(57)【要約】【課題】簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる試験装置及び試験方法を提供する。【解決手段】超音波レベル計１０の状態を確認するための試験装置２０であって、超音波レベル計１０を設置するための載置手段２１と、当該試験装置１０を移動可能にするための移動手段２３とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波レベル計の状態を確認するための試験装置であって、
前記超音波レベル計を設置するための載置手段と、
前記載置手段を移動可能にするための移動手段とを有することを特徴とする試験装置。
【請求項２】
前記移動手段は台車であることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
さらに、前記超音波レベル計による計測データを処理し、前記超音波レベル計に外部信号を入力するための制御手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記超音波レベル計は、ニッケルを含有した硫化物からニッケルを製錬する過程で使用されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試験装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の試験装置を用いて、超音波レベル計の状態を確認する試験方法であって、
前記超音波レベル計を取り外して前記試験装置に設置する設置工程と、
前記超音波レベル計を設置した前記試験装置を用いて距離を計測する計測工程と、
前記計測した結果に基づいて前記超音波レベル計の状態を判定する判定工程とを有し、
前記計測工程では、あらかじめ対象物との距離が測定された位置から該対象物の計測を行うことを特徴とする試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波レベル計の状態を確認するための試験装置及び試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気ニッケルの製造プラントにおけるニッケルの製錬では、ニッケルを含有した硫化物を塩素ガスの酸化作用を利用して浸出し、浸出されたニッケルイオンを電解採取によって電気ニッケルとして製品化する塩素浸出プロセスが実用化されている。
【０００３】
電気ニッケルの製造プラントには各種槽内の液位を測定するために超音波レベル計が多数設置されている。超音波レベル計による液位測定装置として、例えば、特許文献１には、測定対象の液面との距離を非接触で測定する液位測定装置本体と、該液位測定装置本体の照射領域に送風するファンとを備える液位測定装置が記載されており、液位測定装置でスラリー液位を測定しつつ、タンク内のスラリー液位を一定に保つように、スラリーの抜出量を制御している。
【０００４】
超音波レベル計は被測定物質に非接触な状態で液位を連続測定できるため自動制御に好適であり、高い精度による高い制御性を達成することができるが、その反面、槽内の状態変化（液面の急激な変動、水蒸気の発生、泡立ち等）により正常な測定が阻害され、測定不能に陥る事がある。また、何らかの強制劣化要因（腐食性ガス、高温物との接触等）により超音波レベル計を構成する各種部品が故障し、測定不能に陥る事がある。
【０００５】
しかしながら、このように超音波レベル計が測定不能に陥った場合、測定値の異常として出力されるのみなので、その原因が、槽内の状態変化（液面の急激な変動、水蒸気の発生、泡立ち等）によるものか、超音波レベル計の故障によるものかを特定する事が非常に難しい状況であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる試験装置及び試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、超音波レベル計の状態を確認するための試験装置であって、超音波レベル計を設置するための載置手段と、載置手段を移動可能にするための移動手段とを有する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、取り外した超音波レベル計を載置手段に設置して移動手段により移動させ、計測して超音波レベル計が正常か否かを判断できるため、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる。
【００１０】
このとき、本発明の一態様では、移動手段は台車であるようにしてもよい。
【００１１】
移動手段を比較的入手し易い台車とし、該台車上に載置手段を備えるようにすれば、超音波レベル計の設置、移動、超音波レベル計による計測を台車上で行うことができるため、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、さらに、超音波レベル計による計測データを処理し、超音波レベル計に外部信号を入力するための制御手段を有するようにしてもよい。
【００１３】
制御手段を有することにより、超音波レベル計の状態の解析や、変換器の調整を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、超音波レベル計は、ニッケルを含有した硫化物からニッケルを製錬する過程で使用されるものとしてもよい。
【００１５】
上記ニッケルを製錬する工程では、槽内の状態変化や超音波レベル計の腐食等による損傷が起きやすく超音波レベル計の不具合が生じやすいため、本発明の一態様に係る試験装置を有効に活用することができる。
【００１６】
本発明の他の態様は、上述した試験装置を用いて、超音波レベル計の状態を確認する試験方法であって、超音波レベル計を取り外して試験装置に設置する設置工程と、超音波レベル計を設置した試験装置を用いて距離を計測する計測工程と、計測した結果に基づいて超音波レベル計の状態を判定する判定工程とを有し、計測工程では、あらかじめ対象物との距離が測定された位置から対象物の計測を行う。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、上述した試験装置を用いて超音波レベル計が正常か否かを判定することができるため、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認することができる試験装置及び試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】超音波レベル計の使用態様について説明するための概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る試験装置を説明するための概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る試験方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。
【図４】超音波レベル計の点検補修件数の推移を表した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
１．概要
２．試験装置
３．試験方法
【００２１】
＜１．概要＞
本発明の一実施形態に係る試験装置及び試験方法について説明する前に、本発明の概要と超音波レベル計について説明する。図１は、超音波レベル計の使用態様について説明するための概略図である。
【００２２】
超音波レベル計１０は図１に示すように、センサ（検出器）１１とコントロールユニット（変換器）１２と信号ケーブル１３等から構成される。センサ１１から発信された超音波パルスは槽（タンク等）１４内の液面１５に反射され、返ってきたパルスをセンサ１１で受信する。受信パルスは信号ケーブル１３を介して電気信号でコントロールユニット１２に入力され、発信パルスと受信パルスの時間差を測定して距離に比例した出力信号を取り出す。このように、超音波レベル計１０は、センサ１１から放射した超音波のパルスが被測定物質又は液面１５で反射し再度センサ１１にまで戻るまでの往復時間と超音波のパルスの速度から距離（レベル）を求める。レベルとは、例えば、図１のように、槽１４内の液体又はスラリーの流出口１６の位置を０％とし、流入口１７の位置を１００％としたときの液面の位置を示すものである。
【００２３】
上述したように、電気ニッケルの製造プラントではニッケルを含有した硫化物を塩素ガスの酸化作用を利用して浸出し、浸出されたニッケルイオンを電解採取によって電気ニッケルとして製品化する塩素浸出プロセスが行われ、槽（タンク等）１４内の液位を測定するために超音波レベル計１０が多数設置されている。超音波レベル計１０は、例えば、溶媒抽出設備におけるセトラー内に設置されているが、それに限らず、浸出、セメンテーション、中和等の反応が行われる各種反応槽や、各工程間においてプロセス液を貯留するための貯液槽の液位、すなわちレベルを測定するために超音波レベル計１０が設置される。もちろん、本発明は電気ニッケルの製造プラントにおける槽１４に設置された超音波レベル計１０の試験に限定されるものではなく、その他の場面で使用されている超音波レベル計１０の試験に対しても適用可能である。
【００２４】
電気ニッケルの製造プラントにおいては、超音波レベル計１０を用いて槽１４内の液位を連続測定中、突然測定不能状態に陥る事がある。その状態は、短時間で自然復帰するもの、長時間復帰しないもの、清掃や内部パラメーターの調整により復帰するもの等様々であり、また、その発生頻度も短期間で頻発するものやごく稀に発生するもの等不規則である。
【００２５】
そのため、測定不能状態に陥る原因が槽１４内の状態変化（液面の急激な変動、水蒸気の発生、泡立ち等）によるものか、超音波レベル計１０の不良（故障）によるものかを判断する事が非常に難しい。その結果、従来は、操業（液位連続測定）継続の為のとりあえずの対策として、超音波レベル計１０を新品に取り替えており、その繰り返しにより、修繕費用が増大していた。
【００２６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、問題の生じた超音波レベル計１０を槽（タンク等）１４から取り外した後に、簡易な方法で超音波レベル計１０の状態を確認できるような試験装置を開発し、本発明の完成に至ったものである。なお、本明細書における「状態」とは、正常か否かの故障判定の他、故障した部位が、センサ（検出器）１１とコントロールユニット（変換器）１２と信号ケーブル１３のうちのどの部位かの特定も含むものと定義する。以下、本発明の一実施形態に係る試験装置及び試験方法について詳述する。
【００２７】
＜２．試験装置＞
本発明の一実施形態に係る試験装置について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る試験装置２０を説明するための概略図である。本発明の一態様は、超音波レベル計１０の状態を確認するための試験装置２０であって、超音波レベル計１０を設置するための載置手段２１と、載置手段２１を移動可能にするための移動手段２３とを有する。試験装置２０は、さらに、超音波レベル計１０による計測データを処理し、超音波レベル計１０に外部信号を入力するための制御手段２２を有するようにしてもよい。
【００２８】
載置手段２１は、取り外した超音波レベル計１０を試験装置２０に設置するための構成である。載置手段２１は、例えば、センサ（検出器）１１の載置台２１Ａ、コントロールユニット（変換器）１２や制御手段２２の載置台２１Ｂなどから構成される。本発明の一実施形態に係る試験装置２０では、例えば、後述するように一定の既知の距離Ｌから壁面２４等に対して計測を行うため、載置手段２１は、超音波レベル計１０のセンサ（検出器）１１部分を水平に設置できるように設けられていることが好ましい。載置手段２１はさらに超音波レベル計１０を固定できるような固定具を備えていてもよい。また、超音波レベル計１０のコントロールユニット（変換器）１２部分まで取り外した場合には、コントロールユニット（変換器）１２部分も設置できるような構成を備えていることが好ましい。
【００２９】
制御手段２２は、超音波レベル計１０による計測データを処理し、超音波レベル計１０に外部信号を入力するための構成である。制御手段２２としては、例えば、ノートＰＣやタブレット端末などの情報通信端末が挙げられる。情報通信端末には必要に応じて、超音波レベル計による計測データを処理し、超音波レベル計に外部信号を入力するためのソフトウェアがインストールされる。制御手段２２によって、例えば、超音波の反射波形の形状確認や超音波レベル計のパラメーター変更を行うことができる。また、制御手段２２は、他の端末との通信が可能であるように、例えば、無線ＬＡＮに対応可能な構成となっていてもよい。これらの制御手段２２と超音波レベル計１０とが電源と接続可能になるように、適宜配線が施される。
【００３０】
移動手段２３は、載置手段２１を移動可能にするための構成である。超音波レベル計１０の試験時には、超音波レベル計１０が設置されている槽（タンク等）１４から超音波レベル計１０を取り外して試験装置２０まで人手で運ぶ必要がある。したがって、試験装置２０に移動手段２３を設けることにより、試験装置２０を槽（タンク等）１４の近くにまで移動させておくことができるため、取り外した超音波レベル計１０を人手で運ぶ距離を短くすることができる。また、超音波レベル計１０を試験装置２０に設置した後に、計測に適した場所まで試験装置２０を移動させることができる。
【００３１】
このような移動装置としては、例えば、キャスターが取り付けられているものが挙げられ、中でも台車を用いることが好ましい。台車であれば、入手が容易であり、また、上記載置手段２１や制御手段２２を台車上に備えるのに適した大きさである。このように、移動手段２３としての台車上に載置手段２１を備えるようにすれば、超音波レベル計の設置、移動、超音波レベル計による計測を台車上で行うことができるため、簡易な手法で超音波レベル計１０の状態を確認することができる。
【００３２】
上述したように、超音波レベル計１０を試験する状況は特に限定されるものではないが、本発明の一実施形態に係る試験装置２０は、ニッケルを含有した硫化物からニッケルを製錬する過程で好ましく用いられる。ニッケルを製錬する工程では、槽内の状態変化（液面の急激な変動、水蒸気の発生、泡立ち等）や、超音波レベル計の劣化要因（腐食性ガス、高温物との接触等）による損傷が起きやすく超音波レベル計の不具合が生じやすいため、本発明の一態様に係る試験装置を有効に活用することができる。
【００３３】
＜３．試験方法＞
図３は、本発明の一実施形態に係る試験方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。本発明の一態様は、上述した試験装置を用いて、超音波レベル計の状態を確認する試験方法であって、超音波レベル計を取り外して試験装置に設置する設置工程Ｓ１と、超音波レベル計を設置した試験装置を用いて距離を計測する計測工程Ｓ２と、計測した結果に基づいて超音波レベル計の状態を判定する判定工程Ｓ３とを有し、計測工程では、あらかじめ対象物との距離が測定された位置から対象物の計測を行う。
【００３４】
設置工程Ｓ１では、タンク等から超音波レベル計を取り外して試験装置に設置する。計測不良が疑われる超音波レベル計が発見された場合、当該超音波レベル計を設置箇所（タンク等）から取り外す。この時、新しい超音波レベル計を代わりに設置箇所（タンク等）に設置しておけば操業を停止する時間を短くすることができる。取り外すのは、超音波レベル計のセンサ（検出器）部分だけでも良いし、コントロールユニット（変換器）の不具合まで疑われる場合にはコントロールユニット（変換器）まで含めて取り外してもよい。
【００３５】
次に、取り外した超音波レベル計を、試験装置に装着する。上述したように試験装置には、載置台等の載置手段が備えられているため、載置手段の態様に合わせて超音波レベル計を設置する。試験装置には移動手段も備えられているため、超音波レベル計の設置箇所（タンク等）の近くまで試験装置を移動させておき、取り外した超音波レベル計を試験装置に設置するようにすれば、作業負担が少なくて済む。
【００３６】
計測工程Ｓ２では、超音波レベル計を設置した試験装置を用いて距離を計測する。試験対象の超音波レベル計を設置した試験装置を、あらかじめ測定対象物との距離が計測されている位置（例えば、１ｍ、２ｍ等）に配置し、その位置から測定対象物までの計測を行う。測定対象物は、平面であることが好ましく、例えば、壁面に向かって計測を行うことが好ましい。また、計測は、水蒸気や高温といった影響を受けない箇所、例えば、広い倉庫内などで行うことが好ましい。計測の一例としては、対象とする壁面から一定の距離（０．３ｍ、１ｍ、３ｍ等）に印をつけておき、試験装置の移動手段により、当該印の位置に超音波レベル計のセンサ部分が来るように配置し、計測を行う。計測は、複数の距離において複数回行うとより信頼性を高めることができる。
【００３７】
判定工程Ｓ３では、計測した結果に基づいて超音波レベル計の状態を判定する。例えば、対象とする壁面から１ｍ離れた地点から計測を行い、１ｍ以外の数値が計測結果として表示された場合には、超音波レベル計が故障していると判断し、超音波レベル計の修理又は廃棄を行う。一方で、例えば、対象とする壁面から１ｍ離れた地点から計測を行い、計測結果が１ｍと表示された場合には、超音波レベル計の故障ではないと判断することができる。この場合は、槽内の状態変化（液面の急激な変動、水蒸気の発生、泡立ち等）や強制劣化要因（腐食性ガス、高温物との接触等）が原因であることが疑われるため、槽内の状態を是正することに努めればよい。そして、故障ではないと判断された超音波レベル計については再利用することができる。
【００３８】
また、超音波レベル計が故障していると判断された場合に、クロスチェックを行うことによってどの箇所が故障しているかを判断することもできる。上述したように、超音波レベル計は、センサ（検出器）とコントロールユニット（変換器）と信号ケーブル等から構成されるため、例えば、試験装置に設置した超音波レベル計のセンサ（検出器）部分だけを別の正常な部品と取り換えて再度試験を行ってもよい。この場合に、計測結果が正常であれば、センサ（検出器）部分に問題があると判断することができる。
【００３９】
なお、本発明は、使用中の超音波レベル計の状態の判定に限定されるわけではなく、例えば、超音波レベル計のゼロスパン調整にも、本発明の一態様に係る試験装置を活用することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に示す実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。
【００４１】
（比較例）
電気ニッケルの製造プラント全体において、超音波レベル計は、計装品全体の約２０％を占めている。設備増強に伴い、図４に示した半期１〜半期４にかけて超音波レベル計の設置台数は増加し、図４に示すように、これに合わせて超音波レベル計の補修件数も右肩上がりとなった。なお、「半期１〜７」の「半期」は６ヶ月間を意味し、「数字」は時系列的に連続した各「半期」を昇順に表したものである。超音波レベル計の補修・点検に係る時間は半期８０時間を超え、検査業務の作業負荷は無視できないものとなった。
【００４２】
（実施例）
半期５より本発明の一態様に係る試験装置を用いた試験方法を実施した。図４に示すように、本発明に係る設備改善活動の効果により点検・補修件数は半期５より減少に転じた。半期７時点での点検・補修件数はピーク時の半数程度にとどまっており、設備増強を行っていない半期４〜半期７の期間で補修件数は最小となった。また、点検・補修時間も半期５より減少傾向にあり、半期７の補修時間は３１時間となった。半期４の補修時間は約８１時間であったため、半期当たり５０時間の点検・補修時間削減となった。
【００４３】
以上の結果から、本発明の一実施形態に係る試験装置及び試験方法を適用することにより、簡易な手法で超音波レベル計の状態を確認できるという目的が達成できた。
【００４４】
なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４５】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、試験装置及び試験方法の構成も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  超音波レベル計、１１  センサ（検出器）、１２  コントロールユニット（変換器）、１３  信号ケーブル、１４  槽（タンク）、１５  液面、１６  流出口、１７  流入口、２０  試験装置、２１（２１Ａ，２１Ｂ）  載置手段、２２  制御手段、２３  移動手段、２４  壁面
【図１】
2020148657.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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