JPH09145452A - 炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置 - Google Patents
炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH09145452A JPH09145452A JP7304565A JP30456595A JPH09145452A JP H09145452 A JPH09145452 A JP H09145452A JP 7304565 A JP7304565 A JP 7304565A JP 30456595 A JP30456595 A JP 30456595A JP H09145452 A JPH09145452 A JP H09145452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- furnace
- wave
- liquid level
- reflected wave
- elastic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉内の溶融物の液面レベルを、その液面が探
触子設置位置を通過する前後においても、高い分解能で
検出できる炉内溶融物の液面レベル測定方法を提供す
る。 【解決手段】 周囲を耐火物で覆われた炉(100) の外壁
から、炉内に向けて弾性波を放射し、その炉内壁面から
の反射波を受波して炉内溶融物(101) の液面レベルを測
定するにあたり、前記受波した反射波の波高と、前記炉
の高さ方向における前記反射波の受波位置と、前記反射
波の波高と炉内溶融物液面位置とに関して予め設定した
対応関係と、に基づいて前記液面レベルを算出する。
触子設置位置を通過する前後においても、高い分解能で
検出できる炉内溶融物の液面レベル測定方法を提供す
る。 【解決手段】 周囲を耐火物で覆われた炉(100) の外壁
から、炉内に向けて弾性波を放射し、その炉内壁面から
の反射波を受波して炉内溶融物(101) の液面レベルを測
定するにあたり、前記受波した反射波の波高と、前記炉
の高さ方向における前記反射波の受波位置と、前記反射
波の波高と炉内溶融物液面位置とに関して予め設定した
対応関係と、に基づいて前記液面レベルを算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高炉やその他の
冶金炉内における溶融物の液面レベルを測定する方法お
よびこの方法を実施するための測定装置に関するもので
ある。以下、説明の便宜上、高炉内の溶銑の液面レベル
の測定方法およびその測定装置を例にとって説明する。
冶金炉内における溶融物の液面レベルを測定する方法お
よびこの方法を実施するための測定装置に関するもので
ある。以下、説明の便宜上、高炉内の溶銑の液面レベル
の測定方法およびその測定装置を例にとって説明する。
【０００２】
【従来の技術】高炉の操業に当たって、炉底湯溜まり部
における溶銑の液面レベル（以下、単に「溶銑レベル」
という）を検知（測定）することは、操業効率を向上さ
せる上で極めて重要である。特に、溶銑レベルが許容レ
ベルを越えて上昇した場合には、羽口送風圧の上昇など
炉況の不安定化につながり、ときには出銑・出滓不良や
溶滓の逆流といったトラブルを招くに至り多大な損失と
なる。このため、従来、炉操業の監視という点からも、
溶銑レベルを検知することが不可欠な作業であった。
における溶銑の液面レベル（以下、単に「溶銑レベル」
という）を検知（測定）することは、操業効率を向上さ
せる上で極めて重要である。特に、溶銑レベルが許容レ
ベルを越えて上昇した場合には、羽口送風圧の上昇など
炉況の不安定化につながり、ときには出銑・出滓不良や
溶滓の逆流といったトラブルを招くに至り多大な損失と
なる。このため、従来、炉操業の監視という点からも、
溶銑レベルを検知することが不可欠な作業であった。
【０００３】このような高炉内の溶銑レベルを検知する
方法として、例えば、特開昭５２−１２７３５４号公報
には、炉壁に垂直探傷法超音波探触子を高さ方向に複数
個配置し、各探触子の受信する反射超音波のレベルを検
出することにより、炉内の溶銑レベルを測定するように
したものが開示されている。
方法として、例えば、特開昭５２−１２７３５４号公報
には、炉壁に垂直探傷法超音波探触子を高さ方向に複数
個配置し、各探触子の受信する反射超音波のレベルを検
出することにより、炉内の溶銑レベルを測定するように
したものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測定方法にあっては、炉壁の高さ方向に複数個
配置した超音波探触子のそれぞれのエコー信号の振幅を
単純に比較するか、あるいは各エコー信号にゲートをか
けて炉内壁からのエコー信号を取り出し、その抽出した
エコー信号を閾値と比較して２値化することにより、溶
銑あり・なしの情報を取り出して溶銑レベルを検出する
ようにしている。このため、高さ方向に複数個配置した
探触子の配置間隔と等しい測定分解能しか得られず、ま
た、閾値の設定によっても、溶銑面が探触子を配置して
いる高さを通過したことしか検知できないため、溶銑レ
ベルをきめ細かく検出することができないという問題が
あった。一方で、溶銑レベルをきめ細かく検出するため
には、多数の超音波探触子を炉壁の高さ方向に微少間隔
をもって配列する必要があり、装置のコスト高を招くと
いう別の問題があった。
た従来の測定方法にあっては、炉壁の高さ方向に複数個
配置した超音波探触子のそれぞれのエコー信号の振幅を
単純に比較するか、あるいは各エコー信号にゲートをか
けて炉内壁からのエコー信号を取り出し、その抽出した
エコー信号を閾値と比較して２値化することにより、溶
銑あり・なしの情報を取り出して溶銑レベルを検出する
ようにしている。このため、高さ方向に複数個配置した
探触子の配置間隔と等しい測定分解能しか得られず、ま
た、閾値の設定によっても、溶銑面が探触子を配置して
いる高さを通過したことしか検知できないため、溶銑レ
ベルをきめ細かく検出することができないという問題が
あった。一方で、溶銑レベルをきめ細かく検出するため
には、多数の超音波探触子を炉壁の高さ方向に微少間隔
をもって配列する必要があり、装置のコスト高を招くと
いう別の問題があった。
【０００５】この発明は、従来技術が抱える上述した問
題点に鑑みその解決のために開発されたものであって、
その第１の目的は、炉内の溶融物の液面レベルを、単一
の探触子を用い、その液面が探触子設置位置を通過する
前後の領域についても、高い分解能で検出できる炉内溶
融物の液面レベル測定方法を提供することにある。
題点に鑑みその解決のために開発されたものであって、
その第１の目的は、炉内の溶融物の液面レベルを、単一
の探触子を用い、その液面が探触子設置位置を通過する
前後の領域についても、高い分解能で検出できる炉内溶
融物の液面レベル測定方法を提供することにある。
【０００６】さらに、この発明の第２の目的は、かかる
炉内溶融物の液面レベル測定を、単一の探触子を用い
て、簡単かつ安価に実施できるように構成した炉内溶融
物の液面レベル測定装置を提供することにある。
炉内溶融物の液面レベル測定を、単一の探触子を用い
て、簡単かつ安価に実施できるように構成した炉内溶融
物の液面レベル測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、この発明は、周囲を耐火物で覆われた炉の外壁
から、炉内に向けて弾性波を放射し、その炉内壁面から
の反射波を受波して炉内溶融物の液面レベルを測定する
にあたり、前記受波した反射波の波高と、前記炉の高さ
方向における前記反射波の受波位置と、前記反射波の波
高と炉内溶融物液面位置とに関して予め設定した対応関
係と、に基づいて前記液面レベルを算出することを特徴
とするものである。
るため、この発明は、周囲を耐火物で覆われた炉の外壁
から、炉内に向けて弾性波を放射し、その炉内壁面から
の反射波を受波して炉内溶融物の液面レベルを測定する
にあたり、前記受波した反射波の波高と、前記炉の高さ
方向における前記反射波の受波位置と、前記反射波の波
高と炉内溶融物液面位置とに関して予め設定した対応関
係と、に基づいて前記液面レベルを算出することを特徴
とするものである。
【０００８】この発明の好ましい一実施形態は、前記弾
性波が放射されてから、前記反射波が受波されるまでの
反射波到達時間ｔを検出し、この検出した反射波到達時
間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ／
ｔ0 に基づいて、前記の算出された液面レベルを補正す
る方法である。
性波が放射されてから、前記反射波が受波されるまでの
反射波到達時間ｔを検出し、この検出した反射波到達時
間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ／
ｔ0 に基づいて、前記の算出された液面レベルを補正す
る方法である。
【０００９】上記第２の目的を達成するため、この発明
の炉内溶融物の液面レベル測定装置は、周囲を耐火物で
覆われた炉の外壁から、炉内に向けて弾性波を放射して
反射波を受信し、その反射波のレベルにより炉内溶融物
の液面レベルを測定する装置であって、炉外壁に設置し
た弾性波送受信手段と、この弾性波送受信手段で受信さ
れる前記炉の内壁面からの反射波の波高を検出する波高
検出手段と、この波高検出手段で検出される波高、前記
弾性波送受信手段の設置高さおよび、予め設定した前記
反射波の波高と炉内溶融物液面位置との対応関係に基づ
いて、前記炉内溶融物の液面レベルを算出する演算手段
とを設けたことを特徴とするものである。
の炉内溶融物の液面レベル測定装置は、周囲を耐火物で
覆われた炉の外壁から、炉内に向けて弾性波を放射して
反射波を受信し、その反射波のレベルにより炉内溶融物
の液面レベルを測定する装置であって、炉外壁に設置し
た弾性波送受信手段と、この弾性波送受信手段で受信さ
れる前記炉の内壁面からの反射波の波高を検出する波高
検出手段と、この波高検出手段で検出される波高、前記
弾性波送受信手段の設置高さおよび、予め設定した前記
反射波の波高と炉内溶融物液面位置との対応関係に基づ
いて、前記炉内溶融物の液面レベルを算出する演算手段
とを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】上記発明の好ましい実施形態は、さらに、
前記弾性波送受信手段から弾性波が放射されてから、該
弾性波送受信手段で前記反射波が受信されるまでの反射
波到達時間ｔを検出する反射波到達時間検出手段を有
し、この反射波到達時間検出手段で検出した反射波到達
時間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ
／ｔ0 に基づいて、前記算出される液面レベルを補正す
るよう構成したものである。
前記弾性波送受信手段から弾性波が放射されてから、該
弾性波送受信手段で前記反射波が受信されるまでの反射
波到達時間ｔを検出する反射波到達時間検出手段を有
し、この反射波到達時間検出手段で検出した反射波到達
時間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ
／ｔ0 に基づいて、前記算出される液面レベルを補正す
るよう構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】先ず、図５を参照して、この発明
による炉内溶融物の液面レベルの測定原理について説明
する。図５に示すように、固体媒質よりなる炉１の外壁
に弾性波送受信子２を取り付け、該弾性波送受信子２か
ら炉内部に弾性波、例えば超音波、を放射してその反射
波を受信する場合、観測される受信波の波高値Ｖは、炉
１の高さ方向をｘとすると、
による炉内溶融物の液面レベルの測定原理について説明
する。図５に示すように、固体媒質よりなる炉１の外壁
に弾性波送受信子２を取り付け、該弾性波送受信子２か
ら炉内部に弾性波、例えば超音波、を放射してその反射
波を受信する場合、観測される受信波の波高値Ｖは、炉
１の高さ方向をｘとすると、
【数１】 で表わされる。ここで、Ａは送受信機器の能率等で決ま
る定数、ｒ（ｘ）は炉１の壁内を伝播する弾性波が媒質
の境界面で反射する場合の反射率を表す関数、ｆ（ｘ）
は弾性波の波長および弾性波送受信子２の振動子径等で
決まる弾性波送受信の指向性を表す関数、ｈは弾性波送
受信子２の設置高さである。
る定数、ｒ（ｘ）は炉１の壁内を伝播する弾性波が媒質
の境界面で反射する場合の反射率を表す関数、ｆ（ｘ）
は弾性波の波長および弾性波送受信子２の振動子径等で
決まる弾性波送受信の指向性を表す関数、ｈは弾性波送
受信子２の設置高さである。
【００１２】ここで、指向性関数ｆ（ｘ）は、弾性波送
受信子２から放射された弾性波のうち、炉１の内壁面で
反射して弾性波送受信子２で検出される成分の、各反射
位置ｘ毎の強度で、例えば図６に示すように表わされ
る。
受信子２から放射された弾性波のうち、炉１の内壁面で
反射して弾性波送受信子２で検出される成分の、各反射
位置ｘ毎の強度で、例えば図６に示すように表わされ
る。
【００１３】また、良く知られているように、媒質の境
界面での弾性波振幅の反射率ｒは、境界面の両側の媒質
の音響的特性により決定され、例えば、図５に示すよう
に、炉１を構成する固体媒質の密度をρ0 、弾性波速度
をｃ0 とし、炉内の上側の媒質３の密度をρ1 、弾性波
速度をｃ1 とすると、固体媒質内を伝播してきた弾性波
が、該固体媒質と媒質３との境界面で反射する場合の弾
性波振幅の反射率ｒ1は、
界面での弾性波振幅の反射率ｒは、境界面の両側の媒質
の音響的特性により決定され、例えば、図５に示すよう
に、炉１を構成する固体媒質の密度をρ0 、弾性波速度
をｃ0 とし、炉内の上側の媒質３の密度をρ1 、弾性波
速度をｃ1 とすると、固体媒質内を伝播してきた弾性波
が、該固体媒質と媒質３との境界面で反射する場合の弾
性波振幅の反射率ｒ1は、
【数２】 で表わされる。
【００１４】同様に、炉内の下側の媒質４の密度を
ρ2 、弾性波速度をｃ2 とすると、固体媒質内を伝播し
てきた弾性波が、該固体媒質と媒質４との境界面で反射
する場合の弾性波振幅の反射率ｒ2 は、
ρ2 、弾性波速度をｃ2 とすると、固体媒質内を伝播し
てきた弾性波が、該固体媒質と媒質４との境界面で反射
する場合の弾性波振幅の反射率ｒ2 は、
【数３】 で表わされる。
【００１５】結局、媒質４の液面高さをｌとすると、式
（１）中の反射率関数ｒ（ｘ）は、
（１）中の反射率関数ｒ（ｘ）は、
【数４】 と表わされる。
【００１６】以上のことから、超音波送受信子２での受
信波の波高Ｖは、以下のように表される。
信波の波高Ｖは、以下のように表される。
【数５】
【００１７】すなわち、受信波の波高Ｖは、弾性波送受
信位置と液面レベルとの差のみを変数とする関数Ｆ
（ｘ）と、式（２）および（３）のようにして予め算出
できる反射率ｒ1 およびｒ2 と、予め設定可能な定数Ａ
とで表現されることになる。ここで、ｆ（ｘ）は、予め
実験的あるいは理論的に求めることができるので、Ｆ
（ｘ）をｆ（ｘ）と式（６）とによって定めておけば、
その逆関数Ｇ（ｘ）を用いて式（５）を変形した式、
信位置と液面レベルとの差のみを変数とする関数Ｆ
（ｘ）と、式（２）および（３）のようにして予め算出
できる反射率ｒ1 およびｒ2 と、予め設定可能な定数Ａ
とで表現されることになる。ここで、ｆ（ｘ）は、予め
実験的あるいは理論的に求めることができるので、Ｆ
（ｘ）をｆ（ｘ）と式（６）とによって定めておけば、
その逆関数Ｇ（ｘ）を用いて式（５）を変形した式、
【数６】 に基づいて、検出した受信波の波高Ｖから液面高さｌを
算出することができる。
算出することができる。
【００１８】また、炉１を長期間にわたって稼働させる
と、炉１の内壁から消耗し、壁の厚みｄが初期状態での
厚みｄ0 より次第に薄くなる場合がある。ここで、測定
に使用する弾性波の波長は、一般に、炉壁厚みに比べて
十分小さく、炉内壁においては遠距離音場領域内である
ことから、反射指向性ｆ（ｘ）の広がりは、炉壁の厚み
ｄに比例して小さくなる。このような炉壁の厚みｄの初
期厚みｄ0 に対する比は、弾性波の反射波の到達時間ｔ
と、その到達時間の初期値または基準値ｔ0 との比に等
しいので、ｆ（ｘ）の代わりに、ｆ（ｘ・ｔ0 ／ｔ）を
用いた式、
と、炉１の内壁から消耗し、壁の厚みｄが初期状態での
厚みｄ0 より次第に薄くなる場合がある。ここで、測定
に使用する弾性波の波長は、一般に、炉壁厚みに比べて
十分小さく、炉内壁においては遠距離音場領域内である
ことから、反射指向性ｆ（ｘ）の広がりは、炉壁の厚み
ｄに比例して小さくなる。このような炉壁の厚みｄの初
期厚みｄ0 に対する比は、弾性波の反射波の到達時間ｔ
と、その到達時間の初期値または基準値ｔ0 との比に等
しいので、ｆ（ｘ）の代わりに、ｆ（ｘ・ｔ0 ／ｔ）を
用いた式、
【数７】 に基づいて、液面高さｌを算出すれば、炉壁厚みの減少
による影響を補正することが可能となる。
による影響を補正することが可能となる。
【００１９】なお、以上の説明では、同一素子で弾性波
送受信子２を構成するようにしたが、弾性波送信子と弾
性波受信子とを別々の素子で構成して、これらを並べて
配置してもよい。また、高炉のバンキング（長期休風）
などの著しく異なる液面レベルを測定するために、前記
弾性搬送受信子２を炉高方向に複数個設置して、それぞ
れのレベルで独立した測定装置を構成するようにしても
よい。
送受信子２を構成するようにしたが、弾性波送信子と弾
性波受信子とを別々の素子で構成して、これらを並べて
配置してもよい。また、高炉のバンキング（長期休風）
などの著しく異なる液面レベルを測定するために、前記
弾性搬送受信子２を炉高方向に複数個設置して、それぞ
れのレベルで独立した測定装置を構成するようにしても
よい。
【００２０】以下、図面を参照して、この発明の実施の
形態について説明する。図１は、この発明の第１実施形
態を示す模式図である。図１において、１００は耐火物
よりなる炉、１０１は炉内の溶融物、１１は弾性波送受
信子、１２は弾性波計測器、１３は波形処理回路、１４
は演算回路、１５は表示装置を示す。
形態について説明する。図１は、この発明の第１実施形
態を示す模式図である。図１において、１００は耐火物
よりなる炉、１０１は炉内の溶融物、１１は弾性波送受
信子、１２は弾性波計測器、１３は波形処理回路、１４
は演算回路、１５は表示装置を示す。
【００２１】弾性波送受信子１１は、圧電材料の電気−
音響変換効果を利用したもので、好適には、数十ｋＨｚ
〜２００ｋＨｚ程度の弾性波を送受信する市販されてい
るものを用いる。この弾性波送受信子１１は、好適に
は、適当な弾性波結合材を介して炉壁のレンガ面に密着
して取り付ける。なお、この弾性波送受信子１１は、同
一の素子を後段の弾性波計測器１２において送信と受信
とに切り替えて用いるが、送信子と受信子とを別個に並
べて設置して、適当な弾性波計測器と組み合わせて用い
ても良い。
音響変換効果を利用したもので、好適には、数十ｋＨｚ
〜２００ｋＨｚ程度の弾性波を送受信する市販されてい
るものを用いる。この弾性波送受信子１１は、好適に
は、適当な弾性波結合材を介して炉壁のレンガ面に密着
して取り付ける。なお、この弾性波送受信子１１は、同
一の素子を後段の弾性波計測器１２において送信と受信
とに切り替えて用いるが、送信子と受信子とを別個に並
べて設置して、適当な弾性波計測器と組み合わせて用い
ても良い。
【００２２】弾性波計測器１２は、液面レベル監視頻度
に応じた時間間隔で弾性波送受信子１１に高電圧信号を
印加して弾性波を励起させると共に、弾性波送受信子１
１において電気信号に変換された受信弾性波の信号を適
当な範囲の電圧信号、例えば数百ｍＶないし数Ｖに増幅
して、後段の波形処理回路１３に供給するよう構成す
る。
に応じた時間間隔で弾性波送受信子１１に高電圧信号を
印加して弾性波を励起させると共に、弾性波送受信子１
１において電気信号に変換された受信弾性波の信号を適
当な範囲の電圧信号、例えば数百ｍＶないし数Ｖに増幅
して、後段の波形処理回路１３に供給するよう構成す
る。
【００２３】波形処理回路１３は、弾性波計測器１２か
らの出力波形中から、炉壁内面での反射波の波高Ｖを検
出するよう構成する。ここで、波高Ｖは、例えば、通常
の弾性波計測で用いられているように、ゲート回路によ
り炉壁内面での反射波を抽出して、その絶対値のピーク
を検出することもできるが、好ましくは、ゲート出力の
スペクトラム振幅を算出することにより、高周波ノイズ
を分離して、弾性反射波のピークを検出するか、あるい
は、ゲート出力と予め記憶させた基準反射波形との逆畳
み込み演算を行うことにより、高周波ノイズを除去し
て、その演算結果のピークを検出するよう構成する。こ
のようにすれば、反射波の波高Ｖを、より高精度で検出
することができる。
らの出力波形中から、炉壁内面での反射波の波高Ｖを検
出するよう構成する。ここで、波高Ｖは、例えば、通常
の弾性波計測で用いられているように、ゲート回路によ
り炉壁内面での反射波を抽出して、その絶対値のピーク
を検出することもできるが、好ましくは、ゲート出力の
スペクトラム振幅を算出することにより、高周波ノイズ
を分離して、弾性反射波のピークを検出するか、あるい
は、ゲート出力と予め記憶させた基準反射波形との逆畳
み込み演算を行うことにより、高周波ノイズを除去し
て、その演算結果のピークを検出するよう構成する。こ
のようにすれば、反射波の波高Ｖを、より高精度で検出
することができる。
【００２４】演算回路１４は、波形処理回路１３で検出
したピーク値（反射波の波高Ｖ）から炉内溶融物１０１
の液面レベルｌを算出するもので、上述した式（９）の
関数関係を記憶する手段と、その関数関係と波高Ｖとか
ら液面レベルｌを演算する手段とを有し、その演算結果
を後段の表示装置１５に表示するよう構成する。
したピーク値（反射波の波高Ｖ）から炉内溶融物１０１
の液面レベルｌを算出するもので、上述した式（９）の
関数関係を記憶する手段と、その関数関係と波高Ｖとか
ら液面レベルｌを演算する手段とを有し、その演算結果
を後段の表示装置１５に表示するよう構成する。
【００２５】なお、波形処理回路１３および演算回路１
４は、アナログ素子で実現することもできるし、弾性波
計測器１２以降のデータを全てデジタル化することによ
り、マイクロプロセッサ等の演算回路を用いた演算処理
で代用するよう構成することもできる。
４は、アナログ素子で実現することもできるし、弾性波
計測器１２以降のデータを全てデジタル化することによ
り、マイクロプロセッサ等の演算回路を用いた演算処理
で代用するよう構成することもできる。
【００２６】以下、この実施形態の動作について説明す
る。弾性波送受信子１１は、弾性波計測器１２により駆
動制御され、これにより弾性波送受信子１１から弾性波
が放射され、その反射波が該弾性波送受信子１１で受波
されて、弾性波計測器１２で処理される。ここで、弾性
波計測器１２から出力される反射波の受信波形は、図１
に（ａ）〜（ｅ）で示す１００内の溶融物１０１の液面
レベルに応じて、それぞれ図２（ａ）〜（ｅ）に示すよ
うになる。
る。弾性波送受信子１１は、弾性波計測器１２により駆
動制御され、これにより弾性波送受信子１１から弾性波
が放射され、その反射波が該弾性波送受信子１１で受波
されて、弾性波計測器１２で処理される。ここで、弾性
波計測器１２から出力される反射波の受信波形は、図１
に（ａ）〜（ｅ）で示す１００内の溶融物１０１の液面
レベルに応じて、それぞれ図２（ａ）〜（ｅ）に示すよ
うになる。
【００２７】この弾性波計測器１２からの受信出力は、
波形処理回路１３に供給され、ここでゲート回路により
炉内壁面での反射信号が切り出されて、その抽出された
反射信号のピーク値、すなわち反射波の波高Ｖa 〜Ｖe
が検出される。なお、この波形処理回路１３において
は、上述したように、ゲート回路により抽出された反射
信号の絶対値を演算してそのピーク値を検出したり、ゲ
ート出力のスペクトラム振幅を算出してそのピーク値を
検出したり、あるいは、ゲート出力と予め記憶した基準
反射波形との逆畳み込み演算を行って、その出力波形の
ピーク値を検出して、波高Ｖa 〜Ｖe を得る。
波形処理回路１３に供給され、ここでゲート回路により
炉内壁面での反射信号が切り出されて、その抽出された
反射信号のピーク値、すなわち反射波の波高Ｖa 〜Ｖe
が検出される。なお、この波形処理回路１３において
は、上述したように、ゲート回路により抽出された反射
信号の絶対値を演算してそのピーク値を検出したり、ゲ
ート出力のスペクトラム振幅を算出してそのピーク値を
検出したり、あるいは、ゲート出力と予め記憶した基準
反射波形との逆畳み込み演算を行って、その出力波形の
ピーク値を検出して、波高Ｖa 〜Ｖe を得る。
【００２８】波形処理回路１３で検出された反射波の波
高は、演算回路１４に供給され、ここで入力波高と、弾
性波の反射指向性に応じて予め記憶された、例えば図３
に示すような反射波波高と液面高さとの関数形とに基づ
いて、炉内溶融物１０１の液面レベルｌが算出され、そ
の算出結果が表示装置１５に表示される。
高は、演算回路１４に供給され、ここで入力波高と、弾
性波の反射指向性に応じて予め記憶された、例えば図３
に示すような反射波波高と液面高さとの関数形とに基づ
いて、炉内溶融物１０１の液面レベルｌが算出され、そ
の算出結果が表示装置１５に表示される。
【００２９】図４は、この発明の第２実施形態を示す模
式図である。この実施形態では、図１に示す構成におい
て、反射波到達時間検出回路１６を付加すると共に、演
算回路１４において、上述した式（１０）に基づいて液
面レベルｌを演算するようにしたもので、その他の構成
は図１と同様である。反射波到達時間検出回路１６は、
弾性波の炉内壁反射波の到達時間ｔを検出するもので、
例えば、反射波の有無を検出する閾値回路と、時間を計
測するための高周波カウンタとを組み合わせ、弾性波が
放射されてから、閾値回路によって反射波が検出される
までの高周波カウンタの計数値に基づいて到達時間ｔを
検出するようにする。
式図である。この実施形態では、図１に示す構成におい
て、反射波到達時間検出回路１６を付加すると共に、演
算回路１４において、上述した式（１０）に基づいて液
面レベルｌを演算するようにしたもので、その他の構成
は図１と同様である。反射波到達時間検出回路１６は、
弾性波の炉内壁反射波の到達時間ｔを検出するもので、
例えば、反射波の有無を検出する閾値回路と、時間を計
測するための高周波カウンタとを組み合わせ、弾性波が
放射されてから、閾値回路によって反射波が検出される
までの高周波カウンタの計数値に基づいて到達時間ｔを
検出するようにする。
【００３０】演算回路１４では、波形処理回路１３で検
出された反射波の波高と、反射波到達時間検出回路１６
からの到達時間ｔと、予め記憶した到達時間の初期値ま
たは基準値ｔ0 とにより、上述した式（１０）に基づい
て液面レベルｌを演算する。すなわち、第１の実施形態
において算出される液面レベルを、検出した反射波到達
時間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ
／ｔ0 に基づいて補正して、その演算結果を後段の表示
装置１５に表示する。
出された反射波の波高と、反射波到達時間検出回路１６
からの到達時間ｔと、予め記憶した到達時間の初期値ま
たは基準値ｔ0 とにより、上述した式（１０）に基づい
て液面レベルｌを演算する。すなわち、第１の実施形態
において算出される液面レベルを、検出した反射波到達
時間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ
／ｔ0 に基づいて補正して、その演算結果を後段の表示
装置１５に表示する。
【００３１】なお、この発明は上述した実施形態にのみ
限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能
である。例えば、上述した実施形態では、炉壁に１つの
弾性波送受信子を取り付けるようにしたが、共通の弾性
波計測器に切り替え接続し得るように、複数個の弾性波
送受信子を炉の高さ方向に取り付け、これらを炉の操業
状態に応じて弾性波計測器に切り替え接続して液面レベ
ルを検出するよう構成することもできる。
限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能
である。例えば、上述した実施形態では、炉壁に１つの
弾性波送受信子を取り付けるようにしたが、共通の弾性
波計測器に切り替え接続し得るように、複数個の弾性波
送受信子を炉の高さ方向に取り付け、これらを炉の操業
状態に応じて弾性波計測器に切り替え接続して液面レベ
ルを検出するよう構成することもできる。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、炉内溶融物の液面が
探触子設置位置を通過する前後においても、液面レベル
を高い分解能で検出することができるので、炉内溶融物
の液面レベルをきめ細かく把握しながら操業することが
可能となる。また、単一の探触子を用い、炉体の耐火物
の外側から弾性波を送受信する非襲侵的測定法であるこ
とから、耐火物の性能を損ねることもなく、液面レベル
を長期間に亘って安定して測定することができると共
に、装置の構成も簡単かつ安価にでき、またその設置あ
るいは保全上の点についても極めて有利となる。
探触子設置位置を通過する前後においても、液面レベル
を高い分解能で検出することができるので、炉内溶融物
の液面レベルをきめ細かく把握しながら操業することが
可能となる。また、単一の探触子を用い、炉体の耐火物
の外側から弾性波を送受信する非襲侵的測定法であるこ
とから、耐火物の性能を損ねることもなく、液面レベル
を長期間に亘って安定して測定することができると共
に、装置の構成も簡単かつ安価にでき、またその設置あ
るいは保全上の点についても極めて有利となる。
【００３３】また、弾性波の反射波到達時間に応じて算
出される液面レベルを補正する場合には、炉壁の厚みの
変化による影響を有効に補正することができるので、炉
を長期間に亘って連続して操業させた場合でも、信頼性
の高い液面レベル検出が可能となる。
出される液面レベルを補正する場合には、炉壁の厚みの
変化による影響を有効に補正することができるので、炉
を長期間に亘って連続して操業させた場合でも、信頼性
の高い液面レベル検出が可能となる。
【図１】この発明の第１の実施形態を示す模式図であ
る。
る。
【図２】図１において、炉内の液面レベルに応じて受信
される弾性波の反射波の波形の一例を示す図である。
される弾性波の反射波の波形の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態において、反射波波高から液面
レベルを算出する際に用いる関数形の一例を示す図であ
る。。
レベルを算出する際に用いる関数形の一例を示す図であ
る。。
【図４】この発明の第２の実施形態を示す模式図であ
る。
る。
【図５】この発明による液面レベルの測定原理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】図５において、炉内壁面で反射されて弾性波送
受信子で検出される反射波の指向性関数の一例を示す図
である。
受信子で検出される反射波の指向性関数の一例を示す図
である。
１ 炉 ２ 弾性波送受信子 ３，４ 媒質 １１ 弾性波送受信子 １２ 弾性波計測器 １３ 波形処理回路 １４ 演算回路 １５ 表示装置 １６ 反射波到達時間検出回路 １００ 炉 １０１ 溶融物
Claims (4)
- 【請求項１】 周囲を耐火物で覆われた炉の外壁に取付
けた１つの探触子から、炉内に向けて弾性波を放射し、
その炉内壁面からの反射波を受波して炉内溶融物の液面
レベルを測定するにあたり、 前記受波した反射波の波高と、前記炉の高さ方向におけ
る前記反射波の受波位置と、前記反射波の波高と炉内溶
融物液面位置とに関して予め設定した対応関係と、に基
づいて前記液面レベルを算出することを特徴とする炉内
溶融物の液面レベル測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の液面レベル測定方法にお
いて、 弾性波が放射されてから、前記反射波が受波されるまで
の反射波到達時間ｔを検出し、この検出した反射波到達
時間ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0との比ｔ
／ｔ0 に基づいて、前記算出される液面レベルを補正す
ることを特徴とする炉内溶融物の液面レベル測定方法。 - 【請求項３】 周囲を耐火物で覆われた炉の外壁に取付
けた１つの探触子から、炉内に向けて弾性波を放射して
反射波を受信し、その反射波のレベルにより炉内溶融物
の液面レベルを測定する装置であって、 炉外壁に設置した弾性波送受信手段と、 この弾性波送受信手段で受信される前記炉の内壁面から
の反射波の波高を検出する波高検出手段と、 この波高検出手段で検出される波高、前記弾性波送受信
手段の設置高さおよび、予め設定した前記反射波の波高
と炉内溶融物液面位置との対応関係に基づいて、前記炉
内溶融物の液面レベルを算出する演算手段と、を設けて
なることを特徴とする炉内溶融物の液面レベル測定装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の液面レベル測定装置にお
いて、 前記弾性波送受信手段から弾性波が放射されてから、該
弾性波送受信手段で前記反射波が受信されるまでの反射
波到達時間ｔを検出する反射波到達時間検出手段を有
し、 この反射波到達時間検出手段で検出した反射波到達時間
ｔと、予め設定した到達時間の基準値ｔ0 との比ｔ／ｔ
0 に基づいて、前記算出される液面レベルを補正するよ
う構成したことを特徴とする炉内溶融物の液面レベル測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30456595A JP3596125B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30456595A JP3596125B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145452A true JPH09145452A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3596125B2 JP3596125B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=17934529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30456595A Expired - Fee Related JP3596125B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3596125B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022201717A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | ||
| JP7485247B1 (ja) * | 2023-01-12 | 2024-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置および溶融物の製造方法 |
| WO2025182173A1 (ja) * | 2024-02-28 | 2025-09-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置、及び溶融物の製造方法 |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP30456595A patent/JP3596125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022201717A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | ||
| WO2022201717A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑滓高さ検出方法および溶銑滓高さ検出装置 |
| JP7485247B1 (ja) * | 2023-01-12 | 2024-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置および溶融物の製造方法 |
| WO2024150464A1 (ja) * | 2023-01-12 | 2024-07-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置および溶融物の製造方法 |
| WO2025182173A1 (ja) * | 2024-02-28 | 2025-09-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置、及び溶融物の製造方法 |
| JP2025131313A (ja) * | 2024-02-28 | 2025-09-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶融物高さの検出方法、溶融物高さの検出装置、及び溶融物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3596125B2 (ja) | 2004-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000111374A (ja) | 超音波流速測定方法と装置 | |
| US4800757A (en) | Ultrasonic dimension measuring apparatus | |
| EP0212899B1 (en) | Ultrasonic testing of materials | |
| JPH11125688A (ja) | 原子炉振動監視装置 | |
| JPS5828554B2 (ja) | 超音波距離計 | |
| US3380293A (en) | Ultrasonic inspection apparatus | |
| JP2002340654A (ja) | 音響による液位検出方法及び装置 | |
| JP3596125B2 (ja) | 炉内溶融物の液面レベル測定方法およびその装置 | |
| JP3117372B2 (ja) | 超音波距離測定装置 | |
| US5362930A (en) | Coordinate input apparatus | |
| JPH02242124A (ja) | 流体面監視計 | |
| JPH10268035A (ja) | 超音波センサー | |
| JPH10185654A (ja) | 炉内溶融物の液面レベル検出方法 | |
| JPS6264973A (ja) | 超音波測距装置 | |
| JP2004045188A (ja) | 距離測定装置 | |
| JPH09159511A (ja) | 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 | |
| KR100482226B1 (ko) | 가스관의 초음파 유량 계측 방법 및 장치 | |
| JPH0961144A (ja) | 被測定物体の厚さ測定方法および装置 | |
| KR102689085B1 (ko) | 위상 지연을 갖는 적어도 하나의 saw 센서를 이용한 온도 측정 장치 및 방법 | |
| JPH08285938A (ja) | 導波棒を用いた超音波距離計測装置 | |
| JPH10300556A (ja) | 溶融金属の液面計測装置 | |
| JPH0989629A (ja) | 炉内溶融物の液面レベル測定方法および装置 | |
| JP2824488B2 (ja) | 超音波パルス反射法によるコンクリート構造物の版厚の測定方法 | |
| JP2002358157A (ja) | 座標入力装置、座標入力装置の制御方法、および座標入力装置の制御プログラム | |
| JP2760079B2 (ja) | 超音波センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040805 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040817 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040830 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |