(57)【要約】【課題】測定対象物の複数の項目の状況（複数の状態）を計測する。【解決手段】一方金属管６、及び、他方金属管７を有する格子状構造体５と、一方金属管６、及び、他方金属管７の筒内に配される光ファイバー８とを備え、一方金属管６と他方金属管７との間の電気信号の送受信により水２の中に発生する気泡を確認し、光ファイバー８に光を通すことで、光ファイバー８の長手方向での水２の温度分布を確認し、同一の場所で、同時に、もしくは、所定の同期間隔で、水２の気泡の発生の状態と温度の状態を測定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の中に配され、相互に間隔をあけて設置される複数の長尺状の一方検出部材、及び、前記一方検出部材に対して交差して設けられ相互に間隔をあけて設置される複数の長尺状の他方検出部材を有する格子状構造体と、
前記一方検出部材、前記他方検出部材の軸方向に沿って配される長尺状の第２検出部材と、
前記一方検出部材、前記他方検出部材の信号の送受信により前記測定対象物の中の第１の状態を導出する第１状態導出手段と、
前記第２検出部材に対する信号の供給により前記測定対象物の中の第２の状態を導出する第２状態導出手段とを備えた
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の格子状計測装置において、
前記格子状構造体の前記一方検出部材、前記他方検出部材は、
長尺筒状の管であり、
前記第２検出部材は、
前記一方検出部材、前記他方検出部材の筒の内部に配される長尺状の部材である
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載の格子状計測装置において、
前記測定対象物は容器内に満たされる流体であり、前記流体が満たされた容器の内部には複数の棒部材が配され、前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材が前記棒部材の間に配される
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の格子状計測装置において、
前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材は、金属製であり、
前記第１状態導出手段により、前記一方検出部材、前記他方検出部材の間で電気信号を送受信することで、流体中の電気伝導度を反映した計測信号が導出され、前記第１の状態が導出される
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の格子状計測装置において、
前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材は、
互いに交差する領域を除いて絶縁材料で被覆されている
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の格子状計測装置において、
長尺状の前記第２検出部材は、
前記一方検出部材、前記他方検出部材に対し電気的に非接触状態で配される線状部材である
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項７】
請求項６に記載の格子状計測装置において、
前記線状部材は、光ファイバーであり、
前記第２状態導出手段は、
前記光ファイバーへ光を照射し、前記光ファイバーの表面のガラス分子からの反射光の状態変化により、長手方向の温度分布を導出する温度導出体である
ことを特徴とする格子状計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の格子状計測装置において、
前記光ファイバーは、
前記格子状構造体の複数の前記一方検出部材が直列状態で連続的につながるように配され、更に、前記格子状構造体の複数の前記他方検出部材が直列状態で連続的につながるように配される
ことを特徴とする格子状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物状態を計測する、例えば、発熱管が流体（液体）中に多数配された容器内の流体の状態を計測する、格子状計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
管路を流れる気液二相流中の液体と気体の存在量の時系列情報を得る計測装置として、ワイヤメッシュセンサが知られている。ワイヤメッシュセンサは、流体が流れる管路の軸方向において所定の距離を隔ててワイヤを交差させると共に、流れに直交する断面内で正方格子状に配設された第１のワイヤ電極及び第２のワイヤ電極を有し、第１のワイヤ電極を励起電極及び第２のワイヤ電極を計測電極とするインピーダンス計測センサである。
【０００３】
近年、ワイヤメッシュセンサを適用した計測装置が開発されている。例えば、気液二相流のボイド率の計測を目的として流れ媒体中の伝導率分布を測定する格子センサ（特許文献１）や、複数のロッド状部材の間及び周囲に存在する媒体（例えば流体）を測定対象とするインピーダンス計測センサ（特許文献２、３）、等が開発されている。
【０００４】
計測装置としてワイヤメッシュセンサを適用することで、例えば、容器内の核燃料の代わりに電気ヒーターを用いた発熱管を発熱させたとき、発熱管の表面周囲における流体（例えば、水、空気）の状況（例えば、ボイド率、温度）を確認（計測）することができる。
【０００５】
しかし、単体の計測装置で計測できる流体の状況の項目は、原理的に一つに限られる。単体の計測装置で複数の項目を計測することができれば、大掛かりな装置を用いることなく、容器内の流体の状況を複合的に評価する等が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０９００７７号公報
【特許文献２】特許第５７２８７６４号公報
【特許文献３】特許第５６５６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、測定対象部の複数の項目の状況（複数の状態）を計測することができる格子状計測装置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】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の格子状計測装置は、測定対象物の中に配され、相互に間隔をあけて設置される複数の長尺状の一方検出部材、及び、前記一方検出部材に対して交差して設けられ相互に間隔をあけて設置される複数の長尺状の他方検出部材を有する格子状構造体と、前記一方検出部材、前記他方検出部材の軸方向に沿って配される長尺状の第２検出部材と、前記一方検出部材、前記他方検出部材の信号の送受信により前記測定対象物の中の第１の状態を導出する第１状態導出手段と、前記第２検出部材に対する信号の供給により前記測定対象物の中の第２の状態を導出する第２状態導出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る本発明では、一方検出部材と他方検出部材により格子状（メッシュ状）の構造体が構成され、一方検出部材と他方検出部材に沿って第２検出部材（例えば、線状の部材）が配される。一方検出部材と他方検出部材との間での信号の送受信（例えば、電気の送受信）により、測定対象物の状況（第１の状態）が第１状態導出手段により導出され、第２検出部材に入力する（供給される）信号の状態（例えば、光の入射、電気の送信）により、測定対象物の別の状態（第２の状態）が第２環境導出手段により導出される。即ち、同一の場所で、同時に、もしくは、所定の同期間隔で、測定対象物の第１の状態と第２の状態を測定することが可能になる。
【００１０】
このため、測定対象物（液体、気体、プラズマ等の流動体、固体等の非流動体）の複数の項目の状況（複数の状態）を導出して計測することができる格子状計測装置とすることが可能になる。例えば、測定対象物が液体の場合、液体中の気泡の発生の状態と、液体の温度の状態とを同時に、もしくは、所定の同期間隔で、計測することが可能になる。
【００１１】
長尺状の一方検出部材、及び、他方検出部材と、長尺状の第２検出部材とは、長手方向に沿って隣接して配される。例えば、一方検出部材、及び、他方検出部材を筒状とし、筒内に線状の第２検出部材を配置（接触、非接触、電気的に接触、電気的に非接触等）することができる。また、一方検出部材、及び、他方検出部材を柱状に形成し、外周面の一部に長手方向に沿って第２検出部材を配置することができる。また、長尺状の一方検出部材、及び、他方検出部材の外周に第２検出部材をコーティングすることができる。
【００１２】
そして、請求項２に係る本発明の格子状計測装置は、請求項１に記載の格子状計測装置において、前記格子状構造体の前記一方検出部材、前記他方検出部材は、長尺筒状の管であり、前記第２検出部材は、前記一方検出部材、前記他方検出部材の筒の内部に配される長尺状の部材であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る本発明では、長尺筒状の管で構成された、一方検出部材、他方検出部材の筒内に長尺状の部材を設けることで、第２検出部材が、一方検出部材、前記他方検出部材の軸方向に沿って配された状態にされる。
【００１４】
また、請求項３に係る本発明の格子状計測装置は、請求項１もしくは請求項２に記載の格子状計測装置において、前記測定対象物は容器内に満たされる流体であり、前記流体が満たされた容器の内部には複数の棒部材が配され、前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材が前記棒部材の間に配されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明では、棒部材（例えば、発熱棒、発熱管）が配された容器内の流体（例えば、水）が満たされた部位に格子状構造体が配されることで、一方検出部材、及び、他方検出部材が棒部材の間に位置し、棒部材の間の水（例えば、発熱棒で加熱された水）の第１の状態（例えば、気泡の発生状況）、及び、第２の状態（例えば、温度、ｐＨ、溶存酸素濃度）が同じ場所で導出（計測）される。
【００１６】
尚、棒部材としては原子炉用の燃料集合体を模擬する模擬燃料棒を適用することができ、容器内のとして水を適用することができる。この場合、模擬燃料棒によって容器の水が加熱されることになる。
【００１７】
これにより、原子炉用の燃料集合体を模擬する模擬燃料棒で容器内の水を加熱し、例えば、沸騰場における水と気泡が刻々と変化する挙動を、同じ位置で、温度の変化と共に計測することができ、核反応の状況を模擬した状態を検証することができる。
【００１８】
また、請求項４に係る本発明の格子状計測装置は、請求項３に記載の格子状計測装置において、前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材は、金属製であり、前記第１状態導出手段により、前記一方検出部材、前記他方検出部材の間で電気信号を送受信することで、流体中の電気伝導度を反映した計測信号が導出され、前記第１の状態が導出されることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に係る本発明では、第１状態導出手段により、一方検出部材、他方検出部材の間で電気信号を送受信することで、例えば、キャパシタンス、インダクタンス、又は、コンダクタンスを反映した計測結果を得て、容器内の流体中（例えば、水中）の電気伝導の度合い（電気伝導度）が相違する部位（例えば、気泡）の存在が判断され、二相流体となっている状況が定量化される。
【００２０】
また、請求項５に係る本発明の格子状計測装置は、請求項４に記載の格子状計測装置において、前記格子状構造体の前記一方検出部材、及び、前記他方検出部材は、互いに交差する領域を除いて絶縁材料で被覆されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る本発明では、一方検出部材、他方検出部材が互いに交差する領域を除いて絶縁材料で被覆されているので、電気信号の互いの干渉が抑制され、計測の感度を向上させることができる。
【００２２】
また、請求項６に係る本発明の格子状計測装置は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の格子状計測装置において、長尺状の前記第２検出部材は、前記一方検出部材、前記他方検出部材に対し電気的に非接触状態で配される線状部材であることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る本発明では、格子状構造体の一方検出部材、及び、他方検出部材に沿って電気的に非接触の状態で線状部材が配されるため、一方検出部材、他方検出部材の間での電気信号の授受の影響を受けずに、線状部材による第２の状態の導出を行うことができる。線状部材としては、光ファイバー、金属線等を適用することができる。一方検出部材、及び、他方検出部材が金属の場合、光ファイバーであれば接触状態で配することができ、金属線であれば、隙間を開けて配したり、絶縁部材を介して配したりすることができる。
【００２４】
また、請求項７に係る本発明の格子状計測装置は、請求項６に記載の格子状計測装置において、前記線状部材は、光ファイバーであり、前記第２状態導出手段は、前記光ファイバーへ光を照射し、前記光ファイバーの表面のガラス分子からの反射光の状態変化（例えば、強度、位相、周波数の変化）により、長手方向の温度分布を導出する温度導出体であることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に係る本発明では、第２状態導出手段により、光ファイバーへ光を照射し、光ファイバーの表面のガラス分子からの反射光の状態変化（例えば、強度、位相、周波数）を検証することで、長手方向の温度分布が導出される。例えば、照射された光の状態と反射光（散乱光）の状態とが比較され、温度の影響による散乱光の位相・周波数変化に基づく温度分布が導出される。尚、反射光（散乱光）の状況に基づく歪の分布を導出することも可能である。
【００２６】
また、請求項８に係る本発明の格子状計測装置は、請求項７に記載の格子状計測装置において、前記光ファイバーは、前記格子状構造体の複数の前記一方検出部材が直列状態で連続的につながるように配され、更に、前記格子状構造体の複数の前記他方検出部材が直列状態で連続的につながるように配されることを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る本発明では、光ファイバーは、格子状構造体の複数の一方検出部材を直列状態で連続的につながるように配され、続けて、他方検出部材を直列状態で連続的につながるように配されるので、１本の光ファイバーを一筆書き状態に配して第２の状態（温度分布）を導出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、測定対象物の複数の項目の状況（複数の状態）を計測することができる格子状計測装置とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る格子状計測装置が備えられた模擬燃料棒の容器の外観図である。
【図２】容器の平断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】格子状構造体の外観図である。
【図５】光ファイバーの配設状況の概観図である。
【図６】光ファイバーが内装された状態の格子状構造体の外観図である。
【図７】図６中の要部の説明図である。
【図８】本発明の一実施例に係る格子状計測装置のブロック構成図である。
【図９】本発明の一実施例に係る格子状計測装置の処理の流れの説明図である。
【図１０】非沸騰場におけるボイド率の説明図である。
【図１１】沸騰場におけるボイド率の説明図である。
【図１２】非沸騰場における温度分布の説明図である。
【図１３】沸騰場における温度分布の説明図である。
【図１４】本発明の他の実施例に係る格子状構造体の要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、原子炉の圧力容器を模擬した試験体（容器）内に格子状計測装置を設置した状況を例に挙げて本発明の一実施例を説明する。
【００３１】
測定対象物として水（流体）が満たされた容器の中には、棒部材として、燃料集合体を模擬する模擬燃料棒が多数（例えば、２５本）配されている。本実施例の格子状計測装置は、相互に間隔をあけて設置される複数（例えば、６本）の長尺筒状の一方金属管（一方検出部材）と、一方金属管に対して交差して設けられ相互に間隔をあけて設置される複数（例えば、６本）の長尺筒状の他方金属管（他方検出部材）により、格子状構造体が構成されている。
【００３２】
格子状構造体の格子に相当する部位に、模擬燃料棒が個別に配された状態になっている。そして、一方金属管、及び、他方金属管の筒の内部には、第２検出部材（線状部材）として、光ファイバーが電気的に非接触状態で軸方向に沿って配されている。
【００３３】
模擬燃料棒を用いて容器の内部の水を沸騰させ、一方金属管と他方金属管との間で電気信号の送受信を行う。そして、一方金属管と他方金属管の平面視での交差部での電気信号の流れ度合いが、沸騰の状態に応じて評価され、容器内の電気伝導の度合いが相違する部位（例えば、気泡）の存在が判断され（第１の状態が判断され）、容器内（核反応の状況を模擬した状態での容器内）の沸騰場での二相流体となっている状況が確認される（第１状態導出手段）。
【００３４】
また、光ファイバーへ光を照射し、光ファイバーの表面のガラス分子からの反射光の状態（散乱光）を検証することで（第２状態導出手段）、例えば、照射された光の状態と反射光（散乱光）の状態とが比較され、温度の影響による散乱光の位相・周波数変化に基づく長手方向の温度分布（第２の状態）が導出される（温度導出体）。
【００３５】
このため、一方金属管と他方金属管により格子状（メッシュ状）の構造体が構成され、一方金属管と他方金属管の中に光ファイバーが配される。一方金属管と他方金属管での電気信号の送受信により、容器内の水の中に配される空間の気泡の発生（ボイド率）の状況が導出されると共に、光ファイバーでの光の照射・反射により容器内の水の中での光ファイバーの長手方向の温度分布が導出される。
【００３６】
従って、容器内（核反応の状況を模擬した状態での容器内）の同じ場所で、沸騰状況に応じた気泡の発生状況と、所望の範囲の温度分布とを同時に、もしくは、所定の順序で導出して、ボイド率と温度分布を評価することができる。
【００３７】
図１から図９に基づいて格子状計測装置の実施例を具体的に説明する。
【００３８】
図１には本発明の一実施例に係る格子状計測装置が備えられた模擬燃料棒が収容された圧力容器を模擬した容器の外観、図２には容器の平面視の断面状況、図３には図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視の状況、図４には格子状構造体の配置状況の外観、図５には光ファイバーの配設の状況の外観、図６には光ファイバーが内装された状態の格子状構造体の配置状況の外観、図７には図６中の矢印ＶＩＩ部の状況を示してある。そして、図１４には、他の実施例に係る格子状構造体の概略の平面視を示してある。
【００３９】
また、図８には本発明の一実施例に係る格子状計測装置の機能をブロック状に表したブロック構成、図９には本発明の一実施例に係る格子状計測装置における処理の状況の流れを説明した状況を示してある。
【００４０】
図１から図７に基づいて格子状計測装置の構成を説明する。
【００４１】
図１に示すように、原子炉の圧力容器を想定した四角筒状の容器１の内部には測定対象物として水２（流体）が満たされ、図示しない上下のシールフランジの間には燃料集合体を模擬する棒部材としての模擬燃料棒３が多数（例えば、２５本）配されている。
【００４２】
図１から図６に示すように、多数の模擬燃料棒３の間には、格子状構造体５が配されている。格子状構造体５は、相互に間隔をあけて設置される複数（例えば、６本）の長尺状のステンレス製の一方金属管６を備えている。そして、一方金属管６に対して平面視（図２参照）で交差して（直交して）、相互に間隔をあけて複数（例えば、６本）の長尺状のステンレス製の他方金属管７が設けられている。
【００４３】
一方金属管６、及び、他方金属管７は、図示しないプラグにより端部が容器１の壁部に固定され、一方金属管６、及び、他方金属管７は、所定の張力が付与された状態で設けられている。他方金属管７は一方金属管６に対し、側面視（図３参照）で上下方向に隙間が存在する状態で配されている。
【００４４】
主に図２に示すように、格子状構造体５の２本の一方金属管６、２本の他方金属管７で囲まれる空間（格子に相当する部位）に模擬燃料棒３が個別に配された状態になっている。そして、一方金属管６、及び、他方金属管７の筒の内部には、第２検出部材（線状部材）として、光ファイバー８が配されている。
【００４５】
主に図４、図６に示すように、一方金属管６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆの端部には、一方金属管６に電気信号を出力する（一方金属管６に励起信号を入力する）電気信号送信手段１１が備えられている。また、他方金属管７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆの端部には、他方金属管７で受信した電気信号（例えば、キャパシタンス、インダクタンス、又は、コンダクタンスを反映した計測結果）が入力される電気信号受信手段１２が備えられている。
【００４６】
電気信号送信手段１１から一方金属管６に送られた電気信号は、平面視（図２参照）の交差部で他方金属管７で受信され、受信された電気信号は電気信号受信手段１２に送られる。電気信号送信手段１１から一方金属管６に送られた電気信号と、他方金属管７で受信されて電気信号受信手段１２に送られた電気信号の大きさ（例えば、インピーダンス、コンダクタンス、キャパシタンス）により、交差している部位の電気伝導の度合いの相違（例えば、液体と気体の二相の違い）が検出され、気泡の発生（第１の状態）が導出される（第１状態導出手段）。
【００４７】
尚、図１４に示すように、一方金属管６、他方金属管７に絶縁材料である絶縁部材１０を被覆し、一方金属管６、他方金属管７が互いに交差する領域１０Ａの絶縁部材１０を除く状態にすることが可能である。これにより、電気信号の互いの干渉が抑制され、計測の感度を向上させることができる。
【００４８】
図７に示すように、光ファイバー８は、一方金属管６、及び、他方金属管７の筒の内部に配されている。模擬燃料棒３の径を、例えば、１０ｍｍとした場合、図に示すように、一方金属管６（他方金属管７）は、径をＤｍｍ（例えば、０.２ｍｍ）に設定することができ、光ファイバー８は、径をｄｍｍ（例えば、０.１７ｍｍ）に設定することができる。
【００４９】
上記の範囲で一方金属管６（他方金属管７）の径Ｄ、光ファイバー８の径ｄを設定することにより、小さな気泡であっても存在（発生）を確実に確認することが可能になる。また、例えば、水２を流通させた場合に、水２の流れを乱すことを最小限に抑制することができ、光の散乱を抑制して適切に温度分布を計測することができる。
【００５０】
主に図２、図５、図６、図７に示すように、光ファイバー８は、一方金属管６、及び、他方金属管７の筒の内部に配され、一端８ａから他端８ｂにかけて一筆書きの状態で配置されている。
【００５１】
即ち、光ファイバー８は、一方金属管６Ａの一端６ａの位置が始点とされ、他端６ｂから、一方金属管６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆの、他端６ｂ、一端６ａ、一端６ａ、他端６ｂ・・・・と連続して配され、一方金属管６Ｆの一端６ａから他方金属管７Ａの一端７ａにつながっている。そして、他方金属管７Ａの一端７ａ、他端７ｂから、他方金属管７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆの、他端７ｂ、一端７ａ、一端７ａ、他端７ｂ・・・・と連続して配され、他方金属管７Ｆの一端７ａの位置が終点とされている。
【００５２】
つまり、光ファイバー８は、格子状構造体５の一方金属管６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆを直列状態で連続的につなぐように（接続するように）配され、更に、格子状構造体５の他方金属管７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆを直列状態で連続的につなぐように（接続するように）配されている。これにより、光ファイバー８は、一端８ａ（始点）から他端８ｂ（終点）にかけて一筆書きの状態で配置された状態になっている。
【００５３】
主に図５、図６に示すように、光ファイバー８の一端８ａにはレーザー光発振制御手段１４が接続され、光ファイバー８の一端８ａにレーザー光（光）が照射される。光ファイバー８の他端８ｂにはレーザー光反射手段１５が接続され、光ファイバー８の一端８ａに照射された光が反射され、反射光がレーザー光発振制御手段１４に送られる。
【００５４】
光ファイバー８の一端８ａから照射された光の位相・周波数と、光ファイバー８の他端８ｂからの反射光の位相・周波数とを比較することで、光ファイバー８の長手方向に対応した部位の水２の温度分布（第２の状態）が導出される（第２状態導出手段：温度導出体）。例えば、温度の影響による散乱光の位相・周波数変化がレーザー光発振制御手段１４で評価され、光ファイバー８の長手方向に対応した部位の水２の温度分布が導出される。つまり、光ファイバーの表面のガラス分子からの反射光の状態（散乱光）を検証することで、温度の影響による散乱光の位相・周波数変化に基づく長手方向の温度分布が導出される。
【００５５】
図８、図９に基づいて格子状計測装置の制御状況を説明する。
【００５６】
図８に示すように、格子状構造体５、及び、光ファイバー８が一体にされて試験体２１が構成され、容器１の水２の中に配される。格子状構造体５の一方金属管６には電気信号送信手段１１が接続され、格子状構造体５の他方金属管７には電気信号受信手段１２が接続されている。光ファイバー８の一端８ａにはレーザー光発振制御手段１４が接続され、光ファイバー８の他端８ｂにはレーザー光反射手段１５が接続されている。
【００５７】
電気信号送信手段１１から一方金属管６に送られた電気信号は、他方金属管７で受信されて電気信号受信手段１２に送られる。電気信号受信手段１２に送られた電気信号の情報は、制御装置２２の評価手段２３に送られる。評価手段２３では、電気信号送信手段１１から一方金属管６に送られた電気信号と、他方金属管７で受信されて電気信号受信手段１２に送られた電気信号の大きさにより（電気伝導の度合いの相違により）、液体と気体の二相の違いが検出され、気泡の発生が導出される。つまり、電気伝導度を反映した計測信号の違いにより、気泡の発生が導出される。
【００５８】
また、レーザー光発振制御手段１４からの照射光の強度・周波数、及び、レーザー光反射手段１５に反射された反射光の強度・周波数は制御装置２２の評価手段２３に送られる。評価手段２３では、照射された光の状態と反射光の状態とが比較され、例えば、温度の影響による光の散乱の状況に基づく温度分布が導出される。
【００５９】
制御装置２２には電気信号送信手段１１に電気信号を送信する指令を出力する指示手段２４が備えられている。指示手段２４は、電気信号を送信する指令を出力すると共に、レーザー光発振制御手段１４にレーザー光の発振の指令を出力する。電気信号を送信する指令と、レーザー光の発振の指令は、予め定められたタイミングで個別に出力されたり、同期して同時に出力されたりするようになっている。
【００６０】
図９に示すように、ステップＳ１で動作信号が出力され（指示手段２４）、ステップＳ２で一方金属管６に励起信号が送られる（電気信号送信手段１１）。ステップＳ３で他方金属管７での信号が計測され（電気信号受信手段１２）、ステップＳ４で電気伝導の度合いの相違によりボイド率（気泡の発生の状況）が評価される（評価手段２３）。
【００６１】
一方、ステップＳ１で動作信号が出力されると（指示手段２４）、ステップＳ１２で光ファイバー８にレーザー光が照射される（レーザー光発振制御手段１４）。ステップＳ１３で照射されたレーザー光の反射光が入力され（レーザー光反射手段１５、レーザー光発振制御手段１４）、ステップＳ１４で照射光、散乱光により温度分布が評価される（評価手段２３）。
【００６２】
ステップＳ２１では、ステップＳ４で評価されたボイド率（気泡の発生の状況）のデータ、ステップＳ１４で評価された温度分布のデータが保存解析され、ボイド率と温度分布が統合的に把握される。ボイド率の検出、温度分布の検出は、同時に行うことも可能であり、水２の温度が所定温度以上になったことを条件に、ボイド率の検出を開始することも可能である。
【００６３】
上述した格子状計測装置では、一方金属管６と他方金属管７により格子状（メッシュ状）の格子状構造体５が構成され、一方金属管６と他方金属管７の中に光ファイバー８が配される。そして、一方金属管６と他方金属管７での電気信号の授受により、容器１内の水２の中の空間において、同じ場所で、気泡の発生（ボイド率）の状況が導出されると共に、光ファイバー８での光の照射・反射により光ファイバー８の長手方向の温度分布が導出される。
【００６４】
従って、模擬燃料棒３により沸騰場を再現し、容器１内（核反応の状況を模擬した状態での容器内）の沸騰状況に応じた気泡の発生状況と、所望の範囲の温度分布とを同じ場所で、同時に、もしくは、所定の時期に導出して、ボイド率と温度分布を評価することができる。
【００６５】
そして、光ファイバー８は、格子状構造体５の複数の一方金属管６を直列状態で連続的につなぐように配され、続けて、他方金属管７を直列状態で連続的につなぐように配されているので、１本の光ファイバー８を一筆書き状態で巡らせることができ、切れ目のない状態で温度分布を導出することができる。
【００６６】
図１０から図１３に基づいて、上述した格子状計測装置で評価した、ボイド率、及び、温度分布の一例を説明する。
【００６７】
図１０には非沸騰場におけるボイド率の状況の概念、図１１には沸騰場におけるボイド率の状況の概念を示してある。また、図１２には非沸騰場における温度分布の状況の概念、図１３には沸騰場における温度分布の状況の概念を示してある。
【００６８】
沸騰場は、図２を参照すると、右下の９本の模擬燃料棒３（図１１では斜線を付してある）を加熱し、容器１の中の水２を基準温度Ｋから所定の加熱温度Ｋ１に沸騰させた際の状況であり（図１３参照）、非沸騰場は、基準温度Ｋから模擬燃料棒３による加熱は行わない状態の非加熱温度Ｋ２に維持した際の状況である（図１２参照）。
【００６９】
図１０に示すように、非沸騰場では、容器１の内部の水２のボイド率が０に維持されていることが確認された。図１１に示すように、沸騰場では、加熱した９本の模擬燃料棒３の近傍の容器１の内部の水２のボイド率が高く、対角線上にある反対側の模擬燃料棒３の近傍の容器１の内部の水２のボイド率が０に維持されていることが確認された。
【００７０】
このため、上述した格子状計測装置を用いることで、ボイド率を的確に把握できることが確認された。
【００７１】
図１２、図１３に示すように、光ファイバー８の領域として、容器１の外に存在する領域を挟んで、一方金属管６の６箇所の領域（図中縦６列）と、他方金属管７の６箇所の領域（図中横６列）とが存在している。例えば、一方金属管６Ａの領域Ａ・・・一方金属管６Ｅの領域Ｅ、他方金属管７Ａの領域Ａ・・・他方金属管７Ｅの領域Ｅの１２箇所の領域が存在し、合計で１２箇所の温度のピークが存在することになる。
【００７２】
図１２に示すように、非沸騰場では、一方金属管６Ａの領域Ａ・・・一方金属管６Ｅの領域Ｅ、他方金属管７Ａの領域Ａ・・・他方金属管７Ｅの１２箇所の温度のピークは、ほぼ、基準温度Ｋに相当する温度になっていることが確認された。
【００７３】
図１３に示すように、沸騰場では、加熱した９本の模擬燃料棒３の近傍の領域である、一方金属管６Ａの領域Ａ、他方金属管７Ｅの領域Ｅの温度のピークが、ほぼ、所定の加熱温度Ｋ１に相当する温度になっていることが確認された。また、加熱した９本の模擬燃料棒３の対角線上にある反対側の模擬燃料棒３の近傍の領域である、一方金属管６Ｅの領域Ｅ、他方金属管７Ａの領域Ａの温度のピークが、所定の加熱温度Ｋ１よりも低い温度に相当する温度になっていることが確認された。
【００７４】
このため、上述した格子状計測装置を用いることで、光ファイバー８の長手方向に位置する水２の温度分布を的確に把握できることが確認された。
【００７５】
上述した実施例では、一方検出部材、他方検出部材を金属製の管で構成し、筒内に第２検出部材として光ファイバー８を装着した例を挙げて説明したが、金属製の柱部材、ガラス製の柱部材を第１検出部とし、第１検出部に沿って金属製の柱部材、ガラス製の柱部材を電気的に非接触状態にして配置することも可能である。また、金属製の柱部材、ガラス製の柱部材を第１検出部とし、柱部材の外周の一部に長手方向に延びる第２部材（金属製、ガラス製等）を配置することも可能である。更に、柱部材を第１検出部とし、第１部材の外周に第２部材をコーティングすることも可能である。
【００７６】
また、上述した実施例では、測定対象物として水を例に挙げて説明したが、その他の液体、気体、プラズマ等の流動体、コンクリート構造物、炭素繊維構造物、地層、岩盤等の固体の非流動体を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、測定対象物状態を計測する、例えば、発熱を模擬する発熱管が流体（液体）中に多数配された容器内の流体の状態を計測する、格子状計測装置の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  容器
２  水
３  模擬燃料棒
５  格子状構造体
６  一方金属管
７  他方金属管
８  光ファイバー
１０  絶縁部材
１１  電気信号送信手段
１２  電気信号受信手段
１４  レーザー光発振制御手段
１５  レーザー光反射手段
２１  試験体
２２  制御装置
２３  評価手段
２４  指示手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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