JPS58218655A - 粒子速度計測法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば石炭ガス化炉１石炭ミル、セメントプラ
ント等１−おける固気混相流中の粒子速度を計１１ｔｕ
する粒子速ＩＷ＃１測法に関する。

石炭ガス化炉１石炭ミル、セメントプラント等Ｃおいて
　１１！・１気混和尚中の粒子速度を計測する場合、従
来で）；Ｊ　弔１図（ａ）　（ｂ）　ｌ１示す方法（ユ
よって行ＴＪつでいる◎同図において、ｏｉは測定対象
の粒子ノロ′、０２は光フアイバプローブ筒体で。

後述の３本の光ファイバ中線０３．９４．０５を同右す
る。０３は照明用光ファイバで、後述のレーザ装置０６
で発生されるレーザ光を上記粒子群Ｏ１へ照射１−るｒ
Ｏ４，０５はそれぞれ。

第１及び第２の受光用１光ファイバで、上記粒子群θ）
で反射されるｔｖ受光して、それぞれｇユ後述の第１及
び弔２の光−′嘔気変換器０７゜０８へ伝送Ｔ４）’口
０６はレーザ装置でレーザ光を発生する。０１．０Ｂは
それぞれ、第１及び第２の光−山気硬拗器で、上記第１
及び第２の受光用光ファイバ０４　、　Ｏｊが伝送する
粒子群０１からの反射光な、その光の強さ５１比例した
′重圧Ｃ−変池一「るｏ：４０ニジて、その出力電圧信
号はそれぞれ後述の相互相関器０９へ入力される◎０９
は相互相関器で、上記第１及び第２の光−電気変換器０
７　、０　Ｂの出力電圧信号の相互相関係数を計算して
、その係数が最大となる時間遅延Φｔｐ′を出力表示１
−る、 上記第１図（二おいて、レーザ装置０６で発生されたレ
ーザ光を、照明用光ファイバ０３で伝送させて測定対象
の粒子群ＩＩに照射させる◎粒子群０ＩＩ−照射された
レーザ光は粒子群Ｏ）で反射され、その反射光の一部分
は第１及び第２の受光用光ファイバＤＪ、Ｄ５の端面へ
入射し、それぞれ、第１及び第２の光−電気変換器ｏｙ
、ｏｓへ伝送される◎第１及び第２の光−電気便換５０
７　、０８に入射した光は、それぞれ、その入射光の強
さＣ二比例した電圧５二変換される。そして、その２つ
の電圧信号は、それぞれ、相互相関器０９に入力される
。相互相関器０９区−入力された第１及び第２の光−°
電気変換器０７．０Ｂからの出力電圧信号を、それぞれ
。

ｘ（ｔ）、ｙ（４）とおくと、相互相関器０９は次式で
表わされる相互相関係数１４　ｘ　ｙ’（ｔ’　）　ｌ
ｊｒ：演算する。

友だし。

ｌｌ そして、七記相ｂｌ口１関係数Ｒｘｙ（ｔ’）が最大と
なる時間遅延量ｔ′の個呻′を求めて出力表示する。こ
こで、上ｆｔ１２　’Ａｓ　ｌ及び第２の受光用光ファ
イバｏ　４　、０　Ｂの間隔％ｊ　１．　Ｉ−すると、
所要の粒　　　　１子群Ｏノの速１ｕｖは。

ｙ＝ｔ／ｌｐ’　　　＠−＠（５１ で求められる〇 上記第１肉に示した従来法は、比較的簡単（二粒子群の
速度を計測できるが１次の欠点なもっている。

石炭ガス化炉１石炭ミル及びセメントプラント等の性能
同上及び開発研究【二おける実験では。

粒子速度？粒子サイズ別に計測する必要があり、現像把
握上非常Ｃ二重要であるが、従来法では粒子径サイズ別
の速度を計測できない◎個別Ｃ二計測すると挙動が変る
。その為、上記粉粒体実験ではその挙動把握が十分２−
できない。

本発明は上記の点Ｃ二龜みつなされたもので。

固気混相流の粒子屏Ｃ二照明用光ファイバで光を照射し
、その反射光をある一定距離隔った２点の位置で受光し
、その２点での光強度信号の相互相関係数が最大値とな
る時間遅延量ｔ。？求めて、上記２点間の距離ｔより、
　Ｖ　”　Ｌ／　１６５計算することＣ−より１粒子群
の速ｉＶ＆求める粒子速度計測法において、測定対象の
粒子群を粒子経用に互いに異なる色≦−春色し、その複
数色の光を含む照明光で春色粒子群を照明して得られる
反射光な、ある一定距離隔てた２点の位置で受光し、そ
れぞれの反射光を分光して上記古色粒子の各々の色（二
対応した色の単色光の光強度（−号から樹色拉子別の１
０子速度すなわち粒径用の粒子速ハ１［を測定するよう
にしたことを要旨とし、固気混相流、中１−おける粒子
速度を粒子径別Ｃ二酊測し得る私”１子速＋ｔ　Ｎｔ側
副法提供することな［１的とする。

以下図１’１ｌｌｖに照し′Ｃ本発明の一実施例を説明
スル・ｆｆ１２図＋Ｉｒいて、ｉ−ａは測定対象の第１
の粒子群で１例えば粒径５ｏμｍのガラス玉に赤色の染
別布色を１ｌｌｆｉ　Ｌ、たものである◎ｉ　−ｂは測
定対象の第２のネＯ千群で１例えば粒径５００戸　のガ
ラス玉６ユー肖色の染料春色を施したものである・２は
光フアイバプローブ筒体で、後述の３本の光フアイバ単
線３．４．５ｆ固看する◎３は照明用光ファイバで、後
述の白色光源１２で発生される白色光な上記１１４　＋
及び第２の粒子群１−８＋７−ｂへ１（（１射する。４
．５は、第ｌ及び第２の受光用光ファイバで、ある一定
の間隔ｔＷ隔てて粒子群Ｊ−ａ１７−ｂに挿入されてい
る□そして、上記粒子群ｔ−ａ、ｔ−ｂで反射される光
を受光して、それぞれ、後述の第１及び第２のプリズム
６．７へ伝送する。６゜７は第１及び弔２のプリズムで
、上記第１及び第２の受光用光ファイバ４．５によねて
伝送された反射光をプリズムの分光機能により、赤色の
光６−ａ、７−ａと汀色の光６−ｂ、７−ｂを送別する
０そして、赤色の光６−ａ、７−ａは、後述の第１及び
第２の光−電気変換器８゜９へ入射する。また、青色の
光６−ｂ、７−ｂは、後述の第３及び第４の光−電気変
換器ノ０゜ＩＩへ入射する。８，９は第１及び第２の光
−電気変換器で、それぞれ上占ピ第ｌ及び第２のプリズ
ム６．２で分光された赤色光６−ａ＋７−ａの光強度Ｃ
二比例した″電圧を発生Ｔる。そして。

その出力電圧信号は、それぞれ後述の第１の相互相関器
１３へ入力されるｏｌＯ−１１は第３及び第４の光−電
気変換器で、それぞれ、上記第１及び第２のプリズム６
．２で分光された青色光６−ｂ、７−ｂの光強１０’　
ｉｎ比例した電圧を発生する□そし、て、その出力電圧
信号は、それぞれイ％述の第２の相わ一相関器１４へ入
力される◎１２は白色九階で、白色光を発生し、上記照
明用光ファイバ３へ入射させる◎１３は第１の相４相関
器で−−１：　ｆｒ−！　鳩１と第２の光−電気変換器
８．９の出力電圧信号の相互相関係数を計算して、その
係数が最大となる時間遅延量ｔ、’＋を出力表示する◎
１４は第２の相互相関器で、上記第３と小４の）し−′
山気変換器１０．ＩＩの出力電１ト伯袖のｎ＋　ｔ−を
相関係数１に＃ｌ゛算して、その係数が最大となる時間
；Ｐ４姐糟１，１を出力する。

次Ｃ二−ヒ記妻施例の動作を説明する。第２図Ｃ二おい
て、白色光６＋Ｈｔ　ｚで発生した白色光？、照明用光
ファイバ３で伝送させて、測定対象の第１及び第２の粒
子−＃Ｆｊ−ａ　、　ｔ−ｂを同時に照射する。白色光
で照明された弔工の粒子群ｌ−ａは赤色≦−盲色されて
い心ので、赤色の光を他の色に比べて強く反射する◎そ
して、同様に。

白色光で照明された第２の粒子群７−ｂは青色１−青色
されているので、青色の光を他の色≦１比べて強く反射
する。上記赤色及び青色を含む反射光は、第ｌ及び第２
の受光用光ファイバ４゜５に入射して、第１及び第２の
プリズム６．７へ到達−［る。第１及び第２のプリズム
６．２はその入射光を分光して、それぞれ赤色光６−ａ
。

２−ａ、及び青色光６−ｂ、７−ｂＣ分離する。

そして、その赤色光６−ａ＊７−ａは第１及び第２の光
−爾′気変換器８．９へ送４ｍされ、また。

青色光６−ｂ、７−ｂは、第３及び第イの光−４気変換
器１０　、７７へ送信される。

ところで、第１及び第２の光−電気変換器８゜９は、そ
れぞれ赤色光６−ａ、？−ａの光強度１ユ比例した電圧
に変換し、その出力゛市圧他号は。

第］の相互相関器１３へ入力される。第１の相互相関器
１３は、上記二つの出力４圧４’ｔ＜号の相互相関係数
を演算して、相互相関係数が最大となる時間遅延量ｔ、
　’　Ｙ求めて出力表示する◎相互相関係数のピーク値
を与える晴間遅延量ｔ、１？求めれば、従来法と同じく
１次式Ｃ二て粒子速度Ｖ嘗が求められる。

ｖ、＝ｔ／ｌ、’　　　　ｅ−・（６）ただし、ｔは１
ｆ４１及び飢２の受光用光ファイバ４．５の間隔である
◎−ト記ｖｌは、赤色光を使って得らｊまた７９丁−速
１ｕであるので、赤色省色粒子すなわち第１の粒−ｆノ
ｌＩ：ｔ　−ａの速度を与えている。

次に、上記用３及びｄ６４の光−゛電気変換器１０＊Ｊ
Ｉは、それぞれ、青色光６−ｂ、７−ｂの光強ｔｆ１−
比例した嘔ｔｌ：　ｌ二変換し、その出力４う′圧伯綺
は、第２の相り、相関６１４へ入力される。＠２の相互
相関６１４は、上記二つの出力゛婿圧伯吟の相性相関係
数ヶ演葬して、相互相関係数が最大となる時曲遅蛙瞳１
１．１求めて出力表示する。相互相関係数のピーク値を
与える時間遅延−１，′１求めれば、上記と同じく１次
式にて粒子畑ＩＷ’　Ｖ　＃が求められる。

Ｖ　Ｂ　＝／、　／　ｔＨ’　　　　”・・　（７）上
ｉ前ＶＢは、青色光な使って得られた粒子速度であるの
で、青色青色粒子すなわち第２の粒子群ｔ−ｂの速度を
与えている。

以上述べたよう１ユ本発明の方法によれば、測定対象の
粒子群を粒経用に複数個の異なる色で古色し、その着色
粒子群？白色光で照明して得られる複数の色を含む反射
光？、ある一足距除隔てた２点の位置で受光したあと、
プリズムで分光し、それぞれの色をもつ光の強度信号の
相互相関係数を求めるようじしたので、古色された粒子
の速度丁なわち１粒子径サイズ別の粒子速度を計測で弄
るようＣ二なった◎したがって。

従来法では計測できなかった石炭ガス他炉流動Ｉｍ、石
灰ミル及びセメントプラント等の固気混相流の粒子ぜイ
ズ別粒子速度の計測が可能となＩＪ、固気混相流の境象
な適確に把握できるものであるー

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来の粒子速度計測法の＃成を示Ｔ図、
第１因（ｂｌは第１図（ａ）のＸ−Ｘ線矢視因。 第２図は本発明の一実施例を示す構成囚である、１ ７−　ａ　・−ｍ　１の粒子ｔｒｙ、　７　’−ｂ−ｉ
ｘｇ　２の粒子群、２・・・光ファイバ１０一ブ筒体、
３・・・照明用光ファイバ、４．５・・・第１．第２の
受光用光ファイバ、６．７・・・ｆｆｚ、第２のプリズ
ム、８゜ｙ・４４１．ｍ２の）し−山気ｚ　ｅ器、１０
．１１・・・第３．弔４の光−市：気変換器、ノ２・・
・白色光源、７Ｊ・・・第ｌの相１−Ｊ二相関器、１４
・・・第２の相互相関器。 出願人１１代１１１１人　弁理士　鈴　圧式　彦２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固気混相流の粒子群に照明用光ファイバで光を照射し、
   その反射光をある一定距離隔った２点の位置で受光し、
   その２点での光強度信号の相互相関係数が最大値となる
   時間遅延量ｔ。を求めて、上記２点間の距離ｔより、ｖ
   ＝Ｌ／ｌ。を計算すること１−より１粒子群の速度ｏｉ
   求める粒子速度計側法Ｃおいて、測定対象の粒子群を粒
   子径別（１互い（−異なる色に古色し、その複数色の光
   を含む照明光で着色粒子群を照明して得られる反射光を
   、ある一定距離隔てた２点の位置で受光し、それぞれの
   反射光を分光して上記看色粒子の各々の色Ｃ対応した色
   の単色光の光強ｉ信号から粒径別の粒子速度を測定する
   ようＣ二したことな特徴とする粒子速度計測法。