초록 ▼

본 발명은 가스 형태의 캐리어 매체를 갖는 2-상 유체에 포함된 고체 및/액체 재료의 양을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 사용 영역은 석탄 연료 화력 발전소의 버너 파이프에서 공기식으로 이송되는 석탄 분진량을 결정하고 유맥선을 검출하는 것이다. 본 발명에 따라, 2-상 흐름에 고체 및/또는 액체 재료가 로딩되었는지는 전자기파의 확장을 결정하는 한계 주파수 아래의 댐핑 곡선의 직선 영역의 주파수 변환을 토대로 결정된다. 계단 함수(step function)와 유사한 직선 영역은 그것의 형태에 있어서 안정

본 발명은 가스 형태의 캐리어 매체를 갖는 2-상 유체에 포함된 고체 및/액체 재료의 양을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 사용 영역은 석탄 연료 화력 발전소의 버너 파이프에서 공기식으로 이송되는 석탄 분진량을 결정하고 유맥선을 검출하는 것이다. 본 발명에 따라, 2-상 흐름에 고체 및/또는 액체 재료가 로딩되었는지는 전자기파의 확장을 결정하는 한계 주파수 아래의 댐핑 곡선의 직선 영역의 주파수 변환을 토대로 결정된다. 계단 함수(step function)와 유사한 직선 영역은 그것의 형태에 있어서 안정적이지만 재료 로딩이 증가함에 따라 낮은 주파수로 점차 이동된다. 본 발명에 따라, 교번 전기장에 의해 이러한 주파수 변환이 검출되며 이것으로부터 로딩이 계산된다. 유맥선의 존재는 여기된 교번 전기장의 방위각 방향의 차이에서 로딩을 결정함으로써 검출된다.

대표청구항 ▼

전기 신호를 2-상 흐름에 커플링하는 단계와, 흐름 방향 또는 흐름 반대 방향으로의 커플링 위치로부터 떨어진 위치에서 상기 전기 신호를 수신하는 단계와, 커플링된 전기 신호와 관련하여 수신된 전기 신호의 변환을 검출하는 단계와, 그리고 이러한 변환 및 고체 및/또는 액체 재료가 재료 또는 상기 재료의 규정된 양의 보정 측정에 따라 2-상 흐름에 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하는 단계를 구비하는 가스 형태의 캐리어 매체를 갖는 2-상 흐름에 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하기 위한 방법에 있어서,A. 상기

전기 신호를 2-상 흐름에 커플링하는 단계와, 흐름 방향 또는 흐름 반대 방향으로의 커플링 위치로부터 떨어진 위치에서 상기 전기 신호를 수신하는 단계와, 커플링된 전기 신호와 관련하여 수신된 전기 신호의 변환을 검출하는 단계와, 그리고 이러한 변환 및 고체 및/또는 액체 재료가 재료 또는 상기 재료의 규정된 양의 보정 측정에 따라 2-상 흐름에 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하는 단계를 구비하는 가스 형태의 캐리어 매체를 갖는 2-상 흐름에 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하기 위한 방법에 있어서,A. 상기 전기 신호는 전자기파로서 확장될 수 있는 교번 전기장이며,B. 먼저 한계 주파수 아래에서의 교번 전기장의 주파수 변화에 의해 측정 구간의 댐핑을 주파수 함수로 검출하고, 댐핑 곡선의 경사가 급한 상승 영역에서 해당 하부 주파수를 갖는 상부 댐핑 임계값과 해당 상부 주파수를 갖는 하부 댐핑 임계값 사이의 직선 영역을 결정하며 기준 영역으로서 저장하고,C. 보정 측정과 관련된 상기 직선 영역의 주파수 이동의 결정에 의해 2-상 흐름내의 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하는 것을 특징으로 가스 형태의 캐리어 매체를 갖는 2-상 유체에 포함된 고체 및/액체 재료의 양을 결정하기 위한 방법.제 1항에 있어서, 제 1항의 C 단계에 따라 2-상 흐름내의 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하기 위해, 주어진 사용예에서 최대로 발생하는 고체 재료 또는 액체 재료의 로딩시 직선 영역의 주파수 이동에 상응하고 의 관계(여기서 f0는 언로딩된 파이프 장치 또는 채널 장치의 한계 주파수이며, μr은 상대적 투과율이고, εr은 가스 형태의 캐리어 매체와 여기에 포함된 고체 및/또는 액체 재료로 이루어진 혼합물의 상대적 유전 상수이다)에 따른 값(△f)만큼 B 단계에서 검출되는 하부 주파수보다 더 작은 주파수를 갖는 교번 전기장을 여기하고, 수신 안테나에 의해 교번 전기장의 댐핑을 측정하며, 상기 댐핑을 B 단계에서 검출된 상부 댐핑 임계값과 하부 댐핑 임계값 사이에 있는, 기준으로 선택된 댐핑과 비교하고, 상기 기준 댐핑을 초과할 경우, 측정되는 댐핑값이 기준으로 선택된 댐핑값에 상응할 때 까지 그리고 언로딩 상태의 기준 영역내에서 선택된 댐핑에 해당하는 주파수와 로딩 상태의 상기 댐핑값에 해당하는 주파수 사이의 주파수 차이로부터 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 또는 제 2항에 있어서,제 1항의 B 단계에 따라 측정 구간의 패러미터를 검출하기 위해 반곡점의 주변의 직선 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,제 2항에 따라 주파수 차이를 검출하기 위해 반곡점을 기준으로 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 또는 제 2항에 있어서,2-상 흐름내의 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하기 위해,D. 먼저 고체 및 액체 재료의 최대 로딩시 직선 영역의 주파수 이동에 상응하는 값(△f)만큼 제 1항의 B 단계에서 검출된 기준 영역의 하부 주파수보다 작은 주파수를 갖는 교번 전기장을 여기하고, 수신 안테나에 의해 교번 전기장의 댐핑을 측정하며, 상기 댐핑을 기준 영역과 비교하고,E. 상부 댐핑 임계값의 초과시 교번 전기장의 주파수를 최대로 기준 영역의 상부 주파수와 하부 주파수 사이의 차이값만큼 상승시키며, 수신 안테나에 의해 교번 전기장의 댐핑을 새롭게 측정하고, 이러한 단계를, 측정되는 댐핑이 하부 댐핑 임계값과 상수 댐핑 임계값 사이에 위치할 때 까지, 반복하며,F. 측정되는 댐핑에 해당하는 주파수와 언로딩 상태에서 기준 영역내의 상기 댐핑값에 해당하는 주파수 사이의 주파수 차이로부터 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,전도성 파이프 장치의, 2-상 흐름을 유도하는 섹션내에서 2개의 교번 전기장을 90°의 방위각만큼 서로 회전시켜 시간적으로 교대로 여기하며, 90°의 방위각만큼 서로 회전된 여기 위치로부터 규정된 간격을 두고 2-상 흐름의 흐름 방향 또는 흐름 반대 방향으로 90°의 방위각만큼 서로 회전되고 교번 전기장의 여기 위치에 대해 축방향으로 정렬되는, 각각 하나의 여기 위치에 할당된 2개의 수신 안테나에 의해 교번 전기장의 오버 스피킹을 표시하며, 제 1항의 각각 B 단계 및 C 단계에 따라 또는 제 2항 내지 제 5항에 따라 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하고, 개별 측정 결과로부터 평균값을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.제 6항에 있어서,형성된 평균값이 주어진 허용 한계를 더이상 초과하지 않거나 상기 허용 한계에 미달되지 않을 때 까지 측정을 계속 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,2-상 흐름을 유도하는 전도성의 둥근 파이프 장이내에서 동시에 동일 위상, 동일 주파수의 교번 전기장을 90°의 방위각만큼 서로 회전시켜 여기하고, 90°의 방위각만큼 회전된 여기 위치로부터 규정된 간격을 두고 2-상 흐름의 흐름 방향 또는 흐름 반대 방향으로 역시 서로 90°의 방위각만큼 서로 회전되고 교번 전기장의 여기 위치에 대해 축방향으로 정렬된, 각각 하나의 여기 위치에 할당된 수신 안테나에 의해 교번 전기장의 오버 스피킹을 표시하며, 서로 90°의 방위각만큼 회전된 교번 전기장의 중첩에 의해 산출되는 교번 전기장을 형성하며, 산출되는 상기 교번 전기장을, 여기되고 90°의 방위각만큼 서로 회전된 교번 전기장의 변화에 의해 그리고 여기된 교번 전기장의 위상 변화에 의해 방위각 방향으로 최대 180°만큼 회전시킬 수 있으며, 산출되는 교번 전기장에 의해 제 1항의 각각 B 단계 및 C 단계에 따라 또는 제 2항 내지 제 5항에 따라 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하고, 그리고 각각 최대 및 최소의 고체 및/또는 액체 재료의 양을 결정하고 상기 재료량의 공간적 분포로부터 포함된 고체 및/또는 액체 재료의 양을 전체적으로 계산하며 존재하는 유맥선의 위치 및 밀도를 결정할 때 까지, 산출되는 교번 전기장을 방위각 방향으로 회전시키고, 유맥선의 방위각적 위치를 180°의 각도 범위내에서 분명히 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.제 8항에 있어서, 360°의 각도 범위에서 유맥선의 위치를 분명히 결정하기 위해 우선 제 8항에 따라 180°의 각도 범위내에서 유맥선의 위치를 결정하고, 그 다음의 공정 단계에서 주파수의 교번 전기장을 댐핑의 직선 영역내에서 여기하며, 송신 안테나에 대해 90°의 방위각만큼 회전된 수신 안테나에 의해 상기 교번 전기장을 검출하고, 수신 안테나에 유도된 교류 전압의 위상 위치에 따라 유맥선 위치를 분명히 할당하며, 송신 안테나의 위치에서 0°의 방위각으로부터 출발하여 동일 위상일 경우 유맥선이 ＞ 90°내지 ＜270°의 범위에 위치하며, 반대 위상일 경우에는 ＞270°내지 ＜90°의 범위에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,부정합된 짧은 헤르츠의 복사체에 의해 교번 전기장을 여기하고 상기 교번 전기장의 오버 스피킹을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.