 (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 アズビル株式会社 乾き度測定装置

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