JPH06194207A - 流動層レベルの測定装置 - Google Patents
流動層レベルの測定装置Info
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- JPH06194207A JPH06194207A JP34641292A JP34641292A JPH06194207A JP H06194207 A JPH06194207 A JP H06194207A JP 34641292 A JP34641292 A JP 34641292A JP 34641292 A JP34641292 A JP 34641292A JP H06194207 A JPH06194207 A JP H06194207A
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Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動層レベルを精度よく測定する測定装置を
得る。 【構成】 流動床の壁面の上下方向に沿って順次設けら
れる複数の圧力センサ１０〜１６，同各圧力センサのう
ち空気層部の圧力を検出する圧力センサ１６の出力を受
けるとともに圧力センサ１６を除く圧力センサの出力を
受けその差の絶対値を出力する複数の減算器３０〜３
５，同各減算器の出力を受け、入力が所定値以下のとき
ＯＮ信号を出力する複数の比較器４０〜４５，同各比較
器の出力を受け、ＯＮ信号が所定時間継続するとＯＮ信
号を出力する複数のオンタイマ５０〜５５，各オンタイ
マの出力と各圧力センサの出力を受け流動層レベルを算
出する演算器３１を設ける。
得る。 【構成】 流動床の壁面の上下方向に沿って順次設けら
れる複数の圧力センサ１０〜１６，同各圧力センサのう
ち空気層部の圧力を検出する圧力センサ１６の出力を受
けるとともに圧力センサ１６を除く圧力センサの出力を
受けその差の絶対値を出力する複数の減算器３０〜３
５，同各減算器の出力を受け、入力が所定値以下のとき
ＯＮ信号を出力する複数の比較器４０〜４５，同各比較
器の出力を受け、ＯＮ信号が所定時間継続するとＯＮ信
号を出力する複数のオンタイマ５０〜５５，各オンタイ
マの出力と各圧力センサの出力を受け流動層レベルを算
出する演算器３１を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固気系流動層を利用した
反応装置等、例えば石炭ガス化炉，流動床ボイラ等の流
動層レベルの測定装置に関する。
反応装置等、例えば石炭ガス化炉，流動床ボイラ等の流
動層レベルの測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】流動層装置においては、流動層レベルを
正確に把握することは反応制御などから重要である。
正確に把握することは反応制御などから重要である。
【０００３】流動層レベルを測定する方法は従来から多
くの方法があり、例えば （１） 流動層の底部と流動層上部のフリーボード部と
の差圧を測定して、差圧と流動層を形成している粒子密
度および流動層の空げき率からレベルを求める。 （２） 流動層装置の上部に光や超音波を利用したセン
サを取付け、光や超音波を発射して、流動材表面から反
射波がもどってくるまでの時間からレベルを求める。 （３） 流動層内に静電容量式などのレベル計を直接設
置してレベルを求める。 などの測定法がある。
くの方法があり、例えば （１） 流動層の底部と流動層上部のフリーボード部と
の差圧を測定して、差圧と流動層を形成している粒子密
度および流動層の空げき率からレベルを求める。 （２） 流動層装置の上部に光や超音波を利用したセン
サを取付け、光や超音波を発射して、流動材表面から反
射波がもどってくるまでの時間からレベルを求める。 （３） 流動層内に静電容量式などのレベル計を直接設
置してレベルを求める。 などの測定法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法にはそ
れぞれ次のような問題点があった。 （１） 流動層の差圧と粒子密度および空げき率から、
流動層レベルを求める方法においては、粒子密度と空げ
き率を直接測定するのは困難であるため、ある程度仮定
せざるを得ない。しかしながら粒子密度は粒子の大きさ
が反応の過程で変化する。また空げき率も流動層内の空
気流量や、流動層内の機器、例えば伝熱管の密度などに
よって大きく変化する。したがって、この方法において
は、どうしても測定精度に問題が残る。 （２） 光や超音波を利用した測定方法では、フリーボ
ード部の粒子密度によっては、反射波が乱れたり、吸収
されたりして正常な反射波が得られないことがある。ま
た反応過程で発熱や燃焼が含まれる場合、センサの使用
環境としては極めて悪いものとなる。 （３） 静電容量式のレベル計などの場合、流動材と直
接接触するため、摩耗の問題がある。また静電容量値が
流動材の水分や温度によって大きく変化する。
れぞれ次のような問題点があった。 （１） 流動層の差圧と粒子密度および空げき率から、
流動層レベルを求める方法においては、粒子密度と空げ
き率を直接測定するのは困難であるため、ある程度仮定
せざるを得ない。しかしながら粒子密度は粒子の大きさ
が反応の過程で変化する。また空げき率も流動層内の空
気流量や、流動層内の機器、例えば伝熱管の密度などに
よって大きく変化する。したがって、この方法において
は、どうしても測定精度に問題が残る。 （２） 光や超音波を利用した測定方法では、フリーボ
ード部の粒子密度によっては、反射波が乱れたり、吸収
されたりして正常な反射波が得られないことがある。ま
た反応過程で発熱や燃焼が含まれる場合、センサの使用
環境としては極めて悪いものとなる。 （３） 静電容量式のレベル計などの場合、流動材と直
接接触するため、摩耗の問題がある。また静電容量値が
流動材の水分や温度によって大きく変化する。
【０００５】このように従来の技術では広い使用範囲で
安定した流動材レベルを測定することができなかった。
安定した流動材レベルを測定することができなかった。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解消し、広い
使用範囲で且つ安定して測定できる流動層レベルの測定
装置を提供することを目的とする。
使用範囲で且つ安定して測定できる流動層レベルの測定
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【０００８】すなわち、流動層のレベル測定装置とし
て、流動床の壁面の上下方向に沿って順次設けられる複
数の圧力検出器と、それら複数の圧力検出器のうち空気
層部の圧力を検出する所定の圧力検出器の出力を受ける
とともに同所定の圧力検出器を除く上記圧力検出器の出
力をそれぞれ受け両出力の差の絶対値をそれぞれ出力す
る複数の減算器と、同各減算器の出力をそれぞれ受け、
入力が所定値以下のときそれぞれＯＮ信号を出力する複
数の比較器と、同各比較器の出力をそれぞれ受け、ＯＮ
信号が所定時間継続するとＯＮ信号をそれぞれ出力する
複数のオンタイマと、同各オンタイマの出力および上記
各圧力検出器の出力を受け上記流動床の流動層レベルを
算出する演算器とを設ける。
て、流動床の壁面の上下方向に沿って順次設けられる複
数の圧力検出器と、それら複数の圧力検出器のうち空気
層部の圧力を検出する所定の圧力検出器の出力を受ける
とともに同所定の圧力検出器を除く上記圧力検出器の出
力をそれぞれ受け両出力の差の絶対値をそれぞれ出力す
る複数の減算器と、同各減算器の出力をそれぞれ受け、
入力が所定値以下のときそれぞれＯＮ信号を出力する複
数の比較器と、同各比較器の出力をそれぞれ受け、ＯＮ
信号が所定時間継続するとＯＮ信号をそれぞれ出力する
複数のオンタイマと、同各オンタイマの出力および上記
各圧力検出器の出力を受け上記流動床の流動層レベルを
算出する演算器とを設ける。
【０００９】
【作用】上記手段において、各減算器は対応する圧力検
出器と、空気層部の圧力を検出する所定の圧力検出器と
の信号差の絶対値を出力する。これらの各出力はそれぞ
れの対応する比較器で比較され、所定値以下ならＯＮ信
号が出力される。さらに各ＯＮタイマはそれぞれの入力
ＯＮ信号が所定時間継続すると、ＯＮ信号を出力する。
出器と、空気層部の圧力を検出する所定の圧力検出器と
の信号差の絶対値を出力する。これらの各出力はそれぞ
れの対応する比較器で比較され、所定値以下ならＯＮ信
号が出力される。さらに各ＯＮタイマはそれぞれの入力
ＯＮ信号が所定時間継続すると、ＯＮ信号を出力する。
【００１０】空気層（流動層レベルの上方）中の各圧力
検出器の出力は流動材がないためほぼ同じ波形で変化す
る。しかし、流動層レベルの下方中の各圧力検出器の出
力は、層内の機器や、流動材による空気抵抗変化や、気
泡等の影響を受け、それぞれ固有の波形変化をしてい
る。
検出器の出力は流動材がないためほぼ同じ波形で変化す
る。しかし、流動層レベルの下方中の各圧力検出器の出
力は、層内の機器や、流動材による空気抵抗変化や、気
泡等の影響を受け、それぞれ固有の波形変化をしてい
る。
【００１１】従って流動層レベルの上方にある圧力検出
器に対応するオンタイマの出力はＯＮ信号になる。また
流動層レベルの下方にある圧力検出器に対応するオンタ
イマの出力はＯＦＦ信号になる。
器に対応するオンタイマの出力はＯＮ信号になる。また
流動層レベルの下方にある圧力検出器に対応するオンタ
イマの出力はＯＦＦ信号になる。
【００１２】演算器は上部から下部に向け、各圧力検出
器に対応するオンタイマの信号を調べ、ＯＮ信号からＯ
ＦＦ信号に変る圧力検出器を検出する。そして、そのう
ちのＯＦＦ信号の圧力検出器のセンサの高さを、予め入
力されている値から求める。さらに同圧力検出器および
その近傍の圧力検出器の出力の高さ方向の勾配で、圧力
検出器のセンサ間の高をスライドした値を求める。そし
てこれらを加算して、流動床レベルとして出力する。
器に対応するオンタイマの信号を調べ、ＯＮ信号からＯ
ＦＦ信号に変る圧力検出器を検出する。そして、そのう
ちのＯＦＦ信号の圧力検出器のセンサの高さを、予め入
力されている値から求める。さらに同圧力検出器および
その近傍の圧力検出器の出力の高さ方向の勾配で、圧力
検出器のセンサ間の高をスライドした値を求める。そし
てこれらを加算して、流動床レベルとして出力する。
【００１３】このようにして、各圧力検出器の波形が所
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の複雑な
影響を受けずに、流動層レベルが計測される。
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の複雑な
影響を受けずに、流動層レベルが計測される。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１，図２により説明す
る。
る。
【００１５】図１にて、流動層装置の炉０１の下端部に
ガス入口１が設けられる。その上方には水平な空気噴出
穴板９が設けられる。空気噴出穴板９の上方には伝熱管
６，７が設けられている。また炉０１の上端部にはガス
排出口４が設けられている。
ガス入口１が設けられる。その上方には水平な空気噴出
穴板９が設けられる。空気噴出穴板９の上方には伝熱管
６，７が設けられている。また炉０１の上端部にはガス
排出口４が設けられている。
【００１６】炉０１の壁には、空気噴出穴板９の上方の
鉛直方向に沿う所定の位置に、空気式の圧力センサ１０
〜１６が順次設けられる。各圧力センサ１０〜１６の出
力は、それぞれ空気／電気変換器（Ａ／Ｅ変換器）２０
〜２６を経て演算器３１へ送られる。ここで圧力センサ
とＡ／Ｅ変換器が圧力検出器となる。
鉛直方向に沿う所定の位置に、空気式の圧力センサ１０
〜１６が順次設けられる。各圧力センサ１０〜１６の出
力は、それぞれ空気／電気変換器（Ａ／Ｅ変換器）２０
〜２６を経て演算器３１へ送られる。ここで圧力センサ
とＡ／Ｅ変換器が圧力検出器となる。
【００１７】また最上部のＡ／Ｅ変換器２６を除く、各
Ａ／Ｅ変換器２０〜２５の出力は、それぞれ減算器３０
〜３５，比較器４０〜４５，およびオンタイマ５０〜５
５を順次経て演算器３１へ送られる。
Ａ／Ｅ変換器２０〜２５の出力は、それぞれ減算器３０
〜３５，比較器４０〜４５，およびオンタイマ５０〜５
５を順次経て演算器３１へ送られる。
【００１８】以上において、流動化用ガス入口１から、
入ってきたガスは風箱２，空気噴出穴板９を経てフリー
ボード３に流れ込む。
入ってきたガスは風箱２，空気噴出穴板９を経てフリー
ボード３に流れ込む。
【００１９】空気噴出穴板９の上方には粗粒炭などの粒
子が投入されている。これら粒子は風箱２からのガス圧
力および流動材内の気泡により流動させられており、流
動層５を形成している。
子が投入されている。これら粒子は風箱２からのガス圧
力および流動材内の気泡により流動させられており、流
動層５を形成している。
【００２０】フリーボード３の内部には形状の異なる伝
熱管６，および７等があるため、流動層高に対する空げ
き率が均一でない。
熱管６，および７等があるため、流動層高に対する空げ
き率が均一でない。
【００２１】各圧力センサ１０〜１６の圧力はＡ／Ｅ変
換器２０〜２６で電気信号に変換され、演算器３１に入
力される。
換器２０〜２６で電気信号に変換され、演算器３１に入
力される。
【００２２】各減算器３０〜３５はそれぞれ対応するＡ
／Ｅ変換器２０〜２５の出力とＡ／Ｅ変換器２６の出力
を受けその差の絶対値を出力する。各比較器４０〜４５
は入力が所定値以下のときＯＮ信号を出力する。各オン
タイマ５０〜５５はＯＮ信号入力が所定時間継続したと
きＯＮ信号を出力する。
／Ｅ変換器２０〜２５の出力とＡ／Ｅ変換器２６の出力
を受けその差の絶対値を出力する。各比較器４０〜４５
は入力が所定値以下のときＯＮ信号を出力する。各オン
タイマ５０〜５５はＯＮ信号入力が所定時間継続したと
きＯＮ信号を出力する。
【００２３】図１の状態の流動層レベル８のときのＡ／
Ｅ変換器２３〜２６の出力波形は図２に示すようにな
る。
Ｅ変換器２３〜２６の出力波形は図２に示すようにな
る。
【００２４】流動層レベル８上方（空気層）のＡ／Ｅ変
換器２５，２６の出力は、同様な変化を示すのに対し、
流動層レベル８下方のＡ／Ｅ変換器２３，２４の出力は
伝熱管６，７，や流動材による空気抵抗変化や、気泡等
の影響を受け、それぞれ固有の変化を示している。
換器２５，２６の出力は、同様な変化を示すのに対し、
流動層レベル８下方のＡ／Ｅ変換器２３，２４の出力は
伝熱管６，７，や流動材による空気抵抗変化や、気泡等
の影響を受け、それぞれ固有の変化を示している。
【００２５】従って減算器３５の出力はゼロとなり、オ
ンタイマ５５の出力はＯＮ信号となる。また減算器３０
〜３４の出力は或る値を持つ波形信号となるので、所定
値を適切に決めると、比較器４０〜４４の出力はＯＦＦ
信号となる。この信号を受けるオンタイマ５０〜５４の
出力もＯＦＦ信号となる。
ンタイマ５５の出力はＯＮ信号となる。また減算器３０
〜３４の出力は或る値を持つ波形信号となるので、所定
値を適切に決めると、比較器４０〜４４の出力はＯＦＦ
信号となる。この信号を受けるオンタイマ５０〜５４の
出力もＯＦＦ信号となる。
【００２６】演算器３１は上部から下部に向け、各圧力
検出器に対応するオンタイマ５０〜５５の信号を調べ、
ＯＮ信号からＯＦＦ信号に変る圧力検出器を検出する。
そして、そのうちのＯＦＦ信号の圧力検出器のセンサ１
４の高さを、予め入力されている値から求める。さらに
同圧力検出器およびその近傍の圧力検出器の出力の高さ
方向の勾配で、圧力検出器のセンサ間の高をスライドし
た値を求める。そしてこれらを加算して式（１）によ
り、流動床レベル８として出力する。この信号は表示器
や制御機器に送られる。
検出器に対応するオンタイマ５０〜５５の信号を調べ、
ＯＮ信号からＯＦＦ信号に変る圧力検出器を検出する。
そして、そのうちのＯＦＦ信号の圧力検出器のセンサ１
４の高さを、予め入力されている値から求める。さらに
同圧力検出器およびその近傍の圧力検出器の出力の高さ
方向の勾配で、圧力検出器のセンサ間の高をスライドし
た値を求める。そしてこれらを加算して式（１）によ
り、流動床レベル８として出力する。この信号は表示器
や制御機器に送られる。
【００２７】 流動床レベル＝Ｌ0 ＋ΔＰ2 ×Ｌ1 ／ΔＰ2 ……… （１） ただしＬ0 は圧力センサ１４の高さ ΔＰ1 ＝Ｐ（２３）−Ｐ（２４） ΔＰ2 ＝Ｐ（２４）−Ｐ（２５） なおＰ（２３），Ｐ（２４），Ｐ（２５）は、それぞれ
Ａ／Ｅ変換器２３，２４，２５の出力である。
Ａ／Ｅ変換器２３，２４，２５の出力である。
【００２８】このようにして、各圧力検出器の波形が所
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の複雑な
影響を受けずに、流動層レベルが精度よく計測される。
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の複雑な
影響を受けずに、流動層レベルが精度よく計測される。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、各部の空気層部の所定点に対する差圧が、所定時間
比較されて、流動層レベルが算出される。このため、流
動層装置内部の機器および粒子分布の不均一に影響され
ることなく、広い使用範囲で、且つ高精度で流動層レベ
ルを測定することができる。
ば、各部の空気層部の所定点に対する差圧が、所定時間
比較されて、流動層レベルが算出される。このため、流
動層装置内部の機器および粒子分布の不均一に影響され
ることなく、広い使用範囲で、且つ高精度で流動層レベ
ルを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例の構成系統図である。
【図２】図２は同実施例の作用説明図である。
１ 流動化用ガス入口 ２ 風箱 ３ フリーボード ４ ガス排出口 ５ 流動層 ６ 蒸発管（伝熱管）１ ７ 蒸発管（伝熱管）２ ８ 流動層レベル ９ 空気噴出穴板 １０〜１６ 圧力検出センサ ２０〜２６ Ａ／Ｅ変換器 ３１ 演算器 ３０〜３５ 減算器 ４０〜４５ 比較器 ５０〜５５ オンタイマ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】演算器は上部から下部に向け、各圧力検出
器に対応するオンタイマの信号を調べ、圧力検出器のＯ
ＦＦ信号を検出する。そしてそのＯＦＦ信号の圧力検出
器のセンサの高さを、予め入力されている値から求め
る。さらに同圧力検出器およびその近傍の圧力検出器の
出力の高さ方向の勾配で、圧力検出器のセンサ間の高を
スライドした値を求める。そしてこれらを加算して、流
動床レベルとして出力する。
器に対応するオンタイマの信号を調べ、圧力検出器のＯ
ＦＦ信号を検出する。そしてそのＯＦＦ信号の圧力検出
器のセンサの高さを、予め入力されている値から求め
る。さらに同圧力検出器およびその近傍の圧力検出器の
出力の高さ方向の勾配で、圧力検出器のセンサ間の高を
スライドした値を求める。そしてこれらを加算して、流
動床レベルとして出力する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】このようにして、各圧力検出器の波形が所
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の空げき
率の影響の少ない流動層レベルが計測される。
定時間比較されて、その結果から流動層レベルが算出さ
れるので、流動層中の機器の配置や、流動材等の空げき
率の影響の少ない流動層レベルが計測される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】 流動床の壁面の上下方向に沿って順次設
けられる複数の圧力検出器と、それら複数の圧力検出器
のうち空気層部の圧力を検出する所定の圧力検出器の出
力を受けるとともに同所定の圧力検出器を除く上記圧力
検出器の出力をそれぞれ受け両出力の差の絶対値をそれ
ぞれ出力する複数の減算器と、同各減算器の出力をそれ
ぞれ受け、入力が所定値以下のときそれぞれＯＮ信号を
出力する複数の比較器と、同各比較器の出力をそれぞれ
受け、ＯＮ信号が所定時間継続するとＯＮ信号をそれぞ
れ出力する複数のオンタイマと、同各オンタイマの出力
および上記各圧力検出器の出力を受け上記流動床の流動
層レベルを算出する演算器とを備えてなることを特徴と
する流動層レベルの測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34641292A JPH06194207A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 流動層レベルの測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34641292A JPH06194207A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 流動層レベルの測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194207A true JPH06194207A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18383250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34641292A Withdrawn JPH06194207A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 流動層レベルの測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194207A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8370089B2 (en) | 2007-12-19 | 2013-02-05 | Statoil Asa | Method and equipment for determining the interface between two or more fluid phases |
| CN109724668A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-07 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种考虑浆液密度差异的吸收塔液位高度测量装置及方法 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34641292A patent/JPH06194207A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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