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公開番号2025135802
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024033778
出願日2024-03-06
発明の名称距離測定装置及び操業方法
出願人株式会社WADECO
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G01F 23/292 20060101AFI20250911BHJP(測定;試験)
要約【課題】距離測定装置における送受信手段と第2のアンテナとを接続するオーバーサイズ導波管内での検出波の伝搬ロスを抑制する。また、このような距離測定装置を用い、測定結果を基に設備の容器への物体の供給を行う操業方法を提供する。
【解決手段】距離測定装置は、検出波Mの送受信を行うための送受信手段20と、送受信手段20に第1の導波管23にて接続される第1のアンテナ24と、第1のアンテナ24のアンテナ面24aに接続され、アンテナ面24aの口径と同一の内径又はアンテナ面24aの口径よりも大径である内径を有する第2のオーバーサイズ導波管25と、第2のオーバーサイズ導波管25に接続され、第1のアンテナ24のアンテナ面24aの口径よりも大径であるアンテナ面26aの口径を有する第2のアンテナ26とを備え、送受信手段20からの検出波Mを第2のアンテナ26に送り、第2のアンテナ26を介して検出波Mの送受信を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
各種の物体に向けて検出波を送信し、前記物体で反射された前記検出波を受信して、前記物体までの距離を測定する距離測定装置であって、
前記検出波の送受信を行うための送受信手段と、
前記送受信手段に第１の導波管にて接続される第１のアンテナと、
前記第１のアンテナのアンテナ面に接続され、前記アンテナ面の口径と同一の内径又は前記アンテナ面の口径よりも大径である内径を有する第２のオーバーサイズ導波管と、
前記第２のオーバーサイズ導波管に接続され、前記第１のアンテナのアンテナ面の口径よりも大径であるアンテナ面の口径を有する第２のアンテナと、を備え、
前記送受信手段からの前記検出波を前記第２のアンテナに送り、前記第２のアンテナを介して前記検出波の送受信を行うことを特徴とする、距離測定装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記検出波を、円偏波して送受信することを特徴とする、請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記第２のオーバーサイズ導波管が、屈曲部又は湾曲部を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記物体の表面を複数回測定し、その平均値を求める測定モードを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記物体の表面を複数回測定し、得られた受信ビート波形と前記受信ビート波形をＦＦＴ処理することにより得られる距離スペクトル波形のいずれか一方又は両方を加算平均する測定モードを備える、請求項１又は２に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記物体の表面を複数回測定し、その平均値を求める測定モードを備えることを特徴とする、請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記物体の表面を複数回測定し、得られた受信ビート波形と前記受信ビート波形をＦＦＴ処理することにより得られる距離スペクトル波形のいずれか一方又は両方を加算平均する測定モードを備える、請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記検出波がミリ波であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記検出波がミリ波であることを特徴とする、請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項１０】
前記検出波がミリ波であることを特徴とする、請求項４に記載の距離測定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体や液体等の各種物体までの距離を検出する距離測定装置、及び、前記距離測定装置による測定結果を基にして、設備の容器への物体の供給を行う操業方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
コークス炉内の粉炭、転炉や鍋内の溶鋼、ホッパー内の石炭、焼却炉内のゴミ、サイロ等の貯蔵庫内の穀物類、各種液体等、各種設備の容器に装入され、堆積しているこれらの物体に向けて検出波を送信し、その反射波を受信して物体までの距離を測定し、容器内における物体の堆積量を求める距離測定装置が知られている。
【０００３】
例えば、コークス炉では、上面に複数の装炭口が設けられており、石炭を積んだ装炭車を移動させながら石炭を装炭口から順次投入している。その際、コークス炉内に投入された石炭の装炭レベルを測定し、できるだけ多く装炭して生産性を上げることが求められている。
【０００４】
装炭レベルを測定する方法として、特許出願人は、特許文献１に記載されているような、検出波としてマイクロ波やミリ波を用いた測定装置を提案している。図７に示すように、同測定装置において、装置全体が一般的な装炭車１の内部に設置される。装炭車１は、外部から供給された石炭Ｃを貯留する受炭ホッパー１０と、受炭ホッパー１０の石炭Ｃを石炭投入シュート１１に送るための給炭装置１２とを備えている。石炭投入シュート１１の下方端部には、下端が内方に狭窄してコークス炉１００の装炭口１０２の口径に合わせたスリーブ１３が外装されていている。そして、装炭車１は、コークス炉１００の上面に固定されたレール１０１に沿って、例えば図示されるように紙面の前後方向に移動する。
【０００５】
石炭投入シュート１１の天井面１１ａの中央部分には開口１１ｂが形成されており、開口１１ｂにガイドパイプ４０の一端が取り付けられている。また、ガイドパイプ４０の他端には、マイクロ波やミリ波の送受信手段２０のアンテナ２２が取り付けられている。さらに、ガイドパイプ４０の側壁には、アンテナ２２の付近にガス供給口３５が設けられており、パージ用ガスが供給される。
【０００６】
このように構成される装炭レベル装置では、装炭レベルの測定時には、図中の符号Ｍ及び矢印で示されるように、送受信手段２０からのマイクロ波やミリ波は、アンテナ２２から送信されてガイドパイプ４０を伝搬して石炭投入シュート１１、スリーブ１３へと進み、装炭口１０２を通ってコークス炉１００の内部へと進む。そして、炉内に堆積している石炭Ｃ´の表面で反射されたマイクロ波やミリ波は、これまでとは逆の経路を経て送受信手段２０で受信される。そして、マイクロ波やミリ波の送受信の時間差に基づいて石炭Ｃ´の堆積レベルが算出される。
【０００７】
また、図７ではガイドパイプ４０が直管であり、コークス炉１００からの高熱により、ガイドパイプ４０の直上にある送受信手段２０が、熱的負荷を受けやすい。そこで、特許文献１では、図８に示すように、屈曲部に反射板を設置してＬ字管状としたガイドパイプ４０が提案されている。なお、図中の符号３０は、コークス炉１００からの粉塵の侵入を防ぐとともに、マイクロ波やミリ波を透過する材料からなるフィルタ３０である。
【０００８】
このガイドパイプ４０は、図示されるように、９０°屈曲部に第１の反射板４１を備えており、一方の端部に送受信手段２０、他方の端部に第２の反射板４２を備えている。第１の反射板４１及び第２の反射板４２は、共に４５°反射板であり、第１の反射板４１の反射面は、送受信手段２０及び第２の反射板４２の反射面を向くように４５°上方に傾斜しており、第２の反射板４２は、第１の反射板４１の反射面及び石炭投入シュート１１を向くように４５°下方に傾斜している。
【０００９】
また、送受信手段２０と第１の反射板４１とを結ぶ、ガイドパイプ４０の直管部４０ａには、送受信手段２０に接続するアンテナ２２が収容されている。さらに、第１の反射板４１と第２の反射板４２とは、ガイドパイプ４０の水平管部４０ｂで連結されており、第２の反射板４２には、石炭投入シュート１１に向かう、ガイドパイプ４０の垂下部４０ｃが付設されている。
【００１０】
このように、ガイドパイプ４０では、送受信手段２０（及びコントローラ）を、高温のコークス炉１００から離間させることができる。なお、ガイドパイプ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）は、例えば内径１５０ｍｍの大径の金属パイプである。ガイドパイプ４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を大径にする理由は、アンテナ２２の利得を上げるために、アンテナ径を大径にし、かつ、送受信手段２０に対し２．８ｍｍの導波管２１を介して直結する必要があったからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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