JPS623729Y2 - - Google Patents
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- JPS623729Y2 JPS623729Y2 JP8632382U JP8632382U JPS623729Y2 JP S623729 Y2 JPS623729 Y2 JP S623729Y2 JP 8632382 U JP8632382 U JP 8632382U JP 8632382 U JP8632382 U JP 8632382U JP S623729 Y2 JPS623729 Y2 JP S623729Y2
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- optical fiber
- optical fibers
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は例えば石炭ガス化炉、石炭ミル、セメ
ントプラント等において、固気混相流中の粒子速
度を計測する粒子速度計測装置に関する。
ントプラント等において、固気混相流中の粒子速
度を計測する粒子速度計測装置に関する。
この種従来における粒子速度計測装置は、第１
図ａ，ｂに示すように構成されている。第１図
ａ，ｂにおいて、０１は、測定対象の粒子群、０
２は光フアイバプローブで、後述の照明用光フア
イバ及び受光用光フアイバを固着している。０
３，０４，０５，０６，０７，０８，０９，０１
０は、第１，第２，第３，第４，第５，第６，第
７及び第８の照明用光フアイバで、後述のレーザ
装置からレーザ光を受けて、粉粒体を照明する。
０１１，０１２，０１３，０１４，０１５，０１
６，０１７，０１８は、第１，第２，第３，第
４，第５，第６，第７及び第８の受光用光フアイ
バで、粉粒体からの反射光を受光して、後述の受
光素子へ伝送する。０１９はレーザ装置でレーザ
光を発生する。０２０，０２１は第１及び第２の
受光素子で、反射光の強度に比例した電圧を発生
し、その出力電圧を後述の差動増幅器に入力す
る。０２２は差動増幅器で、２つの入力電圧信号
の差に比例した電圧を発生する。そして、その出
力電圧は後述の周波数分析器に入力される。０２
３は周波数分析器で入力された電圧信号の周波数
スペクトラムを解析処理して、その結果を出力す
る。
図ａ，ｂに示すように構成されている。第１図
ａ，ｂにおいて、０１は、測定対象の粒子群、０
２は光フアイバプローブで、後述の照明用光フア
イバ及び受光用光フアイバを固着している。０
３，０４，０５，０６，０７，０８，０９，０１
０は、第１，第２，第３，第４，第５，第６，第
７及び第８の照明用光フアイバで、後述のレーザ
装置からレーザ光を受けて、粉粒体を照明する。
０１１，０１２，０１３，０１４，０１５，０１
６，０１７，０１８は、第１，第２，第３，第
４，第５，第６，第７及び第８の受光用光フアイ
バで、粉粒体からの反射光を受光して、後述の受
光素子へ伝送する。０１９はレーザ装置でレーザ
光を発生する。０２０，０２１は第１及び第２の
受光素子で、反射光の強度に比例した電圧を発生
し、その出力電圧を後述の差動増幅器に入力す
る。０２２は差動増幅器で、２つの入力電圧信号
の差に比例した電圧を発生する。そして、その出
力電圧は後述の周波数分析器に入力される。０２
３は周波数分析器で入力された電圧信号の周波数
スペクトラムを解析処理して、その結果を出力す
る。
上記第１図において、レーザ装置０１９で発生
されたレーザ光を照明用光フアイバ群０３，０
４，０５，０６，０７，０８，０９及び０１０で
伝送させて、測定対象の粉粒体０１に照射させ
る。粉粒体からの反射光の一部分は、第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７，及び第８の
受光用光フアイバ０１１，０１２，０１３，０１
４，０１５，０１６，０１７，及び０１８に入射
する。そして、第１，第３，第５，及び第７の受
光用光フアイバ０１１，０１３，０１５，０１７
を伝送された反射光は第１の受光素子０２０に入
射する。また、第２，第４，第６及び第８の受光
用光フアイバ０１２，０１４，０１６及び０１８
を伝送された反射光は、第２の受光素子０２１に
入射する。
されたレーザ光を照明用光フアイバ群０３，０
４，０５，０６，０７，０８，０９及び０１０で
伝送させて、測定対象の粉粒体０１に照射させ
る。粉粒体からの反射光の一部分は、第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７，及び第８の
受光用光フアイバ０１１，０１２，０１３，０１
４，０１５，０１６，０１７，及び０１８に入射
する。そして、第１，第３，第５，及び第７の受
光用光フアイバ０１１，０１３，０１５，０１７
を伝送された反射光は第１の受光素子０２０に入
射する。また、第２，第４，第６及び第８の受光
用光フアイバ０１２，０１４，０１６及び０１８
を伝送された反射光は、第２の受光素子０２１に
入射する。
上記第１及び第２の受光素子０２０，０２１に
入射した反射光はその光の強さに比例した電圧信
号となつて、差動増幅器０２２に入力される。上
記差動増幅器０２２は、２つの入力電圧信号すな
わち、第１の受光素子０２０の出力電圧x1（ｔ）
と第２の受光素子０２１の出力電圧x2（ｔ）の差
〔x1（ｔ）−x2（ｔ）〕に比例した電圧ｘ（ｔ）を
発生し、周波数分析器０２３に入力する。上記周
波数分析器０２３はその入力信号ｘ（ｔ）の周波
数スペクトラムを解析してその結果を出力する。
その出力結果より、卓越したピークの周波数p
が判る。
入射した反射光はその光の強さに比例した電圧信
号となつて、差動増幅器０２２に入力される。上
記差動増幅器０２２は、２つの入力電圧信号すな
わち、第１の受光素子０２０の出力電圧x1（ｔ）
と第２の受光素子０２１の出力電圧x2（ｔ）の差
〔x1（ｔ）−x2（ｔ）〕に比例した電圧ｘ（ｔ）を
発生し、周波数分析器０２３に入力する。上記周
波数分析器０２３はその入力信号ｘ（ｔ）の周波
数スペクトラムを解析してその結果を出力する。
その出力結果より、卓越したピークの周波数p
が判る。
ところで、上記周波数pが求められると上記
受光用光フアイバ群０１１，０１２，０１３，０
１４，０１５，０１６，０１７，０１８の間隔ｄ
との関係より、所要の粉粒体の速度νは ν＝2dp ……(1) で求められる。
受光用光フアイバ群０１１，０１２，０１３，０
１４，０１５，０１６，０１７，０１８の間隔ｄ
との関係より、所要の粉粒体の速度νは ν＝2dp ……(1) で求められる。
上記従来の粒子速度計測装置は粒子速度を比較
的簡単に測定できるが、以下に述べる欠点をもつ
ている。
的簡単に測定できるが、以下に述べる欠点をもつ
ている。
第２図は第１図の従来装置で用いられている光
フアイバプローブの基本構造を示している。同図
において、照明用光フアイバ０３から出射するレ
ーザ光は、実線矢印で示している領域を照射す
る。そして、その反射光を受光する受光用光フア
イバ０１１が受光する領域は、点線矢印で示して
いる部分である。したがつて、同図の斜線部０２
４には粉粒体が存在するが、その部分以外には存
在しないという条件下では、測定対象の粉粒体は
照明用光フアイバ０３で照明され、そして、その
反射光は受光用光フアイバ０１１で受光されるの
で不都合はない。
フアイバプローブの基本構造を示している。同図
において、照明用光フアイバ０３から出射するレ
ーザ光は、実線矢印で示している領域を照射す
る。そして、その反射光を受光する受光用光フア
イバ０１１が受光する領域は、点線矢印で示して
いる部分である。したがつて、同図の斜線部０２
４には粉粒体が存在するが、その部分以外には存
在しないという条件下では、測定対象の粉粒体は
照明用光フアイバ０３で照明され、そして、その
反射光は受光用光フアイバ０１１で受光されるの
で不都合はない。
しかしながら、上記斜線部０２４以外にも高濃
度の粉粒体が存在する場合には、照明用光フアイ
バ０３からのレーザ光がしやへいされ、また、受
光用光フアイバ０１１に入射すべき反射光がしや
へいされて、所要の粉粒体速度信号が得られな
い。
度の粉粒体が存在する場合には、照明用光フアイ
バ０３からのレーザ光がしやへいされ、また、受
光用光フアイバ０１１に入射すべき反射光がしや
へいされて、所要の粉粒体速度信号が得られな
い。
それ故、従来装置では、石炭ガス化炉、石炭ミ
ル及びセメントプラント等の性能向上及び開発研
究実験における高濃度粉粒体の速度計測には適用
できないという欠点がある。
ル及びセメントプラント等の性能向上及び開発研
究実験における高濃度粉粒体の速度計測には適用
できないという欠点がある。
本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、固
気混相流の粒子群中に等間隔を有して先端を夫々
挿入される少なくとも３本以上の大径光フアイバ
と、同大径光フアイバの後端に夫々接続される２
本一組の小径光フアイバと、同小径光フアイバの
一方より光を照射する手段と、上記小径光フアイ
バの他方に入つた光を受光しその強度を検出する
受光素子と、上記等間隔に並べられた大径光フア
イバの順に交互に極性を変換して差を取る差動増
幅器と、同差動増幅器で得られた周波数スペクト
ラムを解析処理する周波数分析器と、同分析器で
得られた周波数のピーク値と上記大径光フアイバ
の間隔とから粒子の速度を求めるようにしたこと
を要旨とし、高濃度粉粒体においても粒子の速度
を確実に計測し得る粒子速度計測装置を提供する
ことを目的とする。
気混相流の粒子群中に等間隔を有して先端を夫々
挿入される少なくとも３本以上の大径光フアイバ
と、同大径光フアイバの後端に夫々接続される２
本一組の小径光フアイバと、同小径光フアイバの
一方より光を照射する手段と、上記小径光フアイ
バの他方に入つた光を受光しその強度を検出する
受光素子と、上記等間隔に並べられた大径光フア
イバの順に交互に極性を変換して差を取る差動増
幅器と、同差動増幅器で得られた周波数スペクト
ラムを解析処理する周波数分析器と、同分析器で
得られた周波数のピーク値と上記大径光フアイバ
の間隔とから粒子の速度を求めるようにしたこと
を要旨とし、高濃度粉粒体においても粒子の速度
を確実に計測し得る粒子速度計測装置を提供する
ことを目的とする。
以下図面を参照して本考案の一実施例を説明す
る。第３図ａ，ｂにおいて、１は測定対象の粉粒
体、２は光フアイバプローブで、後述の第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ単線を固着している。３，４，５，６，
７，８，９，１０は、第１，第２，第３，第４，
第５，第６，第７及び第８の光フアイバ単線で、
その両端面の一方は上記粉粒体１に挿入され、他
方の端面はそれぞれ、後述第９と第10、第11と第
12、第13と第14、第15と第16、第17と第18、第19
と第20、第21と第22及び第23と第24の光フアイバ
単線に連結されている。そして、粉粒体に挿入さ
れた部分ではある一定の間隔d′で上記光フアイバ
プローブに固着されている。１１，１３，１５，
１７，１９，２１，２３，２５は、第９，第11，
第13，第15，第17，第19，第21及び第23の光フア
イバ単線で、その両端面の一方は、それぞれ、上
記第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７及
び第８の光フアイバ単線に連結されている。ま
た、他方の端面は、第９，第13，第17及び第21の
光フアイバ単線については後述の第１の受光素子
に連結され、第11，第15，第19及び第23の光フア
イバ単線については、後述の第２の受光素子に連
結されている。１２，１４，１６，１８，２０，
２２，２４，２６は、第10，第12，第14，第16，
第18，第20，第22及び第24の光フアイバ単線で、
その両端面の一方は、それぞれ、上記第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ単線に連結され、他方の端面は後述のレ
ーザ装置に連結されている。２７はレーザ装置で
レーザ光を発生する。２８，２９は、第１及び第
２の受光素子で、それぞれ入射光の強さに比例し
た電圧を発生し、その出力信号を後述の差動増幅
器へ送信する。３０は差動増幅器で、２つの入力
電圧信号の差に比例した電圧を発生する。そし
て、その出力電圧信号は後述の周波数分析器に入
力される。３１は周波数分析器で、入力された電
圧信号の周波数スペクトラムを解析処理して、そ
の結果を出力する。
る。第３図ａ，ｂにおいて、１は測定対象の粉粒
体、２は光フアイバプローブで、後述の第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ単線を固着している。３，４，５，６，
７，８，９，１０は、第１，第２，第３，第４，
第５，第６，第７及び第８の光フアイバ単線で、
その両端面の一方は上記粉粒体１に挿入され、他
方の端面はそれぞれ、後述第９と第10、第11と第
12、第13と第14、第15と第16、第17と第18、第19
と第20、第21と第22及び第23と第24の光フアイバ
単線に連結されている。そして、粉粒体に挿入さ
れた部分ではある一定の間隔d′で上記光フアイバ
プローブに固着されている。１１，１３，１５，
１７，１９，２１，２３，２５は、第９，第11，
第13，第15，第17，第19，第21及び第23の光フア
イバ単線で、その両端面の一方は、それぞれ、上
記第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７及
び第８の光フアイバ単線に連結されている。ま
た、他方の端面は、第９，第13，第17及び第21の
光フアイバ単線については後述の第１の受光素子
に連結され、第11，第15，第19及び第23の光フア
イバ単線については、後述の第２の受光素子に連
結されている。１２，１４，１６，１８，２０，
２２，２４，２６は、第10，第12，第14，第16，
第18，第20，第22及び第24の光フアイバ単線で、
その両端面の一方は、それぞれ、上記第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ単線に連結され、他方の端面は後述のレ
ーザ装置に連結されている。２７はレーザ装置で
レーザ光を発生する。２８，２９は、第１及び第
２の受光素子で、それぞれ入射光の強さに比例し
た電圧を発生し、その出力信号を後述の差動増幅
器へ送信する。３０は差動増幅器で、２つの入力
電圧信号の差に比例した電圧を発生する。そし
て、その出力電圧信号は後述の周波数分析器に入
力される。３１は周波数分析器で、入力された電
圧信号の周波数スペクトラムを解析処理して、そ
の結果を出力する。
次に上記実施例の動作について説明する。
第３図ａ，ｂにおいて、レーザ装置２７で発生
されたレーザ光を第10，第12，第14，第16，第
18，第20，第22及び第24の光フアイバ単線１２，
１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６でそ
れぞれ、第１，第２，第３，第４，第５，第６，
第７及び第８の光フアイバ単線３，４，５，６，
７，８，９，１０へ伝送する。上記第１，第２，
第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光フア
イバ単線は、それぞれ、上記レーザ光を計測対象
の粉粒体１へ照射する。粉粒体１で反射された光
は、再び、第１，第２，第３，第４，第５，第
６，第７及び第８の光フアイバ単線へそれぞれ、
入射し第９，第11，第13，第15，第17，第19，第
21及び第23の光フアイバ単線１１，１３，１５，
１７，１９，２１，２３，２５へ伝送される。
されたレーザ光を第10，第12，第14，第16，第
18，第20，第22及び第24の光フアイバ単線１２，
１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６でそ
れぞれ、第１，第２，第３，第４，第５，第６，
第７及び第８の光フアイバ単線３，４，５，６，
７，８，９，１０へ伝送する。上記第１，第２，
第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光フア
イバ単線は、それぞれ、上記レーザ光を計測対象
の粉粒体１へ照射する。粉粒体１で反射された光
は、再び、第１，第２，第３，第４，第５，第
６，第７及び第８の光フアイバ単線へそれぞれ、
入射し第９，第11，第13，第15，第17，第19，第
21及び第23の光フアイバ単線１１，１３，１５，
１７，１９，２１，２３，２５へ伝送される。
上記第９，第13，第17及び第21の光フアイバ単
線１１，１５，１９，２３を伝送された上記反射
光は、第１の受光素子２８へ入射し、その入射光
の強さに比例した電圧信号x1（ｔ）に変換され
て、差動増幅器３０の二つの入力部の一つに入力
される。上記第11，第15，第19及び第23の光フア
イバ単線１３，１７，２１，２５を伝送された上
記反射光は、第２の受光素子２９へ入射し、その
入射光の強さに比例した電圧信号x2（ｔ）に変換
されて、上記差動増幅器３０の他方の入力部に入
力される。
線１１，１５，１９，２３を伝送された上記反射
光は、第１の受光素子２８へ入射し、その入射光
の強さに比例した電圧信号x1（ｔ）に変換され
て、差動増幅器３０の二つの入力部の一つに入力
される。上記第11，第15，第19及び第23の光フア
イバ単線１３，１７，２１，２５を伝送された上
記反射光は、第２の受光素子２９へ入射し、その
入射光の強さに比例した電圧信号x2（ｔ）に変換
されて、上記差動増幅器３０の他方の入力部に入
力される。
上記差動増幅器３０はそれに入力された上記二
つの電圧信号x1（ｔ）及びx2（ｔ）の差〔x1
（ｔ）−x2（ｔ）〕に比例した電圧信号ｘ（ｔ）を
発生し、その信号を周波数分析器３１に入力す
る。上記周波数分析器３１は、その入力信号ｘ
（ｔ）の周波数スペクトラムを解析処理して、そ
の結果を出力する。その出力結果より、卓越した
ピークの周波数′pが判る。この′pが求められ
ると、従来法と同様にして、粉粒体の速度ν′が ν′＝2d′′p として求められる。ただし、d′は上記第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ間隔である。
つの電圧信号x1（ｔ）及びx2（ｔ）の差〔x1
（ｔ）−x2（ｔ）〕に比例した電圧信号ｘ（ｔ）を
発生し、その信号を周波数分析器３１に入力す
る。上記周波数分析器３１は、その入力信号ｘ
（ｔ）の周波数スペクトラムを解析処理して、そ
の結果を出力する。その出力結果より、卓越した
ピークの周波数′pが判る。この′pが求められ
ると、従来法と同様にして、粉粒体の速度ν′が ν′＝2d′′p として求められる。ただし、d′は上記第１，第
２，第３，第４，第５，第６，第７及び第８の光
フアイバ間隔である。
ところで、以上述べた本考案によれば、粉粒体
に挿入された第１，第２，第３，第４，第５，第
６，第７及び第８の光フアイバ単線が、第４図に
示しているように、照明光Ａの出射と反射光Ｂの
受光を一つの光フアイバ単線の端面で行なうこと
から、照明光あるいは反射光を粉粒体でしやへい
されることが全くない。したがつて、粉粒体の濃
度によらず、高濃度の場合についても適用がで
き、従来では測定できなかつた石炭ガス化炉流動
層、石炭ミル微分炭輸送管等の粒子速度計測が可
能となり、本考案装置の産業上の価値は著しく大
きいものがある。
に挿入された第１，第２，第３，第４，第５，第
６，第７及び第８の光フアイバ単線が、第４図に
示しているように、照明光Ａの出射と反射光Ｂの
受光を一つの光フアイバ単線の端面で行なうこと
から、照明光あるいは反射光を粉粒体でしやへい
されることが全くない。したがつて、粉粒体の濃
度によらず、高濃度の場合についても適用がで
き、従来では測定できなかつた石炭ガス化炉流動
層、石炭ミル微分炭輸送管等の粒子速度計測が可
能となり、本考案装置の産業上の価値は著しく大
きいものがある。
第１図ａは従来の粒子速度計測装置の構成を示
す図、第１図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線矢視図、第
２図は第１図における光フアイバプローブの基本
構造を示す図、第３図ａは本考案の一実施例を示
す構成図、第３図ｂは第３図ａのＸ−Ｘ線矢視
図、第４図は第３図における光フアイバ単線部分
を示す図である。 １……粉粒体、２……光フアイバプローブ、３
〜１０……第１〜第８の光フアイバ単線、１１〜
２６……第９〜第24の光フアイバ単線、２７……
レーザ装置、２８，２９……第１，第２の受光素
子、３０……差動増幅器、３１……周波数分析
器。
す図、第１図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線矢視図、第
２図は第１図における光フアイバプローブの基本
構造を示す図、第３図ａは本考案の一実施例を示
す構成図、第３図ｂは第３図ａのＸ−Ｘ線矢視
図、第４図は第３図における光フアイバ単線部分
を示す図である。 １……粉粒体、２……光フアイバプローブ、３
〜１０……第１〜第８の光フアイバ単線、１１〜
２６……第９〜第24の光フアイバ単線、２７……
レーザ装置、２８，２９……第１，第２の受光素
子、３０……差動増幅器、３１……周波数分析
器。
Claims (1)
- 固気混相流の粒子群中に等間隔を有して先端を
夫々挿入される少なくとも３本以上の大径光フア
イバと、同大径光フアイバの後端に夫々接続され
る２本一組の小径光フアイバと、同小径光フアイ
バの一方より光を照射する手段と、上記小径光フ
アイバの他方に入つた光を受光しその強度を検出
する受光素子と、上記等間隔に並べられた大径光
フアイバの順に交互に極性を変換して差を取る差
動増幅器と、同差動増幅器で得られた周波数スペ
クトラムを解析処理する周波数分析器と、同分析
器で得られた周波数のピーク値と上記大径光フア
イバの間隔とから粒子の速度を求めるようにした
ことを特徴とする粒子速度計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8632382U JPS58187768U (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 粒子速度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8632382U JPS58187768U (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 粒子速度計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58187768U JPS58187768U (ja) | 1983-12-13 |
| JPS623729Y2 true JPS623729Y2 (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=30095142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8632382U Granted JPS58187768U (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 粒子速度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58187768U (ja) |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP8632382U patent/JPS58187768U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58187768U (ja) | 1983-12-13 |
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