JPH0660834B2 - 音波伝達時間による粉体流量の測定方法及び装置 - Google Patents
音波伝達時間による粉体流量の測定方法及び装置Info
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- JPH0660834B2 JPH0660834B2 JP62217843A JP21784387A JPH0660834B2 JP H0660834 B2 JPH0660834 B2 JP H0660834B2 JP 62217843 A JP62217843 A JP 62217843A JP 21784387 A JP21784387 A JP 21784387A JP H0660834 B2 JPH0660834 B2 JP H0660834B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、搬送管を気流搬送される粉体の流量測定方
法及び流量測定装置に係り、特に石炭焚きボイラ，石炭
ガス化等で用いられる粉体を気流搬送する装置に適用さ
れる粉体流量測定方法及び装置に関する。
法及び流量測定装置に係り、特に石炭焚きボイラ，石炭
ガス化等で用いられる粉体を気流搬送する装置に適用さ
れる粉体流量測定方法及び装置に関する。
石炭は、豊富な埋蔵量を持つ有用なエネルギー源である
が、固体であるためにその扱いが難しい。しかし、石英
を微粉砕すれば、気流で搬送することができるため様々
に利用することができる。すなわち、石英の利用分野が
大幅に広がり、特に発電の分野での利用が有望視されて
いる。そして、発電では、特に負荷変動が不可欠であ
り、粉体供給量の計測が必要である。
が、固体であるためにその扱いが難しい。しかし、石英
を微粉砕すれば、気流で搬送することができるため様々
に利用することができる。すなわち、石英の利用分野が
大幅に広がり、特に発電の分野での利用が有望視されて
いる。そして、発電では、特に負荷変動が不可欠であ
り、粉体供給量の計測が必要である。
粉体供給量は一般に、粉体の速度と粉体の濃度の積で表
わされる。この供給量の計測法には、直接粉体の供給量
を求める直接法や、速度と濃度を別々に求める間接法が
ある。
わされる。この供給量の計測法には、直接粉体の供給量
を求める直接法や、速度と濃度を別々に求める間接法が
ある。
直接粉体の供給量を求める直接法は重量減少法が一般的
である。重量減少法とは、粉体を供給するホツパ等の装
置にホツパ中の粉体の重量を計測する装置を設けるその
減少割合から粉体の供給量を算出するものである。これ
は粉体供給量測定値の信頼性は最も高い。
である。重量減少法とは、粉体を供給するホツパ等の装
置にホツパ中の粉体の重量を計測する装置を設けるその
減少割合から粉体の供給量を算出するものである。これ
は粉体供給量測定値の信頼性は最も高い。
粉体を気流搬送する場合、搬送ガス中の粉体濃度が一定
でなく、また搬送ガスの速度と、搬送速度も異なる。し
たがつて、粉体の供給量には、搬送ガス量，速度の計測
とは別に粉体濃度，粉体速度を個々に求める必要があ
る。
でなく、また搬送ガスの速度と、搬送速度も異なる。し
たがつて、粉体の供給量には、搬送ガス量，速度の計測
とは別に粉体濃度，粉体速度を個々に求める必要があ
る。
間接法で、粉体濃度を求める方法には、(１)差圧法、
(２)静電容量法、(３)コリオリ法、(４)光透過法、等が
ある。
(２)静電容量法、(３)コリオリ法、(４)光透過法、等が
ある。
(１)差圧法では、粉体，搬送ガス両者の運動エネルギー
の和である差圧を求めて、これから搬送ガスの運動エネ
ルギーを引き、粉体の速度から粉体の見かけ密度を求
め、粉体濃度を求める。
の和である差圧を求めて、これから搬送ガスの運動エネ
ルギーを引き、粉体の速度から粉体の見かけ密度を求
め、粉体濃度を求める。
(２)静電容量法では、ある地域での粉体の静電容量を求
めて粉体濃度に換算する。
めて粉体濃度に換算する。
(３)コリオリ法では、粉体の慣性力を示すコリオリの力
を求めて、粉体の速度から粉体の見かけ密度を求める粉
体濃度を求める。従来例として特開昭60−198414号公報
では、粒子濃度を検出し、粉体速度を搬送ガス速度が等
しいとして粉体供給量を求めている。
を求めて、粉体の速度から粉体の見かけ密度を求める粉
体濃度を求める。従来例として特開昭60−198414号公報
では、粒子濃度を検出し、粉体速度を搬送ガス速度が等
しいとして粉体供給量を求めている。
(４)光透過法では、光透過率を求めて粉体の濃度に換算
する。
する。
次に、粉体の速度を求める方法には、(５)レーザ法、
(６)超音波法、(７)相関法等がある。
(６)超音波法、(７)相関法等がある。
(５)レーザ法とは、ＬＤＶ（Laser Doppler Velocimete
r ）により、特定の点での粒子速度を求め、断面全体で
の粒子速度を求める。
r ）により、特定の点での粒子速度を求め、断面全体で
の粒子速度を求める。
(６)超音波法とは、移動する粉体に超音波を与えたとき
に生ずるドツプラー効果により粒子の速度を測定する。
に生ずるドツプラー効果により粒子の速度を測定する。
(７)相関法とは、粉体を搬送する管の流れ方向の上流側
の粉体に関係する物理量の経時変化と、下流側の物理量
の経時変化を計測しその遅延時間に対する相関から粉体
の速度を測定する。従来例として特開昭61−54457 号公
報では、この物理量として粉体の摩擦音を用いている。
の粉体に関係する物理量の経時変化と、下流側の物理量
の経時変化を計測しその遅延時間に対する相関から粉体
の速度を測定する。従来例として特開昭61−54457 号公
報では、この物理量として粉体の摩擦音を用いている。
直接法においては減少割合を算出する際に、供給量の平
滑化に時間がかかり応答が遅くなるという問題点があ
る。
滑化に時間がかかり応答が遅くなるという問題点があ
る。
(１)差圧法では、搬送ガスを媒体として粉体の情報を得
るので、搬送ガスの圧力による影響を受けやすい。
るので、搬送ガスの圧力による影響を受けやすい。
(２)静電容量法では、静電容量は、水分に敏感であるた
め、粉体の水分含有量により測定値が変化する。
め、粉体の水分含有量により測定値が変化する。
(３)コリオリ法では、粉体にコリオリの力を生じさせる
ために、搬送配管を複雑に折り曲げねばならないので、
安定搬送に障害を与える。
ために、搬送配管を複雑に折り曲げねばならないので、
安定搬送に障害を与える。
(４)光透過法では、粉体濃度が高い場合には、光が透過
せず速度を測定することができない。
せず速度を測定することができない。
(５)レーザ法では、光透過法と同様に、粉体濃度が高い
場合には、レーザ光が透過せず速度を測定することがで
きない。
場合には、レーザ光が透過せず速度を測定することがで
きない。
(６)超音波法では、粉体濃度が高い場合には、ドツプラ
ー効果による信号を識別することができない。
ー効果による信号を識別することができない。
(７)相関法では、特開昭61−54457 号公報に示されるよ
うに、相関を求める物理量として粉体の摩擦音を用いて
いるので、粉体の摩擦音はあらゆる方向に発し粉体が通
過したことを示す物理量とはなり得ず、相関を求めるこ
とは困難である。
うに、相関を求める物理量として粉体の摩擦音を用いて
いるので、粉体の摩擦音はあらゆる方向に発し粉体が通
過したことを示す物理量とはなり得ず、相関を求めるこ
とは困難である。
すなわち、上記従来技術では、直接法では応答に問題が
あり、間接法においても、粉体濃度を算出する適切な方
法がなく、粉体速度の測定で最も優れた相関法でも適切
な粉体に関する物理量が存在しなかつた。
あり、間接法においても、粉体濃度を算出する適切な方
法がなく、粉体速度の測定で最も優れた相関法でも適切
な粉体に関する物理量が存在しなかつた。
本発明の目的は、応答性良く粉体濃度を正確に測定する
ことができ、これにより粉体流量を正確に素早く測定す
ることができる粉体流量測定方法を提供するにある。更
には、上記測定方法を簡単に実現することのできる粉体
流量測定装置を提供することにある。
ことができ、これにより粉体流量を正確に素早く測定す
ることができる粉体流量測定方法を提供するにある。更
には、上記測定方法を簡単に実現することのできる粉体
流量測定装置を提供することにある。
本発明は、搬送管を気流搬送される粉体による音波の伝
達時間を測定して下式により粉体濃度を算出し、この伝
達時間の測定を粉体の流れ方向の複数箇所で実施して得
られた物理量の相関より遅延時間を測定して粉体速度を
算出し、この粉体速度と前記粉体濃度の積で粉体流量を
算出する音波伝達時間による粉体流量の測定方法であ
る。
達時間を測定して下式により粉体濃度を算出し、この伝
達時間の測定を粉体の流れ方向の複数箇所で実施して得
られた物理量の相関より遅延時間を測定して粉体速度を
算出し、この粉体速度と前記粉体濃度の積で粉体流量を
算出する音波伝達時間による粉体流量の測定方法であ
る。
Ｃ(t)：粉体濃度 θ(t)：音波の伝達時間 θ０：粉体がない時の音波の伝達時間 ａ０，ａ１，ａ２，ａ３：搬送管形状係数 ｆ：測定する音波の波長 ｆ０：粉体の境界波長 他の発明は、粉体を気流搬送する搬送管の搬送方向に離
して複数設けられ粉体の流れと直交方向に音波を送る音
波発生器と、この音波発生器が送る音波を受けて搬送管
を通過する粉体による音波の伝達時間を測定する複数の
音波検出器と、該音波検出器により測定された音波の伝
達時間から上式により粉体濃度を算出する複数の濃度算
出器と、複数箇所で測定された音波の伝達時間により得
られる物理量の相関より遅延時間を測定して粉体速度を
算出する速度算出器と、粉体速度と前記粉体濃度の積で
粉体流量を算出する粉体流量算出器を有する音波伝達時
間による粉体流量の測定装置である。
して複数設けられ粉体の流れと直交方向に音波を送る音
波発生器と、この音波発生器が送る音波を受けて搬送管
を通過する粉体による音波の伝達時間を測定する複数の
音波検出器と、該音波検出器により測定された音波の伝
達時間から上式により粉体濃度を算出する複数の濃度算
出器と、複数箇所で測定された音波の伝達時間により得
られる物理量の相関より遅延時間を測定して粉体速度を
算出する速度算出器と、粉体速度と前記粉体濃度の積で
粉体流量を算出する粉体流量算出器を有する音波伝達時
間による粉体流量の測定装置である。
本発明は粉体を通過する音波の伝達時間が粉体の濃度と
深い関係があるという事実の発見を前提としている。搬
送管を通過する粉体による音波の伝達時間を測定するこ
とで粉体濃度を算出し、該測定を流れ方向の複数部分で
実施して得られた音波の伝達時間又は濃度の相関より粉
体速度を測定し、粉体速度と濃度の積で粉体供給量を算
出するのである。すなわち、搬送ガスと独立して粉体供
給量を計測し、搬送管内の圧力変動や粉体の濃度変化に
影響されずに正確な粉体供給量を迅速に検出できるもの
である。
深い関係があるという事実の発見を前提としている。搬
送管を通過する粉体による音波の伝達時間を測定するこ
とで粉体濃度を算出し、該測定を流れ方向の複数部分で
実施して得られた音波の伝達時間又は濃度の相関より粉
体速度を測定し、粉体速度と濃度の積で粉体供給量を算
出するのである。すなわち、搬送ガスと独立して粉体供
給量を計測し、搬送管内の圧力変動や粉体の濃度変化に
影響されずに正確な粉体供給量を迅速に検出できるもの
である。
本発明の原理を説明する。粉体を気流搬送する装置にお
いて、搬送管を通過する粉体内を音波が通過する時間
は、音波の波長や粉体濃度により大きく異なる微粉体の
場合、波長が数KHz 以上では、粉体濃度の増加に伴い音
波の通過時間が短くなることを発見した。これは、音波
が音速の速い粉体内部を通過するために通過時間が短く
なるものと思われる。厚さｌ０の配管のうち粉体が通過
する部分の割合をαとし、音速をＶ、粉体中での音速の
増大率をｋ１とすると、配管を粉体の流れ方向を直交方
向に通過する音波の伝達時間θは以下の(１)式で表現さ
れる。右辺の前段は音波が粉体中を通過する時間、後段
は気流中を通過する時間である。
いて、搬送管を通過する粉体内を音波が通過する時間
は、音波の波長や粉体濃度により大きく異なる微粉体の
場合、波長が数KHz 以上では、粉体濃度の増加に伴い音
波の通過時間が短くなることを発見した。これは、音波
が音速の速い粉体内部を通過するために通過時間が短く
なるものと思われる。厚さｌ０の配管のうち粉体が通過
する部分の割合をαとし、音速をＶ、粉体中での音速の
増大率をｋ１とすると、配管を粉体の流れ方向を直交方
向に通過する音波の伝達時間θは以下の(１)式で表現さ
れる。右辺の前段は音波が粉体中を通過する時間、後段
は気流中を通過する時間である。
粉体が存在しない厚さｌ０の配管を音波が通過するのに
必要な時間をθ０とすると、 以上の２式から、Ｖ，ｌ０を消去すると次式が得られ
る。
必要な時間をθ０とすると、 以上の２式から、Ｖ，ｌ０を消去すると次式が得られ
る。
粉体濃度Ｃ(ｔ)は粉体の密度をρとすると、 となる。(３)(４)式からαを消去すると、 となる。
とおくと、粉体濃度Ｃ(ｔ)は次式で表現される。
また、微粉炭の場合波長が数ＫＨｚ以下では、粉体濃度
の増加に伴い音波の通過時間が長くなることを発見し
た。これは、音波が粉体に衝突しながら粉体間の空間を
通過するので音波通過距離が長くなるためと思われる。
この音波通過距離の増大率をｋ２とすると配管を通過す
る音波の距離Ｌは以下の式で表現される。
の増加に伴い音波の通過時間が長くなることを発見し
た。これは、音波が粉体に衝突しながら粉体間の空間を
通過するので音波通過距離が長くなるためと思われる。
この音波通過距離の増大率をｋ２とすると配管を通過す
る音波の距離Ｌは以下の式で表現される。
Ｌ＝ｌ０α（１＋ｋ２）＋ｌ０（１−α） …(８) この時の音波の通過するのに要した時間をθ，音速をＶ
とすると、 θＶ＝Ｌ …(９) 粉体が存在しない厚さｌ０の配管を音波が通過するのに
必要な時間をθ０とすると、 θ０Ｖ＝ｌ０ …(10) 以上の３式から、Ｖ，Ｌ，ｌ０を消去すると次式が得ら
れる。
とすると、 θＶ＝Ｌ …(９) 粉体が存在しない厚さｌ０の配管を音波が通過するのに
必要な時間をθ０とすると、 θ０Ｖ＝ｌ０ …(10) 以上の３式から、Ｖ，Ｌ，ｌ０を消去すると次式が得ら
れる。
前記(４)(５)式と同様に式の誘導を行ない、 とおくと、粉体濃度Ｃ(ｔ)は次式で表わされる。
以上が波長が数ＫＨｚ以下の場合である。
微粉炭の場合この境界となる波長が数ＫＨｚであるが、
この境界となる波長ｆ０は粉体の粉径分布，密度等の物
性により決定される定数である。この波長ｆ０は、実測
により選定される。具体的には、この測定する部分に波
長を変更できる発振器及び受信器を設置し、粉体を供給
したときとしないときに等しい経過時間となる波長を選
択しこれをｆ０とする。またこの時に測定に用いる波長
でのｋｃも同時に測定する。従つて、以上をまとめて次
式で表現できる。
この境界となる波長ｆ０は粉体の粉径分布，密度等の物
性により決定される定数である。この波長ｆ０は、実測
により選定される。具体的には、この測定する部分に波
長を変更できる発振器及び受信器を設置し、粉体を供給
したときとしないときに等しい経過時間となる波長を選
択しこれをｆ０とする。またこの時に測定に用いる波長
でのｋｃも同時に測定する。従つて、以上をまとめて次
式で表現できる。
ここでｆは測定する音波の波長を表す。プラスが波長が
大きい場合、マイナスが波長が小さい場合を表す。上式
を更に粉体濃度計測用に一般的に表すと次式が得られ
る。
大きい場合、マイナスが波長が小さい場合を表す。上式
を更に粉体濃度計測用に一般的に表すと次式が得られ
る。
ここで、ａ０，ａ１，ａ２，ａ３は搬送管，粉体によつ
て決められる係数を表す。この減衰に及ぼす粉体濃度の
影響は、搬送ガスの影響に比べてはるかに大きことを発
見した。
て決められる係数を表す。この減衰に及ぼす粉体濃度の
影響は、搬送ガスの影響に比べてはるかに大きことを発
見した。
以上のように音波の伝達速度を測定することで、粉体の
濃度を正確に測定でき、相関法により速度を測定するこ
とで粉体の供給量を測定できる。
濃度を正確に測定でき、相関法により速度を測定するこ
とで粉体の供給量を測定できる。
この原理を応用して、粉体搬送配管と音波がほぼ直交す
る位置に音波発生器，波検出器を設置し、搬送管内の粉
体濃度を検出することが可能となる。更にこの検出器を
流れ方向で距離Ｌａだけ離れた部分に設置し、ここで得
られた各粉体濃度信号をＣ1(t)、Ｃ2(t)とする。この信
号同志の相関は以下の式で表される。
る位置に音波発生器，波検出器を設置し、搬送管内の粉
体濃度を検出することが可能となる。更にこの検出器を
流れ方向で距離Ｌａだけ離れた部分に設置し、ここで得
られた各粉体濃度信号をＣ1(t)、Ｃ2(t)とする。この信
号同志の相関は以下の式で表される。
このφ(τ)が最大となるτが距離Ｌａだけ離れた部分を
粉体が通過した時間を表す。従つて粉体の速度は下式で
表現される。
粉体が通過した時間を表す。従つて粉体の速度は下式で
表現される。
以上により、搬送気体に影響されにくい音波により粉体
の速度，濃度を測定できるので、搬送気体に影響されず
に正確で迅速な粉体供給量の測定をすることができる。
の速度，濃度を測定できるので、搬送気体に影響されず
に正確で迅速な粉体供給量の測定をすることができる。
実施例１ 以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
本実施例は搬送管１と、供給量測定装置より構成され
る。搬送管１には、音波素子２と音波素子３を対向し
て、粉体の流れと直交すべく設置する。音波素子２は音
波発生器４と接続する。音波素子３は音波検知器５と接
続し、音波検知器５は濃度変換器６と接続する。
る。搬送管１には、音波素子２と音波素子３を対向し
て、粉体の流れと直交すべく設置する。音波素子２は音
波発生器４と接続する。音波素子３は音波検知器５と接
続し、音波検知器５は濃度変換器６と接続する。
搬送管１１に沿つて音波素子２と距離Ｌａだけ離れた場
所に、音波素子７と音波素子８を対向して、粉体の流れ
と直交すべく設置する。音波素子７は音波発生器９と接
続する。音波素子８は音波検知器１０と接続し、音波検
知器１０は濃度変換器１１と接続する。
所に、音波素子７と音波素子８を対向して、粉体の流れ
と直交すべく設置する。音波素子７は音波発生器９と接
続する。音波素子８は音波検知器１０と接続し、音波検
知器１０は濃度変換器１１と接続する。
濃度算出器１２は、濃度変換器１１，濃度変換器６と接
続し、速度算出器１３は、濃度変換器１１，濃度変換器
６と接続する。また、供給量算出器１４は、濃度算出器
１２，速度算出器１３と接続す。該供給量算出器１４の
出力信号は粉体供給量調節部１５に入力する。
続し、速度算出器１３は、濃度変換器１１，濃度変換器
６と接続する。また、供給量算出器１４は、濃度算出器
１２，速度算出器１３と接続す。該供給量算出器１４の
出力信号は粉体供給量調節部１５に入力する。
次に、本実施例の動作について説明する。搬送管１の内
部には粉体１６が搬送される。粉体１６は、気流で搬送
されるため、濃度に経時変化が生じる。音波発生器４で
は数ＫＨｚ以下の音波を発生する。この音波を音波素子
２により搬送管１の内部の粉体１６へ供給する。音波は
搬送管１内の粉体１６の存在した気流中を通過し、音波
素子３に伝えられる。この音波の伝達時間は、粉体濃度
によつて異なる。音波素子３に伝えられた信号は、音波
検知器５によつて電気信号に変換される。この電気信号
は濃度変換器６によつて次式により粉体濃度を表す信号
に変換される。
部には粉体１６が搬送される。粉体１６は、気流で搬送
されるため、濃度に経時変化が生じる。音波発生器４で
は数ＫＨｚ以下の音波を発生する。この音波を音波素子
２により搬送管１の内部の粉体１６へ供給する。音波は
搬送管１内の粉体１６の存在した気流中を通過し、音波
素子３に伝えられる。この音波の伝達時間は、粉体濃度
によつて異なる。音波素子３に伝えられた信号は、音波
検知器５によつて電気信号に変換される。この電気信号
は濃度変換器６によつて次式により粉体濃度を表す信号
に変換される。
ここでＣ1(ｔ)は粉体濃度、ａ10，ａ11，ａ12，ａ13は
粉体，配管によつて決定される係数、ｆは音波の波長、
ｆ０は粉体の境界波長を表す。θ1(ｔ)は音波の伝達時
間、θ10は粉体がない時の音波の伝散時間を表す。この
θ10は予め粉体がない場合に測定しておく。また、
ａ10，ａ11，ａ12は、搬送配管の大きさ，形状，粉体の
粒径分布等によつて決定される定数である。微粉炭の場
合、この境界となる波長が数ＫＨｚであるのが、この境
界となる波長ｆ０は粉体の粒径分布，密度等の物性によ
り決定される定数である。この波長ｆ０は、実測により
選択される。具体的には、その測定する部分に波長を変
更できる発信器及び受信器を設置し、粉体を供給したと
きとしないときに等しい経過時間となる波長を選択し、
これをｆ０とする。またこの時に測定に用いる波長にお
いては様々な粉体濃度に対して音波伝達時間を測定し上
式（１９）に代入し最小２乗近似等により係数ａ10，ａ
11，ａ12，ａ13を求める。
粉体，配管によつて決定される係数、ｆは音波の波長、
ｆ０は粉体の境界波長を表す。θ1(ｔ)は音波の伝達時
間、θ10は粉体がない時の音波の伝散時間を表す。この
θ10は予め粉体がない場合に測定しておく。また、
ａ10，ａ11，ａ12は、搬送配管の大きさ，形状，粉体の
粒径分布等によつて決定される定数である。微粉炭の場
合、この境界となる波長が数ＫＨｚであるのが、この境
界となる波長ｆ０は粉体の粒径分布，密度等の物性によ
り決定される定数である。この波長ｆ０は、実測により
選択される。具体的には、その測定する部分に波長を変
更できる発信器及び受信器を設置し、粉体を供給したと
きとしないときに等しい経過時間となる波長を選択し、
これをｆ０とする。またこの時に測定に用いる波長にお
いては様々な粉体濃度に対して音波伝達時間を測定し上
式（１９）に代入し最小２乗近似等により係数ａ10，ａ
11，ａ12，ａ13を求める。
以上の操作により音波素子２と音波素子３の間の粉体濃
度Ｃ1(t)を検出する。同様の操作を音波素子７と温波素
子８の間でも行なう。ここで得られた音波の伝達時間を
θ2(t)、粉体濃度をC2(t) とする。
度Ｃ1(t)を検出する。同様の操作を音波素子７と温波素
子８の間でも行なう。ここで得られた音波の伝達時間を
θ2(t)、粉体濃度をC2(t) とする。
速度算出器１３では、この粉体濃度Ｃ1(t)，Ｃ2(t)から
粉体速度Ｖを算出する。Ｃ1(t)，Ｃ2(t)の相関は前記
（１７）式に示した如く次式で表現される。
粉体速度Ｖを算出する。Ｃ1(t)，Ｃ2(t)の相関は前記
（１７）式に示した如く次式で表現される。
このφ（τ）が最大となるτが、時刻ｔにおいて距離Ｌ
ａだけ離れた部分を粉体が通過するのにかかつた時間τ
(ｔ)を表す。従つて粉体の速度は下式で表現される。
ａだけ離れた部分を粉体が通過するのにかかつた時間τ
(ｔ)を表す。従つて粉体の速度は下式で表現される。
濃度算出器１２ではＣ1(ｔ)，Ｃ2(ｔ)から平均粉体濃度
Ｃａ(ｔ)を算出する。この平均粉体濃度は、以下の式で
表現される。
Ｃａ(ｔ)を算出する。この平均粉体濃度は、以下の式で
表現される。
供給量算出器１４では粉体速度Ｖ(ｔ)と粉体濃度Ｃａ
(ｔ)から下式により粉体供給量(ｔ)を算出する。
(ｔ)から下式により粉体供給量(ｔ)を算出する。
Ｆ(ｔ)＝Ｖ(ｔ)Ｃａ(ｔ) …(24) 本実施例特有の効果としては、濃度の平均化の処理を行
なつているので、粉体供給量の算出の精度が高い点であ
る。
なつているので、粉体供給量の算出の精度が高い点であ
る。
実施例２ 次に、本発明の実施例２を第２図により説明する。装置
構成は、実施例１と同様である。実施例１との相違点は
粉体速度の算出方法にある。実施例１では、相関を求め
るのに、濃度を用いたが、本実施例では、音波伝達時間
の信号を直接用いる。すなわち、速度算出器１３を音波
検知器５及び１０と接続したものである。
構成は、実施例１と同様である。実施例１との相違点は
粉体速度の算出方法にある。実施例１では、相関を求め
るのに、濃度を用いたが、本実施例では、音波伝達時間
の信号を直接用いる。すなわち、速度算出器１３を音波
検知器５及び１０と接続したものである。
これにより、音波の粉体による減衰の信号を直接使用す
るので、信号処理を速くなうことができ応答性が向上す
る。
るので、信号処理を速くなうことができ応答性が向上す
る。
実施例３ 本実施例は、１個の音波素子で音波の発生と検知を行な
うものである。この実施例を第３図により説明する。実
施例２との構造の相違点は、音波の発生と検知を同時に
行なうことが可能な音波素子１７，１８を設置した点で
ある。音波発生器１４は、パルスの音波を発生する。そ
して、音波素子１７で発生した音波が管の内壁の反響に
よつて音波素子１７に戻つてくる。その戻つてきた音波
を計測して実施例２と同様にして粉体供給量を測定す
る。本実施例特有の効果は音波素子１７，１８だけで粉
体供給量を測定できるので装置を簡略化できることであ
る。
うものである。この実施例を第３図により説明する。実
施例２との構造の相違点は、音波の発生と検知を同時に
行なうことが可能な音波素子１７，１８を設置した点で
ある。音波発生器１４は、パルスの音波を発生する。そ
して、音波素子１７で発生した音波が管の内壁の反響に
よつて音波素子１７に戻つてくる。その戻つてきた音波
を計測して実施例２と同様にして粉体供給量を測定す
る。本実施例特有の効果は音波素子１７，１８だけで粉
体供給量を測定できるので装置を簡略化できることであ
る。
本発明によれば、音波伝達時間により粉体濃度及び粉体
速度を検出するので、搬送ガスと独立して粉体を計測す
ることができ、搬送管路の圧力変動や粉体の濃度変化に
影響されずに正確かつ迅速に粉体供給量を測定できる。
従つて、粉体供給量の最適制御が可能となる。
速度を検出するので、搬送ガスと独立して粉体を計測す
ることができ、搬送管路の圧力変動や粉体の濃度変化に
影響されずに正確かつ迅速に粉体供給量を測定できる。
従つて、粉体供給量の最適制御が可能となる。
第１図は実施例１のシステム図、第２図は実施例２のシ
ステム図、第３図は実施例３のシステム図である。 １……搬送管、２……音波素子、４……音波発生器、５
……音波検知器、６……濃度変換器、１２……濃度算出
器、１３……速度算出器、１４……供給量算出器、１６
……粉体。
ステム図、第３図は実施例３のシステム図である。 １……搬送管、２……音波素子、４……音波発生器、５
……音波検知器、６……濃度変換器、１２……濃度算出
器、１３……速度算出器、１４……供給量算出器、１６
……粉体。
Claims (4)
- 【請求項１】搬送管を気流搬送される粉体の流量を測定
する方法であって、該搬送管を気流搬送される粉体の音
波伝達時間を測定して下式により粉体濃度を算出し、こ
の伝達時間の測定を粉体の流れ方向の複数箇所で実施し
て得られた物理量の相関より遅延時間を測定して粉体速
度を算出し、この粉体速度と前記粉体濃度の積で粉体流
量を算出することを特徴とする音波伝達時間による粉体
流量の測定方法。 Ｃ(ｔ)：粉体濃度 θ(ｔ)：音波の伝達時間 θ０ ：粉体がない時の音波の伝達時間 ａ０，ａ１，ａ２，ａ３：搬送管形状係数 ｆ ：測定する音波の波長 ｆ０ ：粉体の境界波長 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、物理量が
音波の伝達時間である音波伝達時間による粉体流量の測
定方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、物理量が
粉体濃度である音波伝達時間による粉体流量の測定方
法。 - 【請求項４】搬送管を気流搬送される粉体の流量を測定
する装置であって、粉体を気流搬送する搬送管の搬送方
向に離して複数個設けられ粉体の流れと直交方向に音波
を送る音波発生器と、この音波発生器が送る音波を受け
て搬送管を通過する粉体による音波の伝達時間を測定す
る複数の音波検出器と、該音波検出器により測定された
音波の伝達時間から下式により粉体濃度を算出する複数
の濃度算出器と、複数箇所で測定された音波の伝達時間
により得られる物理量の相関より遅延時間を測定して粉
体速度を算出する速度算出器と、粉体速度と前記粉体濃
度の積で粉体流量を算出する粉体流量算出器とを有する
ことを特徴とする音波伝達時間による粉体流量の測定装
置。 Ｃ(ｔ)：粉体濃度 θ(ｔ)：音波の伝達時間 θ０ ：粉体がない時の音波の伝達時間 ａ０，ａ１，ａ２，ａ３：搬送管形状係数 ｆ ：測定する音波の波長 ｆ０ ：粉体の境界波長
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62217843A JPH0660834B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 音波伝達時間による粉体流量の測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62217843A JPH0660834B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 音波伝達時間による粉体流量の測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461613A JPS6461613A (en) | 1989-03-08 |
| JPH0660834B2 true JPH0660834B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=16710628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62217843A Expired - Fee Related JPH0660834B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 音波伝達時間による粉体流量の測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660834B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001067050A1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-13 | Nest International N.V. | Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62217843A patent/JPH0660834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461613A (en) | 1989-03-08 |
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