JPH07311061A

JPH07311061A - 非接触流量測定方法

Info

Publication number: JPH07311061A
Application number: JP6105188A
Authority: JP
Inventors: Takao Miyazaki; 孝雄宮崎; Takeshi Tada; 健多田; Hiroaki Sato; 博明佐藤; Hajime Yamashita; 元山下
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融スラグ等の流量測定のしにくい流体につ
いて、流量測定を可能にする方法を提供する。【構成】自由表面で囲まれた流路を流れている流体の
流量測定方法において、流体のまわりに複数の撮像装置
１を設置して、流体の断面５の視野角および方位角を測
定し、２つの撮像装置の複数の組み合わせについて、測
定された視野角および方位角から、流体の断面５の近似
的重心の位置を算出し、算出された複数の近似的重心の
位置について、その平均の位置を算出して流体の断面の
重心位置とし、この重心位置を通り、各撮像装置の前記
視野角に対応する長さの動径を各撮像装置についてそれ
ぞれ想定して、隣接する動径により作られる扇形の領域
の面積を算出し、これら扇形の領域の面積の総和により
流体の断面積を求め、この流体の断面積に、別途計測し
た流体の流速を乗じて流体の流量を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流量を非接触で
測定する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融スラグは、通常、高炉からでた後、
スラグ樋を通過してドライピットに集められるか、水砕
処理設備に送られる。溶融スラグは、１５００゜Ｃ以上
と高温である上に、熱容量が小さく、粘度が高いために
樋や接触物に付着・固化しやすく、また表面が固まって
伏流となったりするため、通常の非接触式の流量計では
流量測定が困難である。また、流れている最中に付着し
ていたスラグが溶け出し、流路が変化したりするような
極めて取扱いにくい性質をもっている。

【０００３】このような流体の流量測定については、次
のようなものが提案されている。例えば、特開平３ー１
７２０８号公報で提案された技術（以下、従来技術と
呼ぶ）は、スラグ流路樋に溢流堰を設け、スラグ流のレ
ベルをサーモカメラで検出した後、所定の式に従って流
量を測定するものである。

【０００４】特開昭６２ー２２９０３０号公報で提案さ
れた技術（以下、従来技術と呼ぶ）は、まず、スラグ
樋の断面をスラグが流れていない時にレーザ距離計を走
査してその断面形状を記憶しておき、次に、スラグが流
れている状態で同様にレーザ距離計で表面レベルを計測
し、それらの差からスラグ流の断面積を求める方法が示
されている。

【０００５】これらに対して、特開昭５４ー１２３０６
０号公報、特開平４ー２３８２２６号公報において提案
された技術（以下、従来技術と呼ぶ）は、スラグ流を
空中に自由落下させ、スラグ流量を空間で測定する技術
である。この技術では、スラグ流を流路の途中において
堰止めて溶融スラグ溜を作り、その溜の底に開口した一
定面積をもつノズルから、ヘッド圧により一定の断面積
をもつスラグ流を流出させる。この条件で流速を計測
し、流量を測定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでに提
案された従来技術は、いずれもこれら溶融スラグのもつ
特性を必ずしも解決したものとなっていないため、一定
の精度を保ち、かつ長期的な使用に耐えられる技術はま
だ確立されていない。

【０００７】まず、従来技術では、経験によれば、堰
の縁へのスラグの付着・固化により、堰を所定の形状に
保つことは不可能である。従って、一回の測定毎に付着
スラグの除去作業なしには正確な測定はできないと言え
る。

【０００８】次に、従来技術の場合、スラグの表面が
固まった伏流状態になった時は測定困難になる。確か
に、最初の樋断面形状測定においては、スラグの付着の
影響が入っている。しかし、仮に、伏流が発生しない場
合でも、スラグが流れると次第に付着したスラグが再溶
融し始めるため、初期データが信頼できなくなる困難が
避けられない。このことを考慮した場合でも、今度は、
いつも完全に再溶融するとも限らないので、やはり、初
期データが信頼できなくなる。

【０００９】また、これらの従来技術（、）におけ
る樋等の流路を流れる流体については、流路の壁面との
摩擦により壁面付近の流速は流路の中心部に比べてかな
り遅い。流路の断面で見ると、断面内に流速分布が存在
するため、流路の表面の流速が必ずしも断面の平均流速
にはなっていない。特に、スラグや凝固直前の溶融金属
等の粘性の高い流体の場合、断面内の流速分布は大き
く、表面の流速を断面の平均流速とすることはできな
い。流量測定においては、流量を断面積に流速を乗じて
求めるので、このように流速分布が大きい樋等の流路を
流れる流体については、流量測定の精度が低いという問
題がある。

【００１０】最後に、従来技術の方法では、樋等の流
路で測定するのではなく、自由表面で囲まれた状態で測
定している。そのため、流体に接触するのは大気のみで
あり、摩擦の影響が殆ど無くなるため、従来技術、
において問題となった流体の断面内の流速分布の影響が
除去できる。従って、従来法の中では最も信頼性がある
と言える。しかし、ヘッド圧により一定断面積をもつス
ラグ流が流出するという条件を作らねばならないので、
次のような問題がある。

【００１１】この技術では、スラグ溜の流出ノズルの開
口断面積を、スラグ流の溜への最大流入量と流出流量
が、適当なヘッド高さでバランスがとれるように設計し
なければならない。開口断面積が大きすぎると、スラグ
流がノズルの開口断面全体を満たさないため、測定原理
の前提（断面積一定）が崩れて計測不能になる。他方、
小さく設定したとすると、スラグ溜からスラグがオーバ
ーフローする危険性がある。オーバーフロー事故は安全
上の問題に加えて、設備停止が避けられず絶対に避けな
ければならない。

【００１２】また、ノズルがスラグの付着により狭くな
った場合、やはり、測定原理の前提（断面積一定）が崩
れて計測不能になる。そうなると、スラグがオーバーフ
ローする危険性も生じる。従って、現実的には、スラグ
溜を流路途中に設けて流量を測定することは極めて難し
い。

【００１３】これら、従来技術の欠点を解決するために
は、以下の２つの条件を満たさねばならない。一つは、
溶融スラグ等の流体の流量の測定方法は完全に非接触測
定であること、もう一つは、スラグ等の流体の流路
（樋）の途中で特別な堰や溜を必要としない測定法であ
ることである。本発明は、このような考えにもとずいて
なされたもので、溶融スラグ等の流体の流路への凝固・
付着に伴う問題点をなくし、通常の樋を流れて来る溶融
スラグ等の流体について、長時間にわたって安定した流
量測定を可能にする方法を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、自由
表面で囲まれた流路を流れている流体の流量測定方法に
おいて、（イ）流体のまわりに複数の撮像装置を設置し
て、流体の断面の視野角および方位角を測定し、（ロ）
２つの撮像装置の複数の組み合わせについて、測定され
た視野角および方位角から、流体の断面の近似的重心の
位置を算出し、（ハ）算出された複数の近似的重心の位
置について、その平均の位置を算出して流体の断面の重
心位置とし、（ニ）この重心位置を通り、各撮像装置の
前記視野角に対応する長さの動径を各撮像装置について
それぞれ想定して、隣接する動径により作られる扇形の
領域の面積を算出し、（ホ）これら扇形の領域の面積の
総和により流体の断面積を求め、（ヘ）この流体の断面
積に、別途計測した流体の流速を乗じて流体の流量を測
定することを特徴とする流量測定方法である。

【００１５】請求項２の発明は、流体が樋から空中に流
出した直後において、各々の光軸が直角をなすように２
台の撮像装置を設置し、１台が流体の幅、他の１台が流
体の厚さを同時に計測し、それらの値から樋の断面形状
に応じた面積の公式を用いて流体の断面積を求め、この
流体の断面積に、別途計測した流体の流速を乗じて流量
を測定することを特徴とする流量測定方法である。

【００１６】

【作用】複数の撮像装置により流体の断面積Ｓをもとめ
る原理を以下に示す。溶融スラグ流等の流体の断面形状
は、樋から空中に飛び出した後、十分落下したのちは、
局所的には円弧（楕円の弧）と見なせる曲線で囲まれた
形状をなす。まず、２台以上ｎ台の撮像装置を、流体を
取り囲むようにほぼ同一面内に、かつ、流体断面が各撮
像装置の視野内に入るように、各撮像装置の光軸方向お
よび位置を設定する。

【００１７】図２は、撮像装置の校正方法を示す概念図
である。図中、Ｌは測定対象の線分長、Ｒは測定対象ま
での距離、αは視野角、ｌは像の寸法をそれぞれ示し、
添字"₀ "は校正用の既知の値を示す。図２に示すよう
に、各撮像装置については、測定対象が焦点深度内に入
るように調整するとともに、あらかじめ校正を実施す
る。その際、一定距離Ｒ₀における測定対象線分長Ｌ₀
と撮像装置の検出像線分長ｌ₀の比（倍率ｍ）、および
その時の視野角α₀の定量関係を求めておく。 α₀＝Ｌ₀／Ｒ₀ ｍ＝Ｌ₀／ｌ₀

【００１８】次に、撮像装置で直接検出される量は、対
象の線分像長ｌであり、従って対象が張る視野角αであ
る。式で表すと次のようになる。 α＝α₀・（ｌ／ｌ₀）これは前述の校正により求められた関係により次のよう
に書き換えられる。 α＝ｍ・（ｌ／Ｒ₀）対象の実際の長さＬは、対象までの距離Ｒが判明しては
じめて次式でもとめられ、次のように表される。Ｌ＝α・Ｒ＝ｍ・ｌ・（Ｒ／Ｒ₀）（１）

【００１９】図３は、２台の撮像装置による流体断面の
近似的重心の位置を求める原理を説明する概念図であ
る。図中、５は流体断面、Ｐ_k、Ｐ_k+1は、２つの撮像
装置ｋ、ｋ＋１の設置位置を示し、αは視野角、θは方
位角をそれぞれ示す。その他の記号は、以下の説明でそ
の都度説明する。ここで、流体断面５は、流体の断面積
の測定を行うために設定された平面、即ち撮像装置を設
定している平面による流体の切断面である。

【００２０】図３において、２つの撮像装置ｋ、ｋ＋１
についてまず考えると、この２つの撮像装置において、
撮像装置の光軸方位角Θ_k,k+1、Θ_k+1,kは撮像装置の
設定方向から既知の値である。なお、ここで、撮像装置
ｋの位置と撮像装置ｋ＋１の位置をむすぶ線分Ｐ_kＰ
_k+1を方位角の基準とする。

【００２１】このようにすると、まず、各撮像装置から
見た流体断面の張る視野角α_k、α _k+1が検出される。
また、同時に、流体断面の中心方向も検出できる。各撮
像装置（ｋ又はｋ＋１）から見た流体断面の中心方向
が、他の撮像装置（ｋ＋１又はｋ）となす角度を中心方
向方位角と呼び、θ_k,k+1、θ_k+1,kで表す。これら
は、撮像装置光軸（中心線）と断面線像中心線のなす角
をδ_k、δ_k+1（方向を含む）とすると、次式で測定さ
れる。

【００２２】θ_k,k+1＝Θ_k,k+1＋δ_k θ_k+1,k＝Θ_k+1,k＋δ_k+1 （２）ここで、２つの撮像装置の距離は既知であるから、三角
形の幾何学原理（三角測量の原理）により、２つの撮像
装置から見た流体断面の断面線像中心線の交点が求ま
る。この交点を、これら２つの撮像装置から見た流体断
面の近似的重心点Ｃ _k,k+1とする。

【００２３】以下、同様に２つの撮像装置の組み合わせ
をとれば、近似的重心点が順次求まる。このようにし
て、ｎ台（ｎ≧２）の撮像装置を用いれば、ｎ個の近似
的重心点が得られる。なお、式（２）において、ｋ＝ｎ
の場合については、添字" _k+1"を添字"₁" で置き換えて
算出する。また、２つの撮像装置としては、必ずしも隣
合う２つの撮像装置である必要はない。撮像装置の数が
多数の場合は、流体断面を見る方向が互いに直角に近く
なるよう選んだ方が、近似的重心点の位置の精度が高く
なる。

【００２４】最終的には、これらの近似的重心点の位置
の平均の位置を求めて、これを流体断面の重心点Ｃとす
る。重心点Ｃが明らかになれば、各撮像装置ｋから流体
断面の重心点Ｃまでの測定距離Ｒ_kが決まり、また、重
心点Ｃの方位角θ^* _k,k+1が明らかになる。

【００２５】図４は、流体断面の断面積を求める原理を
説明する概念図である。図中、Ｐ_k、Ｐ_k+1は、２つの
撮像装置ｋ、ｋ＋１の設置位置を示し、α_kは視野角、
θ^* _k,k+1は方位角、Ｄは動径、Ｓは扇形の領域をそれ
ぞれ示す。その他の記号は、以下の説明でその都度説明
する。

【００２６】各撮像装置から見た視野角α_kに対応する
動径Ｄ_kを、重心の位置に想定する。ここで、動径は各
撮像装置と重心点Ｃを結ぶ直線に垂直にとる。すると、
動径Ｄ_kの大きさは、次のようになる。動径Ｄ_kの半
分、即ち動径の半径の大きさＤ _k/2は、重心Ｃまでの距
離Ｒ_kにおける、視野角α_kの半分の視野角となる垂線
の長さであるから、Ｄ_k/2＝Ｒ_k・tan （α_k/2）となる。このようにして、動径Ｄ_kを、撮像装置の数だ
け求める。

【００２７】次に、隣接する動径の間のなす角β_kは、
各撮像装置から見た重心Ｃの方位角θ^* _k,k+1が判明し
ているので、図４に示す幾何学的関係から、以下のよう
にして求めることができる。まず、動径Ｄ_kと動径Ｄ
_k+1は直線Ｐ_kＣと直線Ｐ_k+1Ｃにそれぞれ垂直である
から、動径Ｄ_kと動径Ｄ_k+1のなす角β_kは直線Ｐ_kＣ
と直線Ｐ_k+1Ｃのなす角に等しい。

【００２８】そこで、三角形Ｐ_kＰ_k+1Ｃについて考え
ると、辺Ｐ_kＰ_k+1の両側の角は、各々の撮像装置から
見た重心Ｃの方位角θ^* _k,k+1およびθ^* _k+1,kそのも
のである。三角形の内角の和はπであるから、辺Ｐ_kＣ
と辺Ｐ_k+1Ｃのなす角はπ−（θ^* _k,k+1＋
θ^* _k+1,k）となる。従って、β_k（ラジアンで表す）
は次の式で表される。 β_k＝π−（θ^* _k,k+1＋θ^* _k+1,k）

【００２９】図４から明らかなように、流体の断面は、
ｎ個の撮像装置を利用すれば、重心Ｃを通るｎ本の動径
Ｄ_kにより分割される。従って、流体の断面積は、２ｎ
個の扇形の領域の集合と考えることができる。図４にお
いてＳ_kで示される領域の面積は、２つの動径半径の平
均値（Ｄ_k/2＋Ｄ_k+1/2）／２、即ち〔Ｒ_k・tan （α
_k/2）＋Ｒ_k+1・tan （α_k+1/2）〕/2を半径とし、上
記のβ_kを頂角とする扇形の面積で近似できる。扇形の
面積は、周知の公式（半径の２乗×中心角／２）で示さ
れる。領域Ｓ_kの面積をＳ_kで表せば、これは次式で表
される。Ｓ_k≒（Ｄ_k/2＋Ｄ_k+1/2）²・β_k／８（３）但し、Ｄ_k/2＝Ｒ_k・tan （α_k/2）である。

【００３０】以下同様にして、各部の面積を求め和をと
れば、流体全体の断面積Ｓが次の式で求められる。Ｓ≒２・（Ｓ₁＋Ｓ₂＋・・・＋Ｓn ）（４）なお、撮像装置の台数を多くする程精度が向上すること
は言うまでもない。また、流体断面の対称性が低い場合
は、重心Ｃの動径Ｄ_kの中心からのずれが大きくなるの
で、扇形の領域Ｓ_kの面積を求める際の半径の値を動径
Ｄ_kの半分とすると誤差が大きくなる。その場合は、中
心方向方位角θ_k,k+1と重心点Ｃの方位角θ^* _k,k+1の
差Δθ_k,k+1を視野角の半角に差引きして半径を求め
る。その結果、半径Ｒ_k・tan （α_k/2）の代わりに、
Ｒ_k・ tan（α_k/2＋Δθ_k,k+1）およびＲ_k・ tan
（α_k/2−Δθ_k,k+1）を２つの扇形の半径として用い
ればより正確に扇形の面積が得られる。

【００３１】次に、請求項２の発明について説明する。
これは特殊なケースとして、流体の自由表面の断面の形
状が予測できる場合の流量測定方法である。スラグ流等
の流体が樋から空中に飛び出した直後で測定する場合を
考える。この場合、スラグ流等の流体の断面は、その流
体が流れて来た樋の断面形状を維持している。そこで、
２台の撮像装置の光軸が直角をなすように設置すること
により、スラグ流等の流体の幅Ｗとスラグ流等の流体厚
Ｈが測定できる。従って、スラグ流等の流体の断面積
は、樋の断面形状に応じた面積の公式から直ちに得られ
る。

【００３２】ここで、樋の断面形状としては角形又はＶ
字形とするのが望ましい。その場合、流体の断面が長方
形又は三角形となるので、流体の断面積は、長方形の面
積の公式：Ｓ＝Ｗ×Ｈ、又は三角形の面積の公式：Ｓ＝
Ｗ×Ｈ／２から、簡単に求めることができる。

【００３３】

【実施例】図１（ａ）は、流体断面積の測定のための断
面形状の計測方法を示す図である。図中、１は撮像装
置、２は光電変換素子、３は撮像装置光軸、４は溶融ス
ラグ等の流体、５は流体の測定部断面、６は流体の樋、
７は光電変換素子のスラグ表面視野領域をそれぞれ示
す。

【００３４】図１（ｂ）は、測定システム全体のブロッ
ク図を示す。図中、１は撮像装置、２は光電変換素子、
８は画像処理装置、９は増幅器、１０は相互相関演算装
置、１１は演算装置、１２は表示装置、τは前述の相互
相関関数が極大値を示す時間差、ωは瞬時流量、Ωはω
を積分した積算流量、Ｓは流体の断面積をそれぞれ示
す。

【００３５】撮像装置１で捕らえた対象の断面線像は画
像処理装置８で処理され、線幅がＡ／Ｄ変換されて演算
装置１１に入力される。演算装置１１では、あらかじめ
校正された変換係数をかけて実際のスラグ流等の流体幅
に変換し、断面積Ｓを計算する。そして、別途求めた流
速値Ｖと断面積Ｓの積を演算し瞬時流量ωをもとめる。
また、ωを積分して積算流量Ωが計算される。本発明
は、溶融スラグをはじめ、溶融金属等の流体の流量測定
に適用できることは言うまでもない。

【００３６】ところで、高炉スラグから水砕スラグを製
造するに際し、スラグ流等の流体量測定は重要である。
ひとつの理由は、スラグ流等の流体量と冷却水量の比率
が水砕スラグの品質を決定すること、もう一つは、冷却
廃水から効率的に排熱回収するためには、スラグ流等の
流体量に比例して冷却水量をコントロールする必要があ
ることによる。

【００３７】図５に、本発明を水砕スラグ製造の際のス
ラグ流等の流体量計測に適用した例を示す。図中、１は
撮像装置、２は光電変換素子、３は撮像装置光軸、４は
溶融スラグ等の流体、５は流体の測定部断面、６は流体
の樋、７は光電変換素子のスラグ表面視野領域、１３は
水流ジェット、１４は水砕スラグ、１５は防護壁、１６
は測定孔をそれぞれ示す。ここで、画像処理装置８、増
幅器９、相互相関演算装置１０、演算装置１１、表示装
置１２は、図では省略した。撮像装置１にはリニアアレ
イカメラを、演算装置１１にはパーソナルコンピュータ
をそれぞれ用いた。

【００３８】この実施例の場合、スラグ流４が樋から落
下した直後に、冷却水ジェット１３があるため、樋６か
らとびだした直後で測定する方式とした。この場合、前
述したようにように樋６の出口断面の形状を長方形にす
ると、樋の出口から、空間に流出した直後のスラグ流等
の流体の断面５の断面形状は近似的に長方形とみなせ
る。特に、溶融スラグ流は、粘度が４poise と大きく、
その断面形状は、樋から空中に飛び出した直後は、ほぼ
樋断面形状を維持している。

【００３９】そこで、図５に示すように、２台のリニア
アレイカメラ１、１を光軸３、３が互いに直角をなす方
向に設置することにより、像の寸法がリニアアレイカメ
ラの検出素子数から直ちに得られる。従って、空間に流
出したスラグ流４の幅Ｗと厚さＨを測定することがで
き、その積をとれば断面積Ｓがもとまる。

【００４０】この場合、リニアアレイカメラとしては、
１０２４素子、クロックレイト１ＭＨｚのものを２台用
いた。上記視野角α₀、倍率ｍは、それぞれ１９°、７
７に設定した。また、相関流速計に関しては、２点の測
定視野間隔１６０ｍｍ、視野径１００φ、相関計のサン
プリング時間１ｍｓとした。また、各出力は、平均化処
理を実施して、数秒ないし１０秒毎に出力される。

【００４１】図６（ａ）は、スラグ流の流量ωの時間的
変化を示す図である。図中、横軸は、連続測定の経過時
間ｔ、縦軸はスラグの流量ωをそれぞれ示す。また、図
６（ｂ）は、断面積Ｓと流速Ｖの時間変化を示す図であ
る。図中、横軸は、連続測定の経過時間ｔ、縦軸はスラ
グの流速Ｖおよび断面積Ｓをそれぞれ示す。これから、
流速Ｖの時間変化は比較的小さく、流量変化は主として
断面積Ｓが変化していることによることが明らかになっ
た。

【００４２】本発明では、溶融スラグ等の流体が、その
流路において空中に自由落下する段差部を利用し、その
場所において、空中におけるスラグ流の流路断面積Ｓを
２台以上の撮像装置を用いて測定し、同時にその点にお
ける流速Ｖを、流れの方向に一定距離離れた２点の表面
輝度信号を用いた非接触相関流速計で測定し、瞬時流量
ωを流路断面積Ｓと流速Ｖの積としてもとめ、積算流量
値Ωを、瞬時流量ωを時間で積分することによって求め
ることもできる。

【００４３】ここで、流速Ｖの測定に関しては、スラグ
流等の流体の表面輝度信号がランダム信号であることに
着目したもので、流れの方向に一定距離離れた２点にお
いて得た輝度の時間関数の相互相関処理を行う。する
と、２点の距離ｄと流速Ｖに対応して、相互相関関数が
時間差τ（＝ｄ／Ｖ）において極大値を示すため、この
ピークを示す時間差τをリアルタイムで検知して流速値
Ｖ（＝ｄ／τ）を演算で求めるものである。この方法
は、特にスラグ流のように不均質な流体については、高
い測定精度が得られる。

【００４４】以上をまとめて発明の手段として表現する
と、流体の表面において、流れの方向に一定間隔をもつ
２点の表面輝度を同時に検出し、それらの相互相関処理
を行うことによって求めた流体の流速測定値を、流体の
流速として用いることを特徴とする請求項１又は２の流
量測定方法ということになる。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は流路の段差
を利用する以外は、流路に堰や溜を設ける必要がなく、
完全非接触にて溶融スラグ流等の流体量が測定できるこ
とを特徴としており、長期的な使用に伴う測定精度の低
下がなく、従来困難であったメンテナンスフリーでのス
ラグ流等の流体量の連続測定を可能とするものである。

【００４６】その結果、本発明を水砕スラグ設備に応用
してスラグ流等の流体量に応じて冷却水量を制御し、水
比制御や冷却廃水温度制御を行うことが可能となり、水
砕スラグ品質向上や排熱回収効率向上など省エネルギー
の面での貢献が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体量測定方法の原理を説明する概念
図。

【図２】撮像装置の校正方法の概念図。

【図３】流体断面の近似的重心の位置を求める原理を説
明する概念図。

【図４】流体断面の断面積求める原理を説明する概念
図。

【図５】水砕スラグ製造設備への本発明の１実施例の説
明図。

【図６】本発明によるスラグ流量測定結果を示す図。（ａ）スラグ流量測定結果。（ｂ）スラグ流断面積および流速測定結果。

【符号の説明】

１撮像装置３撮像装置光軸４流体５流体断面６樋 α 視野角 θ 方位角Ｃ重心位置Ｄ動径Ｓ扇形の領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下元東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自由表面で囲まれた流路を流れている流
体の流量測定方法において、（イ）流体のまわりに複数
の撮像装置を設置して、流体の断面の視野角および方位
角を測定し、（ロ）２つの撮像装置の複数の組み合わせ
について、測定された視野角および方位角から、流体の
断面の近似的重心の位置を算出し、（ハ）算出された複
数の近似的重心の位置について、その平均の位置を算出
して流体の断面の重心位置とし、（ニ）この重心位置を
通り、各撮像装置の前記視野角に対応する長さの動径を
各撮像装置についてそれぞれ想定して、隣接する動径に
より作られる扇形の領域の面積を算出し、（ホ）これら
扇形の領域の面積の総和により流体の断面積を求め、
（ヘ）この流体の断面積に、別途計測した流体の流速を
乗じて流体の流量を測定することを特徴とする流量測定
方法。
【請求項２】流体が樋から空中に流出した直後におい
て、各々の光軸が直角をなすように２台の撮像装置を設
置し、１台が流体の幅、他の１台が流体の厚さを同時に
計測し、それらの値から樋の断面形状に応じた面積の公
式を用いて流体の断面積を求め、この流体の断面積に、
別途計測した流体の流速を乗じて流量を測定することを
特徴とする流量測定方法。