JPS5844967B2

JPS5844967B2 - 管内の渦電流式流量計の位置検出方法

Info

Publication number: JPS5844967B2
Application number: JP5694576A
Authority: JP
Inventors: 正明平山
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1976-05-18
Publication date: 1983-10-06
Also published as: JPS52139462A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はたとえば液体金属冷却原子炉内に設置される
案内管内に挿入された渦電流式流量計の位置を検出する
方法に関する。

たとえば液体金属す）１１ウムを冷却材とする液体金
属冷却原子炉は第１図にその概要を示したように炉容器
１内に核燃料集合体を多数本配列した炉心２を有し上部
の開口は回転プラグ３で閉塞され、その上部機構４から
計測器、制御棒駆動装置、燃料交換器などが挿入され、
炉容器１の下部流入孔５から液体金属ナトリウムは流入
し炉心２を通過して炉容器１の上部流出管６から流出す
るような構成になっている。

このような原子炉では炉心２の各燃料集合体の出口での
ナトリウムの流速と温度が計測される。

このための計測装置として第２図に示したような渦電流
式流量計と熱電対が二体となった計装体が使用される。

すなわち、第２図における計装体１０は先細の外管１１
内に同心円状の内管１２を挿着し、外管１１と内管１２
との間にコイル支持体１３を挿入して上部開口１４をプ
ラグ１５で封止し、かつ内管１２内には熱電対１６をコ
イル支持体１３には一次コイル１７を中心にしてその上
下に二次コイル１８．１９を挿着した構造になっている
。

なお図中２０．２１はコイル１７，１８．１９に電流を
供給および電気信号を取り出すリード線を示す。

このような計装体１０は原子炉に挿入される場合、第１
図に示したように案内管γ内を挿通させて炉心２の各燃
料集合体の出口上部まで案内される。

この計装体１０による測定は案内管７の先端部の定めら
れた位置で行なわなければならないので計装体１０の挿
入時に計装体１０が所定の位置に到達したことを検出す
る必要がある。

従来、この種計装体の案内管内での位置の検出には特別
に検出器を設けて行なっていたので案内管内が複雑にな
り、また誤信号を生じて正確に位置を検出することが困
難であり改良が要望されていた。

この発明は上記要望を満足させるためになされたもので
、位置検出用の検出器を別に設けることなく計装体つ１
り流量計が案内管の所定位置に到達したことを容易に検
出し得る管内の渦電流式流量計の位置を検出する方法を
提供することにある。

すなわち、この発明は一次コイルの両面に二次コイルを
配置してなる渦電流式流量計を管内へ挿入してその流量
計の位置を検出する方法ＦＣ釦いて、前記管内壁面に導
電率が異なる部分を設は前記−次コイルを交流電流で励
起して前記二次コイルに誘起される電圧の変化または該
二次コイルの自己インピーダンスの変化を利用して管内
での流量計の位置を検出することを特徴とする管内の渦
電流式流量計の位置検出方法である。

この発明方法によれば計装体が流量計そのものなので位
置を検出することが容易であり、位置検出のために別途
に検出器を備える必要がなく、管内に導電率が異なる部
分を設けるだけでよいので遠隔操作などが容易であり、
筐た、管内が複雑になることもない効果がある。

以下、この発明を図面を参照しながら詳しく説明する。

渦電流式流量計の原理は第３図に示したように一次コイ
ル３１によって作られる交番磁場分布の該流量計の軸に
沿う導電性液体の流れによるゆがみを一次コイル３１の
上下面に配置された２個の二次コイル３２．３３に誘起
される起電力の差量を検出することによって導電性液体
の流速を迷走するものである。

このような二次コイルの差量は中央の一次コイル３１に
ついて対称な磁場分布からのわずかなゆがみを敏感に検
出する。

導電性物質を中央の一次コイル３１について非対称に配
置することによっても、交番磁場の分布は対称分布から
ずれるので該二次コイル３２，３３は導電性物質の非対
称性をも検出することができる。

−次コイル３１を励起する電流の周波数を適当に高くす
れば、その二次コイル３２．３３に誘起される電圧は案
内管の外側の導電注液体の存在の影響を受けないで、案
内管の導電率分布のみの影響を受けるようになる。

ここで、第３図は流量計中に液体が静止している場合の
磁束分布状態を、第４図は流量計に液体が矢印３４の方
向に流れている場合の磁束分布状態をそれぞれ示す。

この両図から明らかなように液体が流れている場合には
磁束分布は大きくなり、その分だけ起電力が大きくなる
。

ところで、二個の二次コイル３２．３３は一次コイル３
１について幾何学的に対称になるように巻回されている
が、完全な対称性はほとんどあり得ないので、コイル以
外のあらゆる電磁的条件が、−次コイル３１に、ついて
対称であっても、その二次コイル３２，３３の出力の差
量は完全に零にならず、残留電圧が生じる。

したがって、第５図に示したように導電率分布が一様な
案内管３５内に一次コイル３１および二次コイル３２．
３３を配置した場合には残留電圧を示し、第６図および
第７図のように案内管３５の一部に導電率分布の一様性
を損なう部分３６．３７を設けた場合には残留電圧から
のずれを生じる。

第６図においては案内管３５の一部に凹部３６を設けた
例を示し、第７図にかいては案内管３５の一部に導電率
が異なる部分たとえば客扱部材３７を設けた例を示して
いる。

しかるに第８図に示したように一次コイル３１が案内管
３５の内壁面に設けられた凹部３６と相対する位置に到
達した場合、または第９図に示したように一次コイル３
１が案内管３５と導電率が異なる部分たとえば溶接部材
３７と相対する位置に到達した場合、すなわち導電率の
分布が一次コイル３１について対称になった場合には再
び残留電圧に戻る。

したがって、計装体つ１り流量計の案内管内の移動とと
もに二次コイル３２．３３の出力の差量が残留電圧から
大きく変化し、さらに再び残留電圧に戻った場合、−次
コイル３１は案内管３５に設けられた導電率の異なる部
分３６゜３７に相対した位置にある。

計装体つ１り流量計が案内管３５に設置されるべき位置
において、流量計の一次コイルに相対する案内管の部分
に上記のような部分３６．３７に相当する印を設けて釦
けば流量計がその印に接近するにつれて流量計の二次コ
イルの出力の差量は残留電圧からずれ、さらに流量計が
挿入されると再びその差量は残留電圧に戻る。

この操作によって流量計が案内管の定められた位置に到
達したことを検出することができる。

つぎにこの発明の実施的について説明する。

第１０図において、外径１０ｍｍφ、内径９ｍｍφ（７
）ＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼の外Ｗ２Ｂ内にコ
イル外径８．３ｍｍφ、コイル長さ１１０７ｎ、コイ
ル巻数（−次二次コイルとも）３００ターンの一次コイ
ル３１むよび二次コイル３２，３３を挿着して流量計を
構成した。

この流量計を内径１０．５７５Ｗφ、外径１６．！Ｍｍ
φの５ＵＳ３０４からなる案内管３５内に挿着して一次
コイル中心の移動量と二次コイル出力差量との関係を測
定し、その結果を第１１図に示した。

なお、案内管３５内には深さＱ、３ｍｍ長さｌＱｍ
ｍの凹部３６を形成して釦き、また案内管３５の先端か
ら一次コイル３１の中心１での距離をＬとした。

第１１から明らかなように流量計を下降して一次コイル
を中心からすらし凹部３６を通過させることによって電
圧の変化が顕著に認められる。

この電圧変化によって流量計の位置を正確に検出するこ
とが容易である。

第１２図および第１３図はこの発明の他の実施例を説明
するための回路図であって、上記実施例と異なる点は二
次コイルの出力の差量によるものでなく、二次コイルの
自己インピーダンスの変化をブリッジ回路で検出して流
量計の管内での位置を検出することにある。

すなわち、第５図に示した案内管３５とコイル３１．３
２，３３との配置において、イヤホーン４３または５３
から音が聞えなくなるように可変抵抗器４１，４２４た
は５１．５２を調整しておく、逆流置針がさらに挿入さ
れ第６図１たは第７図に示すように二次コイル３２また
は３３が案内管３５と導電率が異なった部分３６または
３７に近づいたとき、その二次コイルの自己インピーダ
ンスが変化し、イヤホーン４３または５３から音が聞え
てくるようになる。

さらに流量計が深く挿入され、第８図または第９図に示
すように一次コイル３１が案内管３５と導電率分布の異
なった部分３６または３７に相対する位置に到達したと
き、上記二次コイル３２または３３の自己インピーダン
スは再び元の値に戻り、イヤホーン４３または５３から
音が聞えなくなる現象を示す。

このような現象を利用して流量計が案内管の定められた
位置に到達したことを検出することができる。

なお図中４４，４５釦よび５４，５５は抵抗を示し、４
６はコイルを、４７および５１は交流電源をそれぞれ示
す。

以上説明したように、この発明は案内管内の所定位置に
導電率の異なった部分を加工することによって流量計の
二次コイルの出力の変化またはその自己インピーダンス
の変化を検出し、流量計が案内管の所定位置に到達する
ことを検出することができる。

したがって、従来のように特別な検出器を別途使用する
ことなく、流量計の交換の際、遠隔操作される挿入装置
の制御に直ちに利用できる効果がある。

なお、上記実施例については主として原子炉の案内管内
に流量計を挿着した例について説明したが、原子炉の案
内管だけでなく他の管路にも適用できることは云う壕で
もないことである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明方法を説明するためのもので、第１図は
渦電流式流量計が原子炉に挿着された例を示す概略構成
図、第２図は流量計と熱電対が組込１れた計装体の１例
を示す縦断面図、第３図および第４図は渦電流式流量計
の原理を示す概略平面図、第５図から第９図１では案内
管内にコイルを配置した各例を示す縦断面図、第１０図
は渦電流式流量計を案内管内に挿着した１例を示す縦断
面図、第１１図は第１０図における一次コイル中心の移
動距離と二次コイル出力差量との関係を示す曲線図、第
１２図および第１３図はこの発明の他の方法を説明する
ための回路図である。１・・・炉容器、２・・・炉心、３・・・回転プラグ、
４・・・上部機構、７・・・案内管、１０・・・計装体
、１１・・・外管、１２・・・内管、１３・・・支持体
、１５・・・プラグ、１６・・・熱電対、１７・・・−
次コイル、１８，１９・・・二次コイル、２０，２１・
・・リード線、３１・・・−次コイル、３２．３３・・
・二次コイル、３５・・・案内管、３６・・・凹部、３
７・・・溶接部材、３８・・・外管、４１゜４２．５１
，５２・・・可変抵抗、４３．５３・・・イヤホーン、
４４，４５．５４，５５・・・抵抗、４６・・・コイル
。

Claims

【特許請求の範囲】

１−次コイルの両側に二次コイルを配置してなる渦電流
式流量計を管内へ挿入してその流量計の位置を検出する
方法において、前記管内壁面に導電率が異なる部分を設
は前記−次コイルを交流電流で励起して前記二次コイル
に励起される電圧の変化または該二次コイルの自己イン
ピーダンスの変化を利用して管内での流量計の位置を検
出することを特徴とする管内の渦電流式流量計の位置検
出方法。