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公開番号2024075870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-05
出願番号2022187083
出願日2022-11-24
発明の名称測定装置
出願人昭電工業株式会社
代理人個人
主分類G01K 13/024 20210101AFI20240529BHJP(測定;試験)
要約【課題】炉等の内部において気体の温度を測定する場合における熱輻射の影響を低減すること。
【解決手段】本発明の測定装置1は、プロセッサ11と、第1端部12E1及び第2端部12E2を実質的に閉塞可能な管路12Pを内部に有する容器12とを備え、容器12は、第1端部12E1を含む一部が実質的に透明であり、第1端部12E1は、高温気体の内部に配設可能であり、管路12Pの内部は、作動流体を封入可能であり、かつ、蓄熱器14と冷却手段15とが第1端部12E1から第2端部12E2に向けて順に配設され、プロセッサ11は、蓄熱器14の一側から第1端部12E1までの長さの管路12Pの長さに対する比rと、冷却手段15から第2端部12E2までの間における作動流体の温度(第1温度T_L)と、蓄熱器14により生成された自励振動の周波数fとに基づいて高温気体の温度(第2温度T_H)を推定する温度推定処理を実行可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プロセッサと、第１端部及び第２端部を実質的に閉塞可能な管路を内部に有する容器とを備え、
前記容器は、前記第１端部を含む一部が実質的に透明であり、
前記第１端部は、高温気体の内部に配設可能であり、
前記管路の内部は、作動流体を封入可能であり、かつ、蓄熱器と冷却手段とが前記第１端部から前記第２端部に向けて順に配設され、
前記蓄熱器は、前記管路の向きに沿って前記蓄熱器を連通する空隙を有し、かつ、前記管路の向きに沿った温度勾配によって熱音響の自励振動を生成可能であり、
前記冷却手段は、前記作動流体を冷却可能であり、
前記プロセッサは、前記蓄熱器の一側から前記第１端部までの長さの前記管路の長さに対する比と、前記冷却部材から前記第２端部までの間における前記作動流体の温度と、前記自励振動の周波数とに基づいて前記高温気体の温度（第２温度）を推定する温度推定処理を実行可能である、
測定装置。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記高温気体の内部に配設可能であり、少なくとも一部が不透明な温度計をさらに備え、
前記プロセッサは、
前記温度計によって測定された第３温度を取得する第３温度取得処理と、
前記第２温度と前記第３温度とに基づいて前記温度計への熱輻射による熱移動を推定する熱輻射推定処理と、
をさらに実行可能である、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記容器の前記一部と接続され、前記高温気体の熱を前記作動流体に移動可能であり、実質的に透明な熱交換器が前記管路の内部のうち前記第１端部と前記蓄熱器との間に配設される、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記実質的に透明な一部の材質が石英ガラスを含む、請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記実質的に透明な一部の材質がサファイアガラスを含む、請求項１に記載の測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
各種の温度測定手段を用いて測定された内部温度を用いて炉等の温度を制御することが行われている。内部温度の測定に関し、炉等の内部にある気体の温度を測定する要望がある。炉等の内部にある気体の温度は、炉等のエネルギー投入制御のフィードバック指標となる。そのため、該温度は、省エネ及び脱炭酸ガスにおいて重要である。また、炉等の内部にある気体の温度は、焼却・燃焼における重要な指標である。加えて、炉等の内部にある気体の温度は、焼成・熱処理における品質コントロールの要である。
【０００３】
炉等の内部にある気体の温度を測定することに関し、特許文献１は、温度制御ゾーンのそれぞれに炉壁を貫通した熱電対を配置することを開示している。特許文献１によれば、雰囲気ガスの温度が測定され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１３０３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような熱電対は、金属部分等が不透明である。そのため、このような熱電対は、電磁波を吸収する。炉等の内部では、高温の炉壁等が熱輻射を行っている。熱輻射によって放出された電磁波は、不透明な熱電対に吸収され、熱電対の温度を上げ得る。よって、熱輻射により、熱電対の温度が雰囲気ガスの温度より高くなることが懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、炉等の内部において気体の温度を測定する場合における熱輻射の影響を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、炉内部分が透明であるよう熱音響デバイスを構成し、該熱音響デバイスにおける自励振動の周波数に基づいて温度を測定すること等によって、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。
【０００８】
第１の特徴に係る発明は、プロセッサと、第１端部及び第２端部を実質的に閉塞可能な管路を内部に有する容器とを備え、前記容器は、前記第１端部を含む一部が実質的に透明であり、前記第１端部は、高温気体の内部に配設可能であり、前記管路の内部は、作動流体を封入可能であり、かつ、蓄熱器と冷却部材とが前記第１端部から前記第２端部に向けて順に配設され、前記蓄熱器は、前記管路の向きに沿って前記蓄熱器を連通する空隙を有し、かつ、前記管路の向きに沿った温度勾配によって熱音響の自励振動を生成可能であり、前記冷却部材は、前記作動流体を冷却可能であり、前記プロセッサは、前記蓄熱器の一側から前記第１端部までの長さの前記管路の長さに対する比と、前記冷却部材から前記第２端部までの間における前記作動流体の温度と、前記自励振動の周波数とに基づいて前記高温気体の温度（第２温度）を推定する温度推定処理を実行可能である、測定装置を提供する。
【０００９】
第１の特徴に係る発明によれば、高温気体の内部に配設された第１端部の温度が高温気体からの熱伝導によって加熱される。この第１端部を含む一部は、実質的に透明である。したがって、第１端部の温度は、熱輻射によって高温気体の温度より高い温度となることが防がれる。これにより、管路内部のうち第１端部側の作動流体の温度は、高温気体の温度と略同じとなると期待される。
【００１０】
第１の特徴に係る発明によれば、冷却部材から第２端部までの間における管路内部の作動流体の温度は、冷却部材によって冷却される。そして、蓄熱器の第１端部の側から蓄熱器の冷却部材の側に向けて、管路の向きに沿った温度勾配が生じる。この管路の向きに沿った温度勾配により、蓄熱器が熱音響の自励振動を生成する。そして、管路の両端部が実質的に閉塞されているため、この自励振動は、閉塞管における定常波を含む。定常波の波長は、管路の長さに対応する。
（【００１１】以降は省略されています）

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