(57)【要約】【課題】管路内の流れ場を必要以上に乱すことなくセンサを管路内に配置することが可能で、再構成画像の空間解像度を向上することができる装置を提供する。【解決手段】センサ１２は、管路１０内に挿入される。センサ１２の略リング状をなす支持絶縁部材２２の内側表面に、その一部が露出するようにセンシング電極１４が複数個所定の間隔だけ離間して設けられる。略リング状をなす支持絶縁部材２２の外側表面に、スクリーン電極１６がセンシング電極１４を囲むように設けられる。支持絶縁部材２２に支持されたセンシング電極１４のそれぞれとスクリーン電極１６とは、抵抗器１８で接続される。抵抗器１８は支持絶縁部材２２の内部に埋め込まれる。支持絶縁部材２２の中心軸は管路１０内の混相流の流れ方向に沿って配置される。【選択図】図６
2014163837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサにより混相流の静電容量又は電位差を計測し、得られた静電容量又は電位差に基づいて混相流の誘電率分布を演算し、混相流状態分布のＣＴ画像を再構成する混相流状態計測装置であって、
前記センサは、
少なくとも３個以上のセンシング電極と、
前記センシング電極を囲むように配置されたスクリーン電極と、
前記センシング電極と前記スクリーン電極との間に接続された抵抗器と、
を備え、
前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられ、
前記支持絶縁部材は、前記混相流の流れ方向に対して流線型をなし、
前記センサは、計測対象の混相流内に配置される
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記センシング電極は、センシング電極支持絶縁部材に設けられ、
前記スクリーン電極は、スクリーン電極支持絶縁部材に設けられ、
前記抵抗器は、前記センシング電極あるいは前記スクリーン電極支持絶縁部材内に埋設される
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記センシング電極支持絶縁部材及び前記スクリーン電極支持絶縁部材は、略リング状をなし、
前記スクリーン電極支持絶縁部材は、前記センシング電極支持絶縁部材を囲むように前記センシング電極支持絶縁部材と同軸上に配置され、
前記センシング電極は、前記センシング電極支持絶縁部材の内面側に設けられ、
前記スクリーン電極は、前記スクリーン電極支持絶縁部材の表面に設けられる
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一の支持絶縁部材に設けられ、
前記抵抗器は、前記支持絶縁部材内に埋設される
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記支持絶縁部材は、略リング状をなし、
前記センシング電極は、前記支持絶縁部材の内面側に設けられ、
前記スクリーン電極は、前記支持絶縁部材の外面側に設けられる
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、
前記センサは、計測対象の混相流内に、混相流の流れに沿って複数配置される
ことを特徴とする混相流状態計測装置。
【請求項７】
混相流の静電容量又は電位差を計測し、得られた静電容量又は電位差に基づいて混相流の誘電率分布を演算し、混相流状態分布のＣＴ画像を再構成する混相流状態計測装置に用いられるセンサであって、
前記センサは、計測対象の混相流内に配置されるものであり、
少なくとも３個以上のセンシング電極と、
前記センシング電極を囲むように配置されたスクリーン電極と、
前記センシング電極と前記スクリーン電極との間に接続された抵抗器と、
を備え、
前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられ、
前記支持絶縁部材は、前記混相流の流れ方向に対して流線型をなす
ことを特徴とするセンサ。
【請求項８】
請求項７記載のセンサにおいて、
前記センシング電極は、センシング電極支持絶縁部材に設けられ、
前記スクリーン電極は、スクリーン電極支持絶縁部材に設けられ、
前記抵抗器は、前記スクリーン電極支持絶縁部材内に埋設される
ことを特徴とするセンサ。
【請求項９】
請求項８記載のセンサにおいて、
前記センシング電極支持絶縁部材及び前記スクリーン電極支持絶縁部材は、略リング状をなし、
前記スクリーン電極支持絶縁部材は、前記センシング電極支持絶縁部材を囲むように前記センシング電極支持絶縁部材と同軸上に配置され、
前記センシング電極は、前記センシング電極支持絶縁部材の内面側に設けられ、
前記スクリーン電極は、前記スクリーン電極支持絶縁部材の表面に設けられる
ことを特徴とするセンサ。
【請求項１０】
請求項７記載のセンサにおいて、
前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一の支持絶縁部材に設けられ、
前記抵抗器は、前記支持絶縁部材内に埋設される
ことを特徴とするセンサ。
【請求項１１】
請求項１０記載のセンサにおいて、
前記支持絶縁部材は、略リング状をなし、
前記センシング電極は、前記支持絶縁部材の内面側に設けられ、
前記スクリーン電極は、前記支持絶縁部材の外面側に設けられる
ことを特徴とするセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混相流の静電容量や電位差等を計測し、混相流の誘電率等の分布状態を求め、混相流の混相状態分布の画像を再構成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体、気体、液体等の混相流を扱うパイプラインや機器において、管路等の閉塞防止や輸送の効率化、混合の効率化、抵抗低減等を目的として、管路等を移動する混相流の粒子等の分布状態を観察している。近年では、管路等の混相流の誘電率等の分布から混相状態分布をＣＴ（コンピュータトモグラフィー）を用いて画像を再構成して表示することで混相状態分布を計測する装置が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、既知のｎ×１行列の静電容量行列Ｃ、既知のｎ×ｍ行列のセンシティビティマップＳｅ、未知のｍ×１行列の静電率分布行列Ｅとが、Ｃ＝ＳｅＥの関係にあり、この式の反復計算により誘電率分布行列Ｅを求めることが記載されている。この際に、γｉ＝ＣＴＳｅｉとおき、反復回数をｋとしたときに評価関数をｆ（Ｅ（ｋ））＝γ・Ｅ（ｋ）とし、この評価関数が１に近づく誘電率分布行列Ｅを求めることが記載されている。
【０００４】
図８に、特許文献１に記載された装置の構成を示す。混相流を輸送する管路１の周囲にセンサ２が設けられる。センサ２は、絶縁材と複数個の電極からなり、複数個の電極は、そのうちの任意の２個の組み合わせで複数のコンデンサを形成する。センサ２にはリード線２２１〜２２１２を介して静電容量計測手段３が接続される。静電容量計測手段３は、リード線２２１〜２２１２を介して複数個のコンデンサの静電容量を計測する。画像再構成手段４は、コンピュータからなり、複数のコンデンサの静電容量に基づいて、管路１の計測空間の誘電率分布を演算し、計測空間の誘電率分布ＣＴの再構成画像信号を発生する。表示装置５は、誘電率分布ＣＴの再構成画像を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、管路の外部にセンサを配置しているため、計測面内のボイド率を決定する場合等において、存在する気泡が配管径と比較して大幅に小さい場合、再構成画像の空間解像度が十分でない問題があった。
【０００７】
他方、センサを単に管路内に配置する構成では、外部からのノイズに対するロバスト性や浮遊容量耐性の確保ができない問題がある。すなわち、外部からのノイズ削減や外部との浮遊容量の削減のためには、センサのセンシング電極周囲にスクリーン電極を配置し、センシング電極とスクリーン電極との間に抵抗器、例えば１ＭΩ程度の抵抗器を接続することが有効であるが、センサを管路内に配置する場合には、これらセンシング電極、スクリーン電極及び抵抗器をどのように配置するかが問題となる。
【０００８】
さらに、センサを単に管路内に配置する構成では、管路内の流れ場を必要以上に乱すことも想定され得る。
【０００９】
本発明の目的は、管路内の流れ場を必要以上に乱すことなくセンサを管路内に配置することが可能で、再構成画像の空間解像度を向上することができる装置及びセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、センサにより混相流の静電容量又は電位差を計測し、得られた静電容量又は電位差に基づいて混相流の誘電率分布を演算し、混相流状態分布のＣＴ画像を再構成する混相流状態計測装置であって、前記センサは、少なくとも３個以上のセンシング電極と、前記センシング電極を囲むように配置されたスクリーン電極と、前記センシング電極と前記スクリーン電極との間に接続された抵抗器とを備え、前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられ、前記支持絶縁部材は、前記混相流の流れ方向に対して流線型をなし、前記センサは、計測対象の混相流内に配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、混相流の静電容量又は電位差を計測し、得られた静電容量又は電位差に基づいて混相流の誘電率分布を演算し、混相流状態分布のＣＴ画像を再構成する混相流状態計測装置に用いられるセンサであって、前記センサは、計測対象の混相流内に配置されるものであり、少なくとも３個以上のセンシング電極と、前記センシング電極を囲むように配置されたスクリーン電極と、前記センシング電極と前記スクリーン電極との間に接続された抵抗器とを備え、前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられ、前記支持絶縁部材は、前記混相流の流れ方向に対して流線型をなすことを特徴とする。
【００１２】
本発明において、センシング電極及びスクリーン電極は、同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられる。すなわち、センシング電極とスクリーン電極は、ともに共通の支持絶縁部材に設けられるか、あるいは、センシング電極はセンシング電極用の支持絶縁部材に設けられ、スクリーン電極はスクリーン電極用の支持絶縁部材に設けられる。これらの支持絶縁部材のサイズ及び相対的な位置関係を調整することで、センシング電極及びスクリーン電極並びに抵抗器を混相流の内部に配置することができる。そして、これらの支持絶縁部材の形状を、混相流の流れ方向に対して流線型とすることで、混相流の内部に配置した場合においても、混相流の流れ場を必要以上に乱すことがない。
【００１３】
本発明の１つの実施形態では、前記センシング電極は、センシング電極支持絶縁部材に設けられ、前記スクリーン電極は、スクリーン電極支持絶縁部材に設けられ、前記抵抗器は、前記センシング電極あるいは前記スクリーン電極支持絶縁部材内に埋設されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、前記センシング電極支持絶縁部材及び前記スクリーン電極支持絶縁部材は、略リング状をなし、前記スクリーン電極支持絶縁部材は、前記センシング電極支持絶縁部材を囲むように前記センシング電極支持絶縁部材と同軸上に配置され、前記センシング電極は、前記センシング電極支持絶縁部材の内面側に設けられ、前記スクリーン電極は、前記スクリーン電極支持絶縁部材の表面に設けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態では、前記センシング電極及び前記スクリーン電極は、同一の支持絶縁部材に設けられ、前記抵抗器は、前記支持絶縁部材内に埋設されることを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに他の実施形態では、前記支持絶縁部材は、略リング状をなし、前記センシング電極は、前記支持絶縁部材の内面側に設けられ、前記スクリーン電極は、前記支持絶縁部材の外面側に設けられることを特徴とする。
【００１７】
本発明のセンサは、混相流内に配置されるが、単一のセンサのみを配置する他に、複数のセンサを混相流内に配置してもよく、複数のセンサを混相流の流れ方向に沿って複数配置してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、センシング電極とスクリーン電極とが同一又は互いに異なる支持絶縁部材に設けられてセンサを構成し、計測対象の混相流内に配置されることで、混相流外にセンサを配置する場合に比べて再構成画像の解像度が向上する。センシング電極のみならず、スクリーン電極及び抵抗器も混相流内に配置することで、浮遊容量の影響が低減され、ノイズへのロバスト性も確保される。
【００１９】
また、支持絶縁部材は、混相流の流れ方向に対して流線型であるため、センサを混相流内に配置した場合でも流れ場を必要以上に乱すことがない。
【００２０】
また、センシング電極とスクリーン電極とを同一の支持絶縁部材に設ける場合には、さらにセンサのサイズを縮小することができ、混相流内への配置を容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態のセンサ配置説明図である。
【図２】第１実施形態のセンサ外観斜視図である。
【図３】第１実施形態の模式的断面図である。
【図４】第２実施形態のセンサ外観斜視図である。
【図５】第２実施形態の模式的断面図である。
【図６】第３実施形態のセンサ外観斜視図である。
【図７】第３実施形態の模式的断面図である。
【図８】従来装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
本実施形態における混相流計測装置の全体構成は、図８に示す従来の構成とほぼ同一である。すなわち、センサに静電容量計測手段２が接続され、さらに画像再構成手段４、画像表示手段５が接続される。画像再構成手段４はコンピュータからなり、センサ内の複数のコンデンサの静電容量に基づいて、管路の計測空間の誘電率分布を演算し、計測空間の誘電率分布ＣＴの再構成画像信号を発生して表示装置５に誘電率分布ＣＴの再構成画像を表示する。
【００２４】
但し、従来においてセンサは管路の外部に配置されているが、本実施形態ではセンサは管路の内部に配置される。
【００２５】
図１に、本実施形態におけるセンサ１２の配置を示す。混相流を輸送する管路１０内にセンサ１２が配置される。センサ１２には、センシング電極１４、スクリーン電極１６及び１ＭΩ程度の抵抗器１８が設けられる。スクリーン電極１６はセンシング電極１４を取り囲むようにその周囲に配置され、センシング電極１４とスクリーン電極１６との間には抵抗器１８が接続される。センシング電極１４、スクリーン電極１６及び抵抗器１８は全てセンサ１２の構成部材として管路１０内に配置される。
【００２６】
図２に、センサ１２の外観斜視図を示す。センサ１２のセンシング電極１４は、略リング状をなすセンシング電極支持絶縁部材１３に、所定の間隔だけ互いに離間して複数個設けられる。センシング電極１４は、その一部がセンシング電極支持絶縁部材１３の内面から外部に露出するように設けられる。図においては、略リング状をなすセンシング電極支持絶縁部材１３に所定間隔だけ互いに離間して合計８個のセンシング電極１４が設けられているが、これに限定されるわけではない。
【００２７】
また、センサ１２のスクリーン電極１６は、略リング状をなすセンシング電極支持絶縁部材１３の周囲に、センシング電極１４を内包するように略リング状のスクリーン電極支持絶縁部材１５が設けられ、スクリーン電極１６はこのスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面全周に設けられる。略リング状のスクリーン電極支持絶縁部材１５のリング径は、当然ながら略リング状のセンシング電極支持絶縁部材１３のリング径よりも大きく、両者はいずれも管路１０の径よりも小さい。センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５は、ともに絶縁性樹脂で構成され、図示しない絶縁性支持部材で管路１０内の所定位置に支持固定される。
【００２８】
さらに、センシング電極支持絶縁部材１３に支持されたセンシング電極１４のそれぞれと、スクリーン電極支持絶縁部材１５に支持されたスクリーン電極１６とは、１ＭΩ程度の抵抗器１８で電気的に接続される。従って、車輪に例えると、あたかもスクリーン電極支持絶縁部材１５は車輪のハブに対応し、抵抗器１８は車輪のスポークに対応する。
【００２９】
センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５は、その中心軸が互いに一致するように同心円状に配置され、かつ、その中心軸は管路１０内の混相流の流れ方向に沿って配置される。図において、矢印は混相流の流れ方向を示す。
【００３０】
なお、センサ１２のセンシング電極１４で取得した電気信号は、スクリーン電極支持絶縁部材１５を管路１０内に支持固定するための支持部材に埋設されたリード線を介して静電容量計測手段３に供給される。
【００３１】
図３に、図２に示すセンサ１２の一部断面を模式的に示す。混相流の流れ方向に対して平行な平面でセンサ１２を切断し、混相流の流れ方向（混相流の主流方向）に対して垂直な方向から見た場合のセンシング電極支持絶縁部材１３、スクリーン電極支持絶縁部材１５並びに抵抗器１８の模式的な断面図である。センシング電極支持絶縁部材１３は、その縦断面の断面形状が混相流の流れ方向（図中矢印で示す）に対して流線型をなし、センシング電極１４はセンシング電極支持絶縁部材１３の内面側（図では下部側）から露出するように設けられる。
【００３２】
スクリーン電極支持絶縁部材１５も、同様にその縦断面積の断面形状が混相流の流れ方向に対して流線型をなし、スクリーン電極１６はスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面に全周的に設けられる。
【００３３】
抵抗器１８は、センシング電極１４とスクリーン電極１６との間に接続される。より詳しくは、センシング電極１４の一端と、全周的に設けられるスクリーン電極１６の閉じた一端との間を接続するように設けられる。
【００３４】
このように、センシング電極１４及びスクリーン電極１６をそれぞれセンシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５に設け、両者の間を抵抗器１８で接続し、かつ、両部材１３，１５の径を管路１０の径よりも小さく設定してコンパクトな構成とすることで、センサ１２を管路１０内に配置することが可能となり、これにより再構成画像の解像度を向上することができる。また、センシング電極１４のみならず、スクリーン電極１６及び抵抗器１８も管路１０内に配置することができるので、浮遊容量の影響を低減でき、外部ノイズへのロバスト性も確保される。さらに、センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５の外観形状をともに流線型とすることで、センサ１２を管路１０内に挿入しても混相流を必要以上に乱すこともない。
【００３５】
なお、本実施形態では、センサ１２を管路１０内に挿入できるため、想定される最小気相径を同定可能なようにセンサ１２のサイズを設計することができる。例えば、想定される最小気相径の１０倍程度となるようにセンサ１２のサイズを設計する等である。これにより、計測領域での媒体あるいは相の比率を正確に計測することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図４に、本実施形態におけるセンサ１２の外観斜視図を示す。
【００３７】
センサ１２のセンシング電極１４は、第１実施形態と同様であり、略リング状をなすセンシング電極支持絶縁部材１３に、所定の間隔だけ互いに離間して複数個設けられる。センシング電極１４は、その一部がセンシング電極支持絶縁部材１３の内面から外部に露出するように設けられる。
【００３８】
一方、センサ１２のスクリーン電極１６は、略リング状をなすセンシング電極支持絶縁部材１３の周囲に、センシング電極１４を内包するように略リング状のスクリーン電極支持絶縁部材１５が設けられ、スクリーン電極１６はこのスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面に設けられる。第１実施形態では、スクリーン電極１６はスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面に全周的に設けられるが、本実施形態ではスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面を覆うもののその一部が開放されるように設けられる。略リング状のスクリーン電極支持絶縁部材１５のリング径は、略リング状のセンシング電極支持絶縁部材１３のリング径よりも大きく、両者はいずれも管路１０の径よりも小さい。センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５は、ともに絶縁性樹脂で構成され、図示しない絶縁性支持部材で管路１０内の所定位置に支持固定される。
【００３９】
さらに、センシング電極支持絶縁部材１３に支持されたセンシング電極１４のそれぞれと、スクリーン電極支持絶縁部材１５に支持されたスクリーン電極１６とは、１ＭΩ程度の抵抗器１８で電気的に接続されるが、抵抗器１８はスクリーン電極支持絶縁部材１５の内部に埋め込まれる。センシング電極支持絶縁部材１３に支持されたセンシング電極１４のそれぞれと、スクリーン電極支持絶縁部材１５に支持されたスクリーン電極１６とは、導電部材１９、具体的には抵抗器１８のリード線で互いに接続される。
【００４０】
センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５は、その中心軸が互いに一致するように同心円状に配置され、かつ、その中心軸は管路１０内の混相流の流れ方向に沿って配置される。図において、矢印は混相流の流れ方向を示す。
【００４１】
なお、センサ１２のセンシング電極１４で取得した電気信号は、第１実施形態と同様にスクリーン電極支持絶縁部材１５を管路１０内に支持固定するための支持部材に埋設されたリード線を介して静電容量計測手段３に供給される。
【００４２】
図５に、図４に示すセンサ１２の模式的な断面を示す。センシング電極支持絶縁部材１３は、その縦断面の断面形状が混相流の流れ方向（図中矢印で示す）に対して流線型をなし、センシング電極１４はセンシング電極支持絶縁部材１３の内面側（図では下部側）から露出するように設けられる。
【００４３】
スクリーン電極支持絶縁部材１５も、同様にその縦断面積の断面形状が混相流の流れ方向に対して流線型をなし、スクリーン電極１６はスクリーン電極支持絶縁部材１５の表面に設けられる。図３に示す第１実施形態と異なり、本実施形態では、スクリーン電極１６はスクリーン電極支持絶縁部材１５の全周に設けられておらず、その一端が開放されている点に留意されたい。
【００４４】
抵抗器１８は、スクリーン電極支持絶縁部材１５の内部に埋め込まれ、センシング電極１４の一端とスクリーン電極１６とを接続する。詳細には、センシング電極１４の一端は導電部材１９、すなわち抵抗器１８のリード線に接続され、リード線の他端はスクリーン電極支持絶縁部材１５内の抵抗器１８に接続され、抵抗器１８の他端はスクリーン電極１６に接続される。
【００４５】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、センサ１２を管路１０内に配置することが可能となり、これにより再構成画像の解像度を向上することができる。また、センシング電極１４のみならず、スクリーン電極１６及び抵抗器１８も管路１０内に配置することができるので、浮遊容量の影響を低減でき、外部ノイズへのロバスト性も確保される。また、センシング電極支持絶縁部材１３及びスクリーン電極支持絶縁部材１５の外観形状をともに流線型とすることで、センサ１２を管路１０内に挿入しても混相流を必要以上に乱すこともない。また、想定される最小気相径の１０倍程度となるようにセンサ１２のサイズを設計する等により、計測領域での媒体あるいは相の比率を正確に計測することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、抵抗器１８をスクリーン電極支持絶縁部材１５の内部に埋め込むことで、スポーク状の導電部材１９に抵抗成分を付与する必要がなく、導電部材１９の制約が少なくなって、導電部材１９の径を小さくする等して混相流の流れに対する影響をより低減することが可能である。具体的には、導電部材１９を抵抗器１８のリード線とすることでその径を小さくして混相流の流れに対する影響を低減できる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
図６に、本実施形態におけるセンサ１２の外観斜視図を示す。
【００４８】
第１実施形態及び第２実施形態では、センシング電極支持絶縁部材１３とスクリーン電極支持絶縁部材１５は互いに別個の部材として配置されているが、本実施形態ではともに同一部材として構成される。
【００４９】
すなわち、略リング状をなす支持絶縁部材２２の内側表面に、その一部が露出するようにセンシング電極１４が複数個所定の間隔だけ離間して設けられる。また、略リング状をなす支持絶縁部材２２の外側表面に、スクリーン電極１６がセンシング電極１４を囲むように設けられる。
【００５０】
さらに、支持絶縁部材２２に支持されたセンシング電極１４のそれぞれとスクリーン電極１６とは、１ＭΩ程度の抵抗器１８で電気的に接続されるが、抵抗器１８は支持絶縁部材２２の内部に埋め込まれる。
【００５１】
支持絶縁部材２２の中心軸は管路１０内の混相流の流れ方向に沿って配置される。図において、矢印は混相流の流れ方向を示す。
【００５２】
センサ１２のセンシング電極１４で取得した電気信号は、支持絶縁部材２２を管路１０内に支持固定するための支持部材に埋設されたリード線を介して静電容量計測手段３に供給される。
【００５３】
図７に、図６に示すセンサ１２の模式的断面を示す。支持絶縁部材２２は、その縦断面の断面形状が混相流の流れ方向（図中矢印で示す）に対して流線型をなす。センシング電極１４は、支持絶縁部材２２の内面側（図では下部側）に設けられる。また、スクリーン電極１６は、支持絶縁部材２２の外側面（図では上側）に、センシング電極１４を囲むように設けられる。センシング電極１４の一端と、スクリーン電極１６の一端は、支持絶縁部材２２内で抵抗器１８により接続される。
【００５４】
本実施形態においても、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様に、センサ１２を管路１０内に配置することが可能となり、これにより再構成画像の解像度を向上することができる。また、センシング電極１４のみならず、スクリーン電極１６及び抵抗器１８も管路１０内に配置することができるので、浮遊容量の影響を低減でき、外部ノイズへのロバスト性も確保される。また、支持絶縁部材２２の外観形状をともに流線型とすることで、センサ１２を管路１０内に挿入しても混相流を必要以上に乱すこともない。また、想定される最小気相径の１０倍程度となるようにセンサ１２のサイズを設計する等により、計測領域での媒体あるいは相の比率を正確に計測することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、センシング電極支持絶縁部材１３とスクリーン電極支持絶縁部材１５を共通化して単一の支持絶縁部材２２とし、この支持絶縁部材２２にセンシング電極１４、スクリーン電極１６、抵抗器１８を設ける構成としたので、センサ１２のサイズを一層縮小することが可能となり、より多様な管路１０に適用し得る。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態では、センサ１２を管路１０内に挿入して管路１０内の混相流の誘電率等の分布から混相状態分布ＣＴ（コンピュータトモグラフィー）の画像を再構成して表示することができる。
【００５７】
本実施形態において、管路１０内の混相流は、固体、液体、気体等であるが、少なくとも２つの媒体が流れるものでよく、あるいは単一の媒体であっても異なる２つ以上の相が流動するものであればよい。
【００５８】
また、本実施形態では、同心円状に配置された８個のセンシング電極１４を例示したが、少なくとも３個のセンシング電極１４であればよい。
【００５９】
また、本実施形態では、センシング電極支持絶縁部材１３、スクリーン電極支持絶縁部材１５、支持絶縁部材２２の外観形状を略リング状として説明したが、外観形状は矩形、菱形、楕円等任意でよく、管路１０の断面形状に合致する形状としてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、センシング電極１４間の静電容量を計測しているが、静電容量に代えて電位差を計測し、電位差に基づいて誘電率分布を演算してもよい。
【００６１】
さらに、本実施形態において、センサ１２を混相流の流れに沿って複数配置し、それぞれのセンサ１２から得られる媒体あるいは相分布の離散的な時系列分布から、計測領域での３次元速度を演算することも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  管路、１２  センサ、１３  センシング電極支持絶縁部材、１４  センシング電極、１５  スクリーン電極支持絶縁部材、１６  スクリーン電極、１８  抵抗器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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