(57)【要約】本発明は、容器（２）内に含まれる媒体（Ｍ）の境界層（１２、１４）に対する位置パラメータをTDR法により決定するための方法に関し、電磁的パルスが容器内部空間に配置されたアンテナ（１６）に供給され、アンテナ（１６）により受けられる反射パルス（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3）の数が時間分解的に測定される。監視されるべき媒体（Ｍ）に温度変化が生じる場合に、高い測定精度を有する特に高い信頼性が保証される。本発明によれば、境界層（１２、１４）に結び付けられる第１の反射パルス（Ｒ1）が反射パルスの時間的経過を含む応答信号において同定され、それによって位置パラメータが、第１のパルスと他のパルスとの間の走行時間差dL、dSを考慮して、また前記のパルスの測定された振幅を考慮して決定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に蓄えられた媒体（Ｍ）の境界層（１２、１４）に対する位置特性を決定するための方法において、電磁的パルス（Ｅ）が容器内部空間に配置されたアンテナ（１６）に供給され、アンテナ（１６）を介して受けた反射パルス（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3）の数が時間分解的に測定され、反射パルス（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3）の時間的経過を含む応答信号において境界層（１２、１４）に関係付けられた第１の反射パルス（Ｒ1、Ｒ2）が同定され、第１のパルスと他のパルスとの間の走行時間差を考慮して、またこれらのパルスの測定された振幅（Ａ）を考慮して位置特性が決定される媒体の境界層に対する位置特性決定方法。
【請求項２】
選択されたパルスと反射パルス（Ｒ1、Ｒ2）との時間的経過により形成される応答信号が評価される請求項１記載の方法。
【請求項３】
考慮されたパルスの振幅（Ａ）の比が評価される請求項１又は２記載の方法
【請求項４】
別のパルスとしてアンテナ端部（２４）に関係付けられた反射パルス（Ｒ3）が評価される請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
アンテナ端部（２４）に関係付けられたパルス（Ｒ3）として、応答信号の時間-振幅線図（A、t）における時間的に見て最後の最大値が同定される請求項４記載の方法。
【請求項６】
第１のパルス及び他のパルス又はそのいずれか一方の振幅（Ａ）に基づいて媒体温度に対する特性が定められる請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
第１のパルス及び他のパルス間の走行時間差に基づいてまず位置特性に対する温度依存関係が決定され、それに基づいて第１のパルス又は他のパルスの振幅（Ａ）の期待される温度依存関係が求められ、期待される温度依存関係と各パルスの測定された振幅との比較により媒体（Ｍ）の温度に対する実際値が決定され、その実際値が位置特性の最終的な決定の基礎とされる請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
原子炉圧力容器内の一次冷却材の充填レベルが請求項１〜７のいずれか１つにより求められる原子力発電所の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に蓄えられた媒体の境界層の位置特性を決定するための方法であって、電磁的パルスが容器内部空間に配置されたアンテナに供給され、アンテナを介して受けた反射パルスの数が時間分解的に測定される方法に関する。本発明はさらに、原子炉圧力容器内の一次冷却媒体の充填レベルが上述の構想に従い決定される原子力発電設備の運転方法に関する。
【０００２】
上述の様式の方法は、さまざまな産業上の用途において、直接見ることのできない容器内に存在する媒体、例えば作動媒体又は冷却媒体がその容器内の充填レベルについて監視され、場合によっては調節されるべき場合に重要となり得るものである。さらにこの種の方法は、のぞき見ることのできない容器内で、２つの媒体間、特に液体とその上に存在する例えば液体-ガス混合物のような低い密度の層との間に境界層が形成されることをあらかじめ計算に入れるべき用途においても重要となり得る。特に、このような構想は、核技術設備又は原子力発電設備の運転において、原子炉圧力容器内の充填レベル又はその他の作動パラメータが監視されるべき場合に使用される。２つの媒体間のこの種の境界層の位置又は液体の表面レベルの位置の決定又は監視のために、いわゆるTDR測定原理（time-domain-reflectometry）を使用し得ることは、例えば独国特許第19958584 C1号明細書又は米国特許第4,786,857号明細書により公知である。
【０００３】
TDR測定原理においては、例えばアンテナの中心導体とそれを同軸ケーブルの様式で囲む外被導体との間のインピーダンスが急に変化するとき、アンテナ系に導かれる電磁的パルスが部分的に反射されるという作用が用いられる。インピーダンスのこのような急な変化は例えば、そのような仕方で形成されたアンテナがガス状の環境から液体内に漬かるところで生ずる。何故なら、インピーダンスは、中心導体と外被導体との間の容量、従って中心導体と外被導体との間のすきまを埋める媒体の誘電率に関係するからである。このような監視すべき媒体中に浸ったアンテナに供給される電磁的パルスは、従って媒体の表面で部分的に反射される。その他の反射は、通常短絡されるアンテナ端部で生ずる。それはそうとして、アンテナにおける電磁的パルスの伝播速度は既知であるから、境界層で反射されたパルスとアンテナ端部で反射されたパルスとの間の走行時間差は境界層の位置に対する尺度として、従って境界層の位置の特性を示す位置固有値を決定するための手段として考慮することができ、その際走行時間差と位置特性との間のほぼ比例的な関係が基礎とされ得る。
【０００４】
しかしながら、境界層に対する位置特性を決定するためのこのような構想における問題点として、仲介役となる走行時間差が、予定される用途に応じて、容器内に蓄えられた監視すべき媒体の温度や組成にも著しく関係し得るものであること、特に伝播速度がこれらのパラメータに関係する場合にはそうであること、が判明した。しかし、限られた温度範囲、例えば室温においては、走行時間差は媒体温度に本質的でない程度にしか関係せず、その結果この温度範囲で動作する用途に対してはTDR測定原理は比較的信頼性をもって利用し得るものであることが明らかになった。しかしながら他方において、例えば原子炉圧力容器内の充填レベルの監視におけるような比較的高い動作温度をもった用途においては、求められた走行時間差の媒体温度との著しい依存関係が考慮されるべきであり、その結果この測定原理に基づく監視構想はことによると生ずるかもしれない温度変動の際には比較的不正確にしか働かない。
【０００５】
それ故本発明は、上述のような位置特性を決定するための方法において、監視すべき媒体に温度変化が生ずる場合にも、高い測定精度の特に高い信頼性を有する方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
この課題は本発明によれば、反射パルスの時間的な経過を含む応答信号において、境界層に関係付けられる第１の反射パルスが同定され、その際位置特性が、第１のパルスと他のパルスとの間の走行時間差を考慮して、またこれらのパルスの測定された振幅を考慮して決定される。
【０００７】
その際本発明は、評価されるパラメータへの温度変化の影響が適切に補償されることによって、媒体温度が変化する場合にも一定の高い測定精度を得ることができるという考察から出発するものである。このような補償は、評価の際、媒体の温度の振る舞いの特性を示す付加の情報が共に考慮されることによって可能である。驚くべきことに、走行時間差を求める際に考慮されるパルスの振幅の付加的な評価に関する適切な情報が入手可能であることが明らかになった。その際、考慮されるパルスの測定された走行時間差のみならず、その振幅も温度に関係するという認識に基づいており、その結果振幅の振る舞いの評価によって、走行時間差の評価に対する適切な補正量を定めることができる。
【０００８】
適切な実施形態においては、応答信号として、放射されたパルス及び反射されたパルスの時間的経過により形成される信号が利用される。
【０００９】
驚くべきことに、容器内に蓄えられた媒体の温度の変化が、入射するパルスの各境界面を透過する成分と各境界面で反射する成分との比に特別な程度に作用し得ることが明らかになった。従って特に、境界面に関係付けられる第１のパルスの振幅と、その上評価に関与される他のパルスの振幅との比が、特別な程度で媒体温度への逆推論に適している。それ故、位置特性の決定のために考慮されるパルスの振幅の比が評価されるのが有利である。
【００１０】
他のパルスとしては、容器内部空間内に配置されたアンテナに最初に供給された電磁的パルスを利用することができる。このパルスの利用においては、対応する測定設備を構成するために使用される要素、特にパルス発生器の特性、使用される導体部分及び場合によっては使用される帯状体貫通部が適切な程度に考慮される。しかしながら、有利な構成においては、他のパルスとして参照パルスの様式で、容器の内部空間におけるアンテナ端部に関係付けられる反射パルスが評価され、その結果第１の、境界面に関係付けられるパルス及び他の評価されたパルスが環境パラメータの可能な変動に同じ程度にさらされる。
【００１１】
本発明において他の有利な構成では、応答信号の時間-振幅線図の時間的に見て最後の最大値がアンテナ端部に関係付けられるパルスと同定される。
【００１２】
各パルスの走行時間差及び振幅の首尾一貫した考慮により、複数の評価すべきパラメータに対し対応する複数の出力式が準備され得る。この出力式は、媒体温度が変化する際にも境界層に対する位置特性の特に正確な決定に加えて、さらに媒体の特性を示す他のパラメータ、例えばその密度又はそのイオン濃度のようなパラメータを定めるために有利に使用される。その際特に有利な構成においては、他のパラメータとして、第１のパルス及びその他のパルス又はそのいずれか一方のパルスの振幅に基づいて、媒体温度に対する特性が定められる。
【００１３】
さらに、伝播速度、従って位置特性と走行時間差との間の比例定数、及び個々のパルスの振幅の、温度との関係が、解析的又は関数的に比較的複雑であることが明らかになった。それ故、パルス振幅を考慮することにより定められた走行時間差から位置特性を決定する際の温度関係の解析的補償は、比較的費用を要する。それ故このような補償は有利に反復的に行われる。
【００１４】
このような反復的な補償は、好ましくは第１のパルスと他のパルスとの間の測定された走行時間差に基づいて先ず位置特性に対する温度の関係が決定され、それに基づいて、用意された経験値を基礎に、第１のパルス又は他のパルスの振幅の期待される温度依存関係が定められることによって、特に簡単に可能である。次いで、期待される温度依存関係と各パルスの測定された振幅との比較により、位置特性の最終的な決定の基礎をなす媒体の温度に対する実際値が決定される。評価においては、位置特性の温度及び走行時間差との関係に対する経験的に定められた式が全温度範囲における実際に決定された走行時間差により評価される。それから得られた位置特性に対する温度経過は、振幅比の位置特性及び温度との同様に経験的に定められた依存関係に挿入され、その結果振幅比の温度経過が定められ得る。この温度経過から、実際に測定された振幅比との比較により媒体温度が決定される。
【００１５】
従って、境界層の位置に対するこの単に近似的に決定された評価値を考慮して、比較的高い精度でもって媒体温度に対する実際値を近似的に決定することができ、それを位置特性の最終的な決定の基礎とすることができる。
【００１６】
本方法は、境界層の監視又は評価に関係のある多数の用途に使用することができる。その際媒体中の層形成に基づいて２つ又はそれ以上の境界層の発生が考えられる用途も問題になる。
【００１７】
本方法は、原子力発電設備の運転において、原子炉圧力容器内の一次冷却媒体の充填レベル決定のために特に有利に使用される。
【００１８】
本発明により得られる利点は特に、評価されるパルス間の走行時間差のみならず、これらのパルスの測定された振幅をも考慮することによって、媒体温度が変化する場合でも境界層の位置特性を求める際の特に高い精度が保証されることにある。その際パルスの振幅の評価をも付加的に行うことが、さもないと走行時間差から位置特性を定めることが損なわれ得るような温度の影響の適切な補償を可能にする。従って、温度が変化する場合にも位置特性の比較的正確な決定が可能であり、その決定をさらにまた連続的に、即ち固定的に与えられた位置マーカーに拘束されずに行うことができる。パルスの振幅をも考慮することによって、さらに器具に関する付加の費用をかけることもなく媒体温度の時宜にかなった決定が可能であり、その際複数のパルスを適切に考慮すると、媒体の特性を示す例えばその密度やイオン濃度のような他のパラメータをも定めることができる。そのような仕方で修正されたTDR測定原理は、従ってまさに核技術設備に使用するのに特に適している。
【００１９】
次に本発明の実施例を図面について詳細に説明する。
【００２０】
図１のシステム１は、接続された容器２内の媒体Ｍの監視のために設けられている。その際この実施例においては、容器２は核技術設備の原子炉圧力容器（RDB）であり、容器は、閉じられた構成を持つた、図１では単に暗示的にのみ示されている外郭防護壁４内に配置されている。信号Ｓを適切に交換するため、容器２は貫通部８を介して外郭防護壁４を通して導かれている信号線６を介してシステム１の通信インタフェース１０と結ばれている。
【００２１】
媒体Ｍとして実施例では容器２内に水Ｗが蓄えられており、この水は核技術設備の一次冷却材として用いられる。下部の空間領域において水Ｗは純粋にいわゆる過冷却状態で混合されずに存在する。これに対し、その上に存在する空間領域で、容器２内に配置された核燃料要素の加熱作用が問題の領域には、水Ｗとその中に形成される蒸気泡Ｄとの間の混合物相Ｗ,Ｄが存在する。これに対し、なおさらにその上に存在する領域には、もっぱら気化した一次冷却材、従ってもっぱら蒸気Ｄが存在する。容器２内に蓄えられた媒体Ｍは従って、水Ｗと混合物相W,Ｄとの間に第１の境界層１２、混合物相W,Ｄと蒸気Ｄとの間に第２の境界層１４を有する。
【００２２】
核技術設備の運転においては多数の作動パラメータの監視が予定されている。その場合とりわけ、境界層１２、１４の位置を監視することが望ましくもあり、又は必要であり得る。例えばその際位置が「膨張レベル（swell level）」とも呼ばれる境界層１４の監視を充填レベル測定により行うことができる。
【００２３】
システム１は境界層１２，１４の位置特性の現在重要な決定及び監視のために設けられている。そのためシステム１はいわゆるTDR測定原理（time-domain-reflectometry ）を用いるために構成されている。このようなTDR測定のために、容器２内にはほぼ垂直方向に配置されたアンテナ１６が設けられている。アンテナ１６はセラミック絶縁体を有するフランジ１８を介して容器２から外へ導き出され信号線６に接続されており、同軸アンテナ式に構成されている。アンテナは中心導体２０を含み、この中心導体は同軸ケーブルの様式でほぼシリンダーカバー状に形成された外被導体２２により同心的に囲まれている。その外被導体２２は小さな穴があけられ、図では単に暗示的にしか示されていない多数の調整用開口２３を有する。それによって、中心導体２０と外被導体２２との間のすきまに媒体Ｍが入り込み得ることが保証される。アンテナ端部２４において中心導体２０と外被導体２２とは短絡されている。
【００２４】
この種のアンテナ１６を境界層１２、１４の位置決定のために使用するにあたっては、アンテナ１６のインピーダンスが局部的に中心導体２０と外被導体２２との間の各容量に関係するという効果が利用される。インピーダンスは従ってこの容量を介して、中心導体２０と外被導体２２との間のすきまを満たす媒体Ｍの誘電定数に関係している。それ故境界層１２、１４の１つを通り抜ける際にはアンテナ１６の局部的なインピーダンスが急に変化する。このような急なインピーダンス変化の際には、アンテナ１６に導かれた電磁的パルスは部分的に透過され、部分的に反射される。従ってこのようなアンテナ１６に導かれた電磁的パルスは各境界層１２、１４において反射パルスを後に残し、この反射パルスは特徴的なサインとして評価され得る。特に境界層１２、１４の一方で反射されたパルスとアンテナ端部２４で反射されたパルスとの間の走行時間差が、アンテナ１６の各構成部分における電磁信号の伝播速度を考慮してアンテナ端部２４に対する各境界層１２又は１４の位置に対する特性、従って例えば容器２内の媒体Ｍの充填レベルに対する特性を求めるために利用され得る。その際短絡されているアンテナ端部２４は、特に重大なインピーダンス変化に基づいて、そこに入射する残りパルスのほぼ100％の反射をもたらす。
【００２５】
このような境界層１２、１４の位置決定をTDR測定原理に基づき実施できるようにするため、遮蔽線として構成された信号線６を介してアンテナ１６と結ばれたシステム１は適切な構成要素を備えている。特にシステム１は、電磁的パルスを必要に応じ発生させるためのパルス発生器３０を含む。このパルス発生器３０は通信インタフェース１０を介して信号線６と結ばれ、その結果パルス発生器３０により発生された電気パルスは必要に応じアンテナ１６に供給することができる。さらにシステム１はアナログ・ディジタル変換器３１を介してインタフェース１０に接続された評価・制御ユニット３２を含み、このユニットは一方ではメモリモジュール３４と、他方では出力モジュール３６、実施例ではディスプレイ、と結ばれている。もちろん評価・制御ユニット３２はなお、規則どおりの作動に必要な他の構成要素、例えば入力装置とも結ばれている。アナログ・ディジタル変換器３１はディジタル計算機上で測定信号の評価を可能にする。
【００２６】
TDR原理に基づき位置特性の決定を行うために、パルス発生器３０において発生されたパルスは容器２の内部空間に配置されたアンテナ１６に供給される。次いで時間分解的にアンテナ１６を介して受けられる反射パルスの数が測定される。その際パルスの時間的経過により形成される応答信号において境界層１２又は１４に関係付けられる反射パルスが同定され、走行時間測定から位置決定のための基礎として用いられる。
【００２７】
システム１は、たとえ容器２内の媒体Ｍの温度が著しく変化するような場合であっても、境界層１２、１４に対する位置特性を高い信頼性と精度で求め得る作動が可能なように構成されている。従ってシステム１は特に核技術設備の原子炉圧力容器に使用するのに適している。何故なら、その運転においては水の臨界点を越えて温度差そのものが生じ得るからである。
【００２８】
境界層１２、１４に対する位置特性の決定において高い精度を遵守するために、システム１の運転の際、温度変化の測定値評価への影響の適切な補償が行われる。原則的には、境界層１２、１４に対する位置特性の決定は、各境界層１２ないし１４に関係付けられる反射パルスと例えばアンテナ端部２４における反射パルスのような参照パルスとの走行時間差に位置特性がほぼ比例するという認識に基づいて行われる。その際位置特性と走行時間差との間の比例定数は、アンテナ１６のそれぞれ関係する部分における電磁信号の伝播速度にほぼ依存している。しかしこのような測定の評価の際に温度作用による歪が生じ得る。何故なら、アンテナ１６内の伝播速度は同様に媒体温度に関係し得るからである。
【００２９】
この作用を適切に補償し得るようにするため、受けたパルス間の走行時間差の評価に加えて、所属のパルス振幅の量的評価も行われる。その際、アンテナ１６内の信号の伝播速度を変化させる媒体温度は、各境界層１２、１４におけるパルスの反射又は透過をも変え、その結果温度変化の際対応して個々のパルス振幅において変化した比が生じるという認識に基づいている。それ故、システム１の作動時には、パルスの量的評価がその走行時間差についてと同様にその振幅についても行われる。
【００３０】
評価・制御ユニット３２内で行われる信号評価をさらに明確にするため、図２ａ〜ｃはそれぞれ、アンテナ１６に供給されるパルスＥ及び容器２内で反射されるパルスＲ1の数の時間的経過によりそれぞれ形成される評価すべき応答信号の例を示す。応答信号はその際図２ａ〜２ｃにおいてそれぞれ振幅-時間線図の様式で示されている。それは矢印Ａ、ｔで示されている。
【００３１】
応答信号の評価の際には、まず確認されたパルス（アンテナに供給されたパルスＥ、反射パルスＲ1）が現実の与えられた状況に関係付けられる。図２ａ及び２ｂに示されている応答信号は、容器２内に媒体Ｍのただ境界層１２又は１４が存在する場合に該当する。その場合時間的に見て第１の、負の振幅Ａを有するパルスＥはアンテナ１６に供給されたパルスと同定することができる。次いで時間的に見てそれぞれ第１の反射パルスＲ1は各境界層１４における反射に相応し、この境界層１４の別の評価に関係付けられる。時間的に見て最後の反射パルスＲ3は、図２ａ、２ｂによる応答信号の場合アンテナ端部２４における反射に相応し、従ってアンテナ端部２４に関係付けられる。
【００３２】
境界層１４に対する位置特性の決定、従って充填レベル測定に相応する図２ａ、２ｂに示される応答信号の評価の際には、まず境界層１４に関係付けられた第１の反射パルスＲ1と他のパルスＥ、Ｒ3との走行時間差が決定される。アンテナ１６に供給されるパルスＥに対する走行時間差はこの場合dLで示され、アンテナ端部２４で反射されるパルスＲ3に対する走行時間差はdSで示されている。その他の評価に対しては、原則的に入射したパルスＥも他の反射パルスＲ3も使用することができ、他の実施の場合にはただ例として反射パルスＲ2の使用が詳細に説明される。
【００３３】
反射パルスＲ1とＲ3との間の走行時間差dSから、パルスＲ1に関係付けられた境界層１４のアンテナ端部２４に関する位置に対する位置特性が、走行時間差に対する比例性からもたらされる。比例定数はその場合もちろん媒体Ｍの温度に関係し、その結果温度が変化すると不正確さが生じ得る。この点を補償するため、評価されるパルスＲ1及びＲ3の振幅も温度に関係するという認識が利用される。それ故、特にこれら両パルスＲ1及びＲ3の振幅の比が同様に共に評価される。これらの振幅の比の現存する温度依存関係の一例が図２ａ及び２ｂによる応答信号中に示されている。即ち図２ａによる実施例は応答信号を示し、それが比較的低い温度において水-蒸気混合物の境界面に対しどのように得られるかを示す。その際境界層１４に関係付けられたパルスＲ1はその振幅において明らかにアンテナ端部２４に関係付けられたパルスＲ3より高い特徴を持っている。これに対し明らかに高められた温度においては、図２ｂによる実施例に応答信号として示されているように、これらの振幅の根本的に異なる比が存在する。即ちこの場合には、境界層１４に関係付けられたパルスＲ1の振幅は明らかにアンテナ端部２４に関係付けられたパルスＲ3の振幅より小さい。図２ａ、２ｂによる実施例から知り得るパルスＲ1及びＲ3の振幅の比の温度依存関係が、今や実際の媒体温度の近似的な決定のために、さらに境界層１４に対する位置特性の対応する是正のために使用される。
【００３４】
改善された位置特性を求める場合、実施例ではパルスＲ1、Ｒ3の振幅比Ａの関係が経験的に決定された式Ａ＝Ａ(L,ρ(T))（ρは媒体Ｍの温度に関係する密度、Ｌは容器２内の媒体Ｍの充填レベル）に従い異なる温度範囲において近似的に記述し得るという認識が利用される。パルスＲ3の振幅Ａは、境界層１４に対する位置特性によるよりも温度により強く変化することが明らかになった。それ故、評価すべき関係の比較的大きな複雑性に基づき反復近似が行われ、その際入力量としての充填レベルに対し単に近似的に決定された出力値が振幅値の決定のために考慮に入れられる。
【００３５】
後続の反復に対する出力値として、この場合まず可能な全温度範囲において測定された走行時間差dSから容器２内の媒体Ｍの充填レベルＬに対する近似値が関係式Ｌ＝k1・dS（ｋ1は媒体Mにおける電磁的パルスの走行速度に対し温度に関係する、経験的に決定された近似値）に従って決定される。充填レベルＬに対するこの出力値は振幅比Ａに対し挙げられた式に代入され、その結果経験的に求められた振幅・温度経過を決定することができる。このように求められた振幅・温度経過を基礎にして、測定された振幅比との比較により温度実際値が決定される。充填レベルと温度との上述の式の異なる関係に基づいて、この温度実際値は現在容器内で支配的な温度に対し十分正確であることが判明した。このようにして得られた温度実際値に基づいて、関係式Ｌ＝ｋ1(T)・dSから温度実際値に対し求められた伝播速度ｋ1及び測定された走行時間差dSに基づき充填レベルＬに対する改善された近似値が決定される。
【００３６】
この措置のために必要な式、パラメータ、経験的な定数及び経験値は、需要に即応したアクセスのためにメモリユニット３４に適切に保管されている。それ故評価・制御ユニット３２は必要に応じメモリモジュール３４にアクセスし、得られた中間及び最終結果を出力モジュール３６に出力する。
【００３７】
複数の境界層を有する多層系に対し入手可能な応答信号が図２ｃによる実施例に示されている。そこでは、入射されたパルスＥに加えて、第１の反射パルスＲ1、第２の反射パルスＲ2及び第３の反射パルスＲ3が同定し得ることが認められる。この場合上述の方法に類似して、両境界層に対し位置特性を求めることができ、そこでは第１の反射パルスＲ1は最も遠い上方にある境界層１４に、第２の反射パルスＲ2はその下にある境界層１２に、そして時間的な観点で見て最後の反射パルスＲ3はアンテナ端部２４にそれぞれ関係付けられる。その他の点では、図２ｃによる信号の応答の評価においても振幅の評価に対し行われる処置がほぼそのまま維持され得る。
【００３８】
このようなシステムは、媒体の平均密度や蒸気容積成分の決定のためにも特に適している。媒体の物質値が既知の場合、特に前述の記述に従い求められた温度Ｔ及びこの温度に属する液体及び気体状の媒体の密度に対する値において、入力信号Ｅと反射Ｒ1との間の走行路がガス中にあるという前提のもとに、走行時間差dLから第１の反射パルスＲ1に関係付けられた境界層１４の幾何学的位置を決定することができる。しかしながら、第１の反射パルスＲ1とアンテナ端部２４に関係付けられた最後の反射パルスＲ3との間の走行時間差は走り抜ける媒体質量に関係する。その際純粋の液体が取扱われるべき場合には、このことから走行時間差dLに基づき求められた値に等しい液体に対する充填レベル値が生ずる。
【００３９】
しかし液体がガス成分を含むような場合には、走行時間差dSの評価から、媒体の液体容積成分に相当し、従ってアンテナ端部２４から液体-ガス混合物の上縁までの幾何学的距離より小さい充填レベルが生ずる。このようにして求められた充填レベルは、ガス成分なしに存在するであろういわゆる崩壊水面（collapsed level）と一致する。従って液体-ガス混合物の上縁の「膨張レベル(swell level)」ともいわれる充填レベルと崩壊水面との比から、純粋の液体及び純粋のガスの温度に関係する密度に基づき液体-ガス混合物の平均密度を求めることができる。
【００４０】
水の臨界点を越える媒体Ｍの動作パラメータにおいては、境界層１２、１４は物理的理由から消滅する。それにもかかわらずこの場合もアンテナ端部２４に関係付けられた反射パルスＲ3はなお量的に評価することができる。そのことから例えば超臨界の媒体の温度又は密度に関する情報を導き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の接続容器内の媒体監視のためのシステムの概略図である。
【図２】ａ、ｂ及びｃは評価に適する応答信号の線図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  システム
２  容器
４  外郭防護壁
６  信号線
８  貫通部
１０  通信インタフェース
１２  境界層
１４  境界層
１６  アンテナ
１８  フランジ
２０  中心導体
２２  外被導体
２４  アンテナ端部
３０  パルス発生器
３２  制御ユニット
３４  メモリモジュール
３６  出力モジュール
Ａ  振幅
Ａ、t  振幅-時間線図
Ｄ  蒸気
Ｄ,W  混合物相
Ｅ  パルス
Ｌ  試験レベル
Ｍ  媒体
Ｒ  パルス
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3  反射パルス
Ｓ  信号
Ｗ  水
【図１】
2005529317.tif 000003
2005529317.tif 000004
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【国際調査報告】
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2005529317.tif 000007
2005529317.tif 000008
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