JPH0882518A - スラグ厚み計測装置 - Google Patents
スラグ厚み計測装置Info
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- JPH0882518A JPH0882518A JP6218625A JP21862594A JPH0882518A JP H0882518 A JPH0882518 A JP H0882518A JP 6218625 A JP6218625 A JP 6218625A JP 21862594 A JP21862594 A JP 21862594A JP H0882518 A JPH0882518 A JP H0882518A
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Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼炉の火炉内壁に付着するスラグの厚みを
計測する装置に関し、遅れエコーの発生を防止し、精度
を向上する。 【構成】 炉壁１の炉内１０側にはスラグ２が付着して
おり、炉壁１には炉内１０側の一部がテーパ形状をした
遅延材４が挿入され、超音波送受信器５からの超音波を
探触子３から発する。超音波の送信波７は炉内側端面８
で一部が反射して端面エコーを発生し、更にスラグ２内
を通り、スラグ炉内側表面９で全反射してスラグ面エコ
ーを発する。両エコーの時間間隔よりスラグの厚さが計
測されるが、遅延材４のテーパ形状により遅延材の途中
の側面での反射が生じないのでこれに伴う遅れエコーの
発生がなく、エコーの重なりがないので正確な計測がで
きる。
計測する装置に関し、遅れエコーの発生を防止し、精度
を向上する。 【構成】 炉壁１の炉内１０側にはスラグ２が付着して
おり、炉壁１には炉内１０側の一部がテーパ形状をした
遅延材４が挿入され、超音波送受信器５からの超音波を
探触子３から発する。超音波の送信波７は炉内側端面８
で一部が反射して端面エコーを発生し、更にスラグ２内
を通り、スラグ炉内側表面９で全反射してスラグ面エコ
ーを発する。両エコーの時間間隔よりスラグの厚さが計
測されるが、遅延材４のテーパ形状により遅延材の途中
の側面での反射が生じないのでこれに伴う遅れエコーの
発生がなく、エコーの重なりがないので正確な計測がで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石炭燃焼炉、ガス化炉、
等の火炉内壁に付着するスラグ厚み計測装置に関する。
等の火炉内壁に付着するスラグ厚み計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭燃焼炉、石炭ガス化炉等の火炉内壁
に付着するスラグ（石炭に含まれる灰分が高温１５００
℃程度で溶け液状になったものであり、１２００℃以下
では凝固して固体となる）の厚みはそれが大きくなると
炉の運転に支障があるため常時モニタする必要がある。
炉内は高温のため、スラグ厚みを計測するセンサ、等の
物体を挿入できないため、炉の外側より計測する必要が
あるが、従来は図４に示すような超音波を使った計測方
法を使用していた。
に付着するスラグ（石炭に含まれる灰分が高温１５００
℃程度で溶け液状になったものであり、１２００℃以下
では凝固して固体となる）の厚みはそれが大きくなると
炉の運転に支障があるため常時モニタする必要がある。
炉内は高温のため、スラグ厚みを計測するセンサ、等の
物体を挿入できないため、炉の外側より計測する必要が
あるが、従来は図４に示すような超音波を使った計測方
法を使用していた。
【０００３】図４において、炉壁１の炉内１０側にスラ
グ２が付着している。この付着厚みを計測する場合に、
超音波探触子３より超音波をスラグ２内に入射するが、
スラグ２は高温のため、直接探触子３を接触させること
ができないこと、及び炉壁１は耐火材で構成され、通常
多孔質なため超音波は透過しないことにより、超音波が
透過しやすい遅延材２４を炉壁１に挿入し、これを介し
てスラグ２内に超音波を入射している。５は超音波送受
信器であり、探触子３を作動させて超音波を送信すると
ともに、探触子３で受信された受信信号を増幅し、オシ
ロスコープ６に出力する。そしてオシロスコープ６にて
送受信信号をモニタする。
グ２が付着している。この付着厚みを計測する場合に、
超音波探触子３より超音波をスラグ２内に入射するが、
スラグ２は高温のため、直接探触子３を接触させること
ができないこと、及び炉壁１は耐火材で構成され、通常
多孔質なため超音波は透過しないことにより、超音波が
透過しやすい遅延材２４を炉壁１に挿入し、これを介し
てスラグ２内に超音波を入射している。５は超音波送受
信器であり、探触子３を作動させて超音波を送信すると
ともに、探触子３で受信された受信信号を増幅し、オシ
ロスコープ６に出力する。そしてオシロスコープ６にて
送受信信号をモニタする。
【０００４】ここで、送受信の状況を説明すると、探触
子３より発せられた超音波の送信波７は遅延材２４の中
を伝播し、その炉内側端面８にて一部反射されるが残り
はスラグ２の中に入射される。スラグ２内に入射された
超音波はスラグ２の炉内側表面９にて全反射され、７′
で示すように送信と同じ経路を通って探触子３にて受信
される。
子３より発せられた超音波の送信波７は遅延材２４の中
を伝播し、その炉内側端面８にて一部反射されるが残り
はスラグ２の中に入射される。スラグ２内に入射された
超音波はスラグ２の炉内側表面９にて全反射され、７′
で示すように送信と同じ経路を通って探触子３にて受信
される。
【０００５】その時のオシロスコープ６でのモニタ例を
図５に示す。図５において、横軸は送信時を基準とした
時間であり、縦軸は受信信号の強度である。送信波７は
時間０の所にあり、それよりｔ1 時間経過した所に遅延
材端面８でのエコー１１が現れ、更にｔ3 経過の所にス
ラグの炉内側表面９でのスラグ面エコー１２が現れる。
図５に示す。図５において、横軸は送信時を基準とした
時間であり、縦軸は受信信号の強度である。送信波７は
時間０の所にあり、それよりｔ1 時間経過した所に遅延
材端面８でのエコー１１が現れ、更にｔ3 経過の所にス
ラグの炉内側表面９でのスラグ面エコー１２が現れる。
【０００６】エコー１１とエコー１２との時間差ｔ3 が
スラグ２内での超音波の往復伝播時間である。スラグ２
の厚みＬとこのｔ3 の大きさとは次式の関係にあるた
め、スラグの厚みＬを求めることができる。
スラグ２内での超音波の往復伝播時間である。スラグ２
の厚みＬとこのｔ3 の大きさとは次式の関係にあるた
め、スラグの厚みＬを求めることができる。
【０００７】Ｌ＝（ｔ3 ／２）×Ｃ； ここで、Ｌ：ス
ラグ厚み（ｍ）、Ｃ：スラグ内での超音波音速（ｍ／se
c ）である。
ラグ厚み（ｍ）、Ｃ：スラグ内での超音波音速（ｍ／se
c ）である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来例では遅延材２４
を用いることにより高温スラグ２の厚みを計測できた
が、遅延材の長さが大きくなると遅れエコーと呼ばれる
別のエコーが発生し、スラグ面からのエコーの判別を困
難にする問題点があった。
を用いることにより高温スラグ２の厚みを計測できた
が、遅延材の長さが大きくなると遅れエコーと呼ばれる
別のエコーが発生し、スラグ面からのエコーの判別を困
難にする問題点があった。
【０００９】遅れエコーとは、図６（ｂ）に示すよう
に、遅延材の側面に当った縦波がＡ点で横波に変わり
（モード変換という）、さらにＢ点で再び縦波に変って
探触子に戻るためである。また、横波での複数回の側面
反射もあるなど各種の経路があるため、図６（ａ）に示
すようにＢ′、Ｂ′′、Ｂ′′′と多数のエコー１３を
生じることである。遅れエコー１３が底面エコーＢより
遅れる時間Δｔは次式により求められる。
に、遅延材の側面に当った縦波がＡ点で横波に変わり
（モード変換という）、さらにＢ点で再び縦波に変って
探触子に戻るためである。また、横波での複数回の側面
反射もあるなど各種の経路があるため、図６（ａ）に示
すようにＢ′、Ｂ′′、Ｂ′′′と多数のエコー１３を
生じることである。遅れエコー１３が底面エコーＢより
遅れる時間Δｔは次式により求められる。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで、ＣL ：縦波の音速、ＣS ：横波の
音速である。これにより、一応判別はできるが、図７に
示すように遅れエコー１３が計測対象とするスラグ面か
らのエコー１２と重なるため、それが判別できにくいと
ゆう問題点があった。
音速である。これにより、一応判別はできるが、図７に
示すように遅れエコー１３が計測対象とするスラグ面か
らのエコー１２と重なるため、それが判別できにくいと
ゆう問題点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、超音波が伝播する遅延材の形状を炉
内に向って一部又は全長が超音波の拡り角に合わせてテ
ーパ状に広がった形状として遅れエコーが発生しない形
状とした計測装置とする。
を解決するために、超音波が伝播する遅延材の形状を炉
内に向って一部又は全長が超音波の拡り角に合わせてテ
ーパ状に広がった形状として遅れエコーが発生しない形
状とした計測装置とする。
【００１３】即ち、本発明は、燃焼炉の炉壁を貫通して
挿入した遅延材と、その一端に設けた探触子から前記遅
延材を介して超音波を受発信し、同超音波の伝播時間に
より炉内の前記炉壁に付着したスラグ厚みを計測するス
ラグ厚み計測装置において、前記遅延材は前記探触子と
スラグの間で前記炉内に向って広がったテーパ状である
ことを特徴とするスラグ厚み計測装置を提供する。
挿入した遅延材と、その一端に設けた探触子から前記遅
延材を介して超音波を受発信し、同超音波の伝播時間に
より炉内の前記炉壁に付着したスラグ厚みを計測するス
ラグ厚み計測装置において、前記遅延材は前記探触子と
スラグの間で前記炉内に向って広がったテーパ状である
ことを特徴とするスラグ厚み計測装置を提供する。
【００１４】
【作用】本発明はこのような手段により、探触子から発
射した送信波は、遅延材が炉内に向って広がったテーパ
形状であり、このテーパ形状を超音波の拡がり角に合わ
せておくと超音波は遅延材の側面に当って反射すること
なくそのまま伝播する。伝播した超音波は炉内側端面で
一部が反射し、残りがスラグ内に入り、スラグ表面で全
反射し、再び遅延材を伝播して探触子に戻ってくる。こ
の時の炉内側端面で反射した際に生ずる遅延材端面エコ
ーとスラグ表面で反射した際に生ずるスラグ面エコーと
の時間差よりスラグの厚さが求まるが、遅延材の側面で
の反射で生ずる遅れエコーが発生しないので前述のエコ
ーと遅れエコーとの重なりもなく、スラグの厚みを正確
に計測することができる。
射した送信波は、遅延材が炉内に向って広がったテーパ
形状であり、このテーパ形状を超音波の拡がり角に合わ
せておくと超音波は遅延材の側面に当って反射すること
なくそのまま伝播する。伝播した超音波は炉内側端面で
一部が反射し、残りがスラグ内に入り、スラグ表面で全
反射し、再び遅延材を伝播して探触子に戻ってくる。こ
の時の炉内側端面で反射した際に生ずる遅延材端面エコ
ーとスラグ表面で反射した際に生ずるスラグ面エコーと
の時間差よりスラグの厚さが求まるが、遅延材の側面で
の反射で生ずる遅れエコーが発生しないので前述のエコ
ーと遅れエコーとの重なりもなく、スラグの厚みを正確
に計測することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るスラ
グ厚み計測装置の構成図、図２は図１における遅延材の
外形寸法を示す図である。図１において、符号１乃至３
及び５乃至１０は図４の従来例と同じであるので詳しい
説明は省略し、そのまま引用して説明する。本発明の特
徴となる部分は遅延材４の部分にあり、遅延材４は図２
に示すようにテーパ状としたものである。
的に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るスラ
グ厚み計測装置の構成図、図２は図１における遅延材の
外形寸法を示す図である。図１において、符号１乃至３
及び５乃至１０は図４の従来例と同じであるので詳しい
説明は省略し、そのまま引用して説明する。本発明の特
徴となる部分は遅延材４の部分にあり、遅延材４は図２
に示すようにテーパ状としたものである。
【００１６】遅延材４としては、図１、２に示すように
炉内側の直径を少くとも探触子３から発する送信波７の
拡がり角に合せて炉外側より大きくし、テーパ状とした
ものを用いる。遅延材４の形状・寸法を図２に示す。超
音波の拡がり角θは通常次式で表される。
炉内側の直径を少くとも探触子３から発する送信波７の
拡がり角に合せて炉外側より大きくし、テーパ状とした
ものを用いる。遅延材４の形状・寸法を図２に示す。超
音波の拡がり角θは通常次式で表される。
【００１７】θ≒１４０×λ／Ｄ（度）；ここで、λ：
超音波波長、Ｄ：探触子直径である。
超音波波長、Ｄ：探触子直径である。
【００１８】遅延材材質をセラミック、超音波周波数を
２ＭHzとすると、λは５mm程度である。Ｄを２０mmとす
るとθは３５°である。
２ＭHzとすると、λは５mm程度である。Ｄを２０mmとす
るとθは３５°である。
【００１９】図２に示すように、遅延材の超音波入射側
の直径をｄ、長さをＬ1 とすると、 ｄ1 ＝２×Ｌ1 ×tan （θ／２）；となる。
の直径をｄ、長さをＬ1 とすると、 ｄ1 ＝２×Ｌ1 ×tan （θ／２）；となる。
【００２０】テーパの長さＬ2 は、Ｌ2 ＝１／２×（ｄ
1 −ｄ）／tan （θ／２）；となる。
1 −ｄ）／tan （θ／２）；となる。
【００２１】Ｌ1 を１００mm、ｄを２０mmとすると、ｄ
1 ＝６３mm、Ｌ2 ＝６８となる。
1 ＝６３mm、Ｌ2 ＝６８となる。
【００２２】このようなテーパ状の形状・寸法の遅延材
４を用いると、図１において探触子３より発射された超
音波の送信波７は途中で遅延材４の側面に当ることなく
遅延材４の内部を伝播し、その端面８にて一部反射され
るが、残りはスラグ２の中に入射される。スラグ２内に
入射された超音波はスラグの表面９にて全反射され、送
信と同じ経路を通って探触子３にて受信される。
４を用いると、図１において探触子３より発射された超
音波の送信波７は途中で遅延材４の側面に当ることなく
遅延材４の内部を伝播し、その端面８にて一部反射され
るが、残りはスラグ２の中に入射される。スラグ２内に
入射された超音波はスラグの表面９にて全反射され、送
信と同じ経路を通って探触子３にて受信される。
【００２３】この場合，遅延材４は超音波の拡がり角に
合せ、テーパ状となっているため側面に当っての反射波
がなくなり、遅れエコーが発生しないので、図５のよう
にスラグ面からのエコー１２を明瞭に判別できるためス
ラグ厚みを精度良く計測できる。
合せ、テーパ状となっているため側面に当っての反射波
がなくなり、遅れエコーが発生しないので、図５のよう
にスラグ面からのエコー１２を明瞭に判別できるためス
ラグ厚みを精度良く計測できる。
【００２４】図３は遅延材の形状を変えた第２実施例
で、遅延材１４として全長をラッパ状にテーパ形状とし
たものである。この場合は寸法ｄ′の一端より探触子か
ら超音波を発し、テーパの形状を少くとも超音波の拡が
り角度に合わせるようにすれば、前述の第１実施例と同
様の作用、効果を奏するものである。
で、遅延材１４として全長をラッパ状にテーパ形状とし
たものである。この場合は寸法ｄ′の一端より探触子か
ら超音波を発し、テーパの形状を少くとも超音波の拡が
り角度に合わせるようにすれば、前述の第１実施例と同
様の作用、効果を奏するものである。
【００２５】なお、本発明の計測装置は、スラグの厚み
測定の実施例で説明したが、これに限定されず、溶鉄、
溶鋼の厚み、回収ボイラ炉内のチャー厚み、等にも適用
できるものである。
測定の実施例で説明したが、これに限定されず、溶鉄、
溶鋼の厚み、回収ボイラ炉内のチャー厚み、等にも適用
できるものである。
【００２６】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
においては、超音波が伝播する遅延材の形状を炉内に向
って広がったテーパ状として遅れエコーが発生しないよ
うな構成としたので、遅れエコーの発生によるエコーの
重なりがなく、炉内のスラグ厚みを精度良く計測できる
ため、炉の運転状態を的確に把握でき、運転効率の向
上、安全性の向上に寄与するため産業上有益である。
においては、超音波が伝播する遅延材の形状を炉内に向
って広がったテーパ状として遅れエコーが発生しないよ
うな構成としたので、遅れエコーの発生によるエコーの
重なりがなく、炉内のスラグ厚みを精度良く計測できる
ため、炉の運転状態を的確に把握でき、運転効率の向
上、安全性の向上に寄与するため産業上有益である。
【図１】本発明の第１実施例に係るスラグ厚み計測装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例における遅延材の寸法を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の第２実施例における遅延材の外形を示
す図である。
す図である。
【図４】従来のスラグ厚み計測装置の構成図である。
【図５】スラグ厚み計測装置の一般的な波形図で、遅れ
エコーがない時のエコーの状態を示す。
エコーがない時のエコーの状態を示す。
【図６】従来の計測装置で発生する遅れエコーの説明図
で、（ａ）は探傷波形図、（ｂ）は超音波の経路図をそ
れぞれ示す。
で、（ａ）は探傷波形図、（ｂ）は超音波の経路図をそ
れぞれ示す。
【図７】従来の計測装置での遅れエコーがある時の波形
図である。
図である。
１ 炉壁 ２ スラグ ３ 探触子 ４ 遅延材 ５ 超音波送受信器 ６ オシロスコープ ７ 送信波 ８ 炉内側端面 ９ スラグ炉内側表面 １０ 炉内 １４ 遅延材
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼炉の炉壁を貫通して挿入した遅延材
と、その一端に設けた探触子から前記遅延材を介して超
音波を受発信し、同超音波の伝播時間により炉内の前記
炉壁に付着したスラグ厚みを計測するスラグ厚み計測装
置において、前記遅延材は前記探触子とスラグの間で前
記炉内に向って広がったテーパ状であることを特徴とす
るスラグ厚み計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218625A JPH0882518A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | スラグ厚み計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6218625A JPH0882518A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | スラグ厚み計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882518A true JPH0882518A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16722892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6218625A Withdrawn JPH0882518A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | スラグ厚み計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882518A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020052748A (ko) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | 이구택 | 고로 노벽에 충진된 압입재를 이용한 노벽 두께측정장치 |
| TWI456162B (zh) * | 2012-01-20 | 2014-10-11 | China Steel Corp | 高爐冷卻壁厚度超音波量測方法及其裝置 |
| JP2018179790A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 日立造船株式会社 | 空隙判定方法、空隙判定システム及び弾性波検出方法 |
| CN113654501A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-11-16 | 温州广业建设有限公司 | 一种用于楼房建设质检的楼层地板高度检测装置 |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP6218625A patent/JPH0882518A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020052748A (ko) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | 이구택 | 고로 노벽에 충진된 압입재를 이용한 노벽 두께측정장치 |
| TWI456162B (zh) * | 2012-01-20 | 2014-10-11 | China Steel Corp | 高爐冷卻壁厚度超音波量測方法及其裝置 |
| JP2018179790A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 日立造船株式会社 | 空隙判定方法、空隙判定システム及び弾性波検出方法 |
| CN113654501A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-11-16 | 温州广业建设有限公司 | 一种用于楼房建设质检的楼层地板高度检测装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |