(57)【要約】【課題】炉の稼動を停止することなく、高精度の計測器を使用しなくても、従来よりも正確に耐火物の厚さを測定することができる耐火物厚さ測定方法を提供する。【解決手段】炉壁を構成する耐火物１０ａの厚さの測定方法であって、耐火物１０ａよりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を有する伝搬物体１０ｂが耐火物１０ａ中に埋設された炉において、該炉の外部から伝搬物体１０ｂに波動を入射する入射ステップと、伝搬物体１０ｂから反射波を観測する観測ステップとを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉壁を構成する耐火物の厚さの測定方法であって、
前記耐火物よりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所（以下、「変化箇所」）を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設された炉において、該炉の外部から、前記伝搬物体に前記波動を入射する入射ステップと、
前記伝搬物体から、反射波を観測する観測ステップとを含むことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記変化箇所は、複数存在し、
前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は、一定である請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記変化箇所における前記波動の反射率が、一定である請求項２に記載の測定方法。
【請求項４】
前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高い請求項２に記載の測定方法。
【請求項５】
前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内である請求項３又は４に記載の測定方法。
【請求項６】
前記変化箇所は、
炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所である請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定方法。
【請求項７】
前記入射ステップにおいて、前記伝搬物体に入射する波動はパルス波状であり、
前記観測ステップは、
前記入射ステップにより前記伝搬物体に入射されたパルス波状の波動が、前記伝搬物体の炉内側の端部、及び前記変化箇所において反射することにより生じるパルス波状の反射波の個数を観測する請求項６に記載の測定方法。
【請求項８】
前記観測ステップは、
前記変化箇所の１つを基準位置とし、前記基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、前記伝搬物体の炉内側の端部において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出する請求項７に記載の測定方法。
【請求項９】
前記観測ステップは、
前記基準位置を、前記耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させ、前記時間差が零になったときに、トリガ信号を出力する請求項８に記載の測定方法。
【請求項１０】
炉壁を構成する耐火物の厚さの測定装置であって、
前記耐火物よりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所（以下、「変化箇所」）を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設された炉と、
前記炉の外部から、前記伝搬物体に前記波動を入射する入射部と、
前記伝搬物体から、反射波を観測する観測部とを備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
前記変化箇所は、複数存在し、
前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は、一定である請求項１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記変化箇所における前記波動の反射率が、一定である請求項１１に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高い請求項１１に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内である請求項１２又は１３に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記変化箇所は、
炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所である請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１６】
前記入射部が前記伝搬物体に入射する波動はパルス波状であり、
前記観測部は、
前記入射部により前記伝搬物体に入射されたパルス波状の波動が、前記伝搬物体の炉内側の端部、及び前記変化箇所において反射することにより生じるパルス波状の反射波の個数を観測する請求項１５に記載の測定装置。
【請求項１７】
前記観測部は、
前記変化箇所の１つを基準位置とし、前記基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、前記伝搬物体の炉内側の端部において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出する請求項１６に記載の測定装置。
【請求項１８】
前記観測部は、
前記基準位置を、前記耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させ、前記時間差が零になったときに、トリガ信号を出力する請求項１７に記載の測定装置。
【請求項１９】
炉壁を耐火物で構成する炉であって、
前記耐火物よりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所（以下、「変化箇所」）を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設されていることを特徴とする炉。
【請求項２０】
前記変化箇所は、複数存在し、
前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は、一定である請求項１９に記載の炉。
【請求項２１】
前記変化箇所における前記波動の反射率が、一定である請求項２０に記載の炉。
【請求項２２】
前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高い請求項２０に記載の炉。
【請求項２３】
前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内である請求項２１又は２２に記載の炉。
【請求項２４】
前記変化箇所は、
炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所である請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な炉の内側に設けられた耐火物の厚さを測定する測定装置に関し、特に、高精度化することなく正確に該耐火物の厚さを測定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉（溶鉱炉）、転炉、反射炉、平炉、電気炉などの様々な炉の内側には、耐熱あるいは断熱のために耐火レンガなどの耐火物が設けられている。このような炉においては、耐火物が使用するうちに内側から溶損あるいは崩壊するなどして徐々に薄くなっていくので、定期的あるいは頻繁に耐火物の厚さを測定し、使用限界として規定される厚さになる前に補修を行う必要がある。
【０００３】
耐火物の厚さを直接目視にて測定する場合には、炉の稼動を停止して炉内の温度がある程度下がるまで待たなければならないため炉の稼働率が低下するという問題がある。また、このような方法で耐火物の厚さを何度も測定すると炉の稼働率がさらに低下するので、測定の回数はできるだけ少なくしなければならないが、かといって使用限界を超えてしまうようなことはあってはならない。従って、必然的に早めに耐火物の厚さを測定し、耐火物が使用限界近くまで薄くなっていなくても早めに補修することになるため、耐火物を規定される厚さまで使用することができず、無駄なく効率的に耐火物を使用することができないという問題がある。
炉の稼動中に耐火物の厚さを正確に測定することができれば、上記の諸問題は解決する。例えば、炉の稼動を停止することなく耐火物の厚みを測定することができるとする技術が特許文献１〜５に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、耐火物の表面から垂直に弾性波を発信し、弾性波が裏面で反射して戻ってくるまでの時間を検出し、これに基づいて耐火物の厚さを算出する装置が開示され、発信位置と受信位置との間隔を変化させることにより、表面波による影響を低減させることができると記載されている（要約書、請求項１、段落００１３等）。
【０００５】
特許文献２には、耐火煉瓦で形成される炉壁に、耐火煉瓦に比べて導波性の点でより緻密な導波体を圧入し、超音波又は電磁波が、炉内側端面で反射して導波体を往復するのに要する時間を測定し、導波体の厚みと長さを計算して、間接的に耐火煉瓦の厚みを計測する耐火煉瓦の焼損測定システムが開示され、計測の精度が高いと記載されている（要約書、請求項１、段落００２０等）。
【０００６】
特許文献３には、耐火物間に所定間隔を隔てて対向して電極を埋設し、電極間の静電容量を計測し、電極長さを算出して耐火物厚さを導き出す耐火物厚さ測定装置が開示され、耐火物間に薄肉の電極を挿入するのみで該電極間の静電容量から容易にかつ精度良く耐火物厚さを測定することができ、耐火物に大きな穴をあける必要もないと記載されている（要約書、請求項１、段落００３３等）。
【０００７】
特許文献４には、耐火物中の厚さ方向にプローブを埋設し、高周波信号を入力し、反射信号を検出して、耐火物の残存厚を検知する耐火物の残厚測定装置が開示され、簡易な方法で耐火物の残厚を連続的に計測、監視することが可能となると記載されている（要約書、請求項１、段落００５６等）。
【０００８】
特許文献５には、同軸ケーブル形状のケーブルセンサーを耐火物に埋め込んでおいて、耐火物と一緒に他端を溶損させるようにし、矩形波パルス（電気パルス）の反射によりケーブル長を測定し、最初のケーブル長と耐火物使用中のケーブル長、または使用後のケーブル長とから、溶損したケーブル長を算出し、上記耐火物の溶損量を知ることができる長さ計測装置が開示されている（要約書、請求項２、段落０００４等）。特許文献５には、装置の構成を簡素化することができて、投資削減を図ることができるとともに、保守性を向上させることができると記載されている（００３０等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−６１１４４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５１１６号公報
【特許文献３】特開２００４−１３８３１７号公報
【特許文献４】特許第３３９５８８６号公報
【特許文献５】特許第４１７３９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的な耐火物（ここでは耐火煉瓦を使用）の内部に音波（弾性波）を伝播させて、裏面で反射して戻ってくる反射波を測定すると、音波の減衰が非常に大きく、反射波を明確に捕らえることができない。耐火物は耐火機能を高めるために、内部組成が緻密でなく、さらに粒の集合体のような構造になっていることが多いため、音波を反射及び散乱させて損失が大きくなるからである。よって、特許文献１のように、耐火物の表面から垂直に弾性波を発信し反射波を明確に測定することは実際には難しい。特許文献２では、炉壁に音波の散乱を抑制することができるセラミックスを圧入し、該セラミックスの厚さを測定することでこの問題を解決している。
【００１１】
物質中の音波伝播速度は温度に対する依存性が大きく、また炉の温度分布は複雑であり時間とともに変化し温度差も大きいため、特許文献１及び２のように、音波が物質中で反射して戻ってくるまでの時間を測定する方法では、温度による誤差が生じその補正も難しい。特に特許文献２では、炉壁に埋設したセラミックスの温度分布を測定することが極めて難しいため、温度に依存する誤差を補正することができない。
【００１２】
電極間の静電容量は電極間の物質の誘電率に依存する。物質の誘電率は温度に対する依存性が大きいので、特許文献３のように、耐火物間に電極を埋設し、電極間の静電容量を計測する方法では、耐火物の誘電率に依存することになるため、上記音波伝播速度の場合と同様に、温度による誤差が生じその補正も難しい。さらに、一般的な耐火物は材料の均一性が低く、施工毎に誘電率が異なったり、炉を使用するうちに誘電率が著しく変化するものが多いため、校正が極めて難しい。また、計測される静電容量の変化量が比較的小さいので、高度なノイズ対策や高精度の計測器を必要とする。
【００１３】
特許文献２、４、５のように、電磁波や電気パルスなどの超高速な伝播信号を用いる場合には、数十センチ程度の耐火物の厚さを往復するのに要する極めて短い時間を正確に測定しなければならないので、非常に高精度の高価な計測器を必要とし、入力信号のどのタイミングから反射信号のどのタイミングまでを測定すればよいのかを定める明確な基準がなく、高精度化が極めて難しい。
【００１４】
本発明は以上のような従来の課題を考慮してなされたものであり、炉の稼動を停止することなく、高精度の計測器を使用しなくても、従来よりも正確に耐火物の厚さを測定することができる耐火物厚さ測定方法、耐火物厚さ測定装置及び炉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】
【００１５】
本発明は、炉壁を構成する耐火物の厚さの測定方法であって、前記耐火物よりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所（以下、「変化箇所」）を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設された炉において、該炉の外部から、前記伝搬物体に前記波動を入射する入射ステップと、前記伝搬物体から、反射波を観測する観測ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、測定方法において、前記変化箇所は複数存在し、前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は一定であることが好ましい。
また、測定方法において、前記変化箇所における前記波動の反射率が一定であることが好ましい。
【００１７】
また、測定方法において、前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高いことが好ましい。
また、測定方法において、前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。
【００１８】
また、測定方法において、前記変化箇所は、炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所であることが好ましい。
また、測定方法は、前記入射ステップにおいて、前記伝搬物体に入射する波動はパルス波状であり、前記観測ステップは、前記入射ステップにより前記伝搬物体に入射されたパルス波状の波動が、前記伝搬物体の炉内側の端部、及び前記変化箇所において反射することにより生じるパルス波状の反射波の個数を観測することが好ましい。
【００１９】
また、測定方法において、前記観測ステップは、前記変化箇所の１つを基準位置とし、前記基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、前記伝搬物体の炉内側の端部において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出することが好ましい。
また、測定方法において、前記観測ステップは、前記基準位置を、前記耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させ、前記時間差が零になったときに、トリガ信号を出力することが好ましい。
【００２０】
本発明は、炉壁を構成する耐火物の厚さの測定装置であって、前記変化箇所を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設された炉と、前記炉の外部から、前記伝搬物体に前記波動を入射する入射部と、前記伝搬物体から、反射波を観測する観測部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、測定装置において、前記変化箇所は複数存在し、前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は一定であることが好ましい。
また、測定装置において、前記変化箇所における前記波動の反射率が一定であることが好ましい。
【００２２】
また、測定装置において、前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高いことが好ましい。
また、測定装置において、前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。
また、測定装置において、前記変化箇所は、炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所であることが好ましい。
【００２３】
また、測定装置において、前記入射部が前記伝搬物体に入射する波動はパルス波状であり、前記観測部は、前記入射部により前記伝搬物体に入射されたパルス波状の波動が、前記伝搬物体の炉内側の端部、及び前記変化箇所において反射することにより生じるパルス波状の反射波の個数を観測することが好ましい。
【００２４】
また、測定装置において、前記観測部は、前記変化箇所の１つを基準位置とし、前記基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、前記伝搬物体の炉内側の端部において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出することが好ましい。
また、測定装置において、前記観測部は、前記基準位置を、前記耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させ、前記時間差が零になったときに、トリガ信号を出力することが好ましい。
【００２５】
本発明は、炉壁を耐火物で構成する炉であって、前記耐火物よりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さく、かつ炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所を有する伝搬物体が、前記耐火物中に埋設されていることを特徴とする。
【００２６】
また、炉において、前記変化箇所は複数存在し、前記伝搬物体における炉外側端部と、炉外側端部に最も近い前記変化箇所との間隔、及び、隣り合う前記変化箇所同士の間隔は一定であることが好ましい。
また、炉において、前記変化箇所における前記波動の反射率が一定であることが好ましい。
【００２７】
また、炉において、前記炉外側端部から遠いほど、前記変化箇所における前記波動の反射率が高いことが好ましい。
また、炉において、前記反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。
また、炉において、前記変化箇所は、炉壁に平行な断面の形状が前記炉壁の厚さ方向に応じて不連続に変化する箇所であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の耐火物厚さ測定装置は、変化箇所を有する伝搬物体を予め耐火物中に埋設しておき、炉の外部から伝搬物体に波動を入射し、伝搬物体から反射波を観測することによって、変化箇所による反射波が観測されたときは該変化箇所が溶損せずに存在し、観測されないときは該変化箇所が溶損して存在しないと容易に判定することができる。これにより、炉の稼動を停止することなく、従来に比べ高精度の計測器を使用せずとも、正確に耐火物の厚さを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る耐火物厚さ測定装置の概略図である。
【図２】実施形態１において、耐火物中に埋設されている伝搬物体の形状を示す炉壁の断面図である。
【図３】炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【図４】使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が少し薄くなった状態における、伝搬物体の形態を示す炉壁の断面図である。
【図５】図４のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【図６】さらに使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が半分程度に薄くなった状態における、伝搬物体の形態を示す炉壁の断面図である。
【図７】図６のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【図８】全ての不連続箇所における反射率を一定とした場合に、各不連続箇所における１回反射したパルス波状の反射波の信号強度を示すグラフである。
【図９】各不連続箇所において１回反射したパルス波状の反射波の信号強度が同じ強さになるように、炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射率を高くした際の、各不連続箇所における反射率を示すグラフである。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、測定に音波を用いる場合の伝搬物体の形状の他の例を示す炉壁の断面図である。
【図１１】伝搬物体として電磁波の伝送に適した同軸ケーブルを用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。
【図１２】伝搬物体として高周波の伝送に適したマイクロストリップライン伝送路を用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。
【図１３】伝搬物体として光の伝送に適した光ファイバケーブルを用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。
【図１４】耐火物中に埋設されている伝搬物体の形態を示す炉壁の断面図である。
【図１５】炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【図１６】使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が半分程度に薄くなった状態における、伝搬物体の形態を示す炉壁の断面図である。
【図１７】図１６のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【図１８】使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が不連続箇所まで薄くなった状態における、伝搬物体の形態を示す炉壁の断面図である。
【図１９】図１８のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部において観測される反射波の概要を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態により本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００３１】
本発明に係る測定方法は、炉壁を構成する耐火物の厚さの測定方法であって、変化箇所を有する伝搬物体が、耐火物中に埋設された炉において、該炉の外部から、伝搬物体の炉外側端部に波動を入射する入射ステップと、伝搬物体の炉外側端部から、変化箇所及び炉内側端部において生じる反射波を観測する観測ステップとを含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明の実施形態に係る測定装置は、炉壁を構成する耐火物の厚さの測定装置であって、変化箇所を有する伝搬物体が、耐火物中に埋設された炉と、炉の外部から、伝搬物体の炉外側端部に波動を入射する入射部と、伝搬物体の炉外側端部から、変化箇所及び炉内側端部において生じる反射波を観測する観測部とを備えることを特徴とする。
【００３３】
このように、上記測定方法及び上記測定装置によれば、変化箇所による反射波が観測されたときは該変化箇所が溶損せずに存在し、観測されないときは該変化箇所が溶損して存在しないと容易に判定することができる。例えば変化箇所を複数埋設した場合には、パルス波状の波動を入射したときの反射波の個数から、変化箇所がどこまで残存しているかが明確にわかるので、耐火物の厚さの範囲を正確に特定できる。また例えば、変化箇所を、耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させた場合には、変化箇所による反射波が観測されなくなったときに限界厚みに達したことが明確にわかるので、トリガ信号を出力して補修を行うように指示を出すことができる。よって、炉の稼動を停止することなく、従来に比べ高精度の計測器を使用せずとも、正確に耐火物の厚さを測定することができる。
【００３４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る耐火物厚さ測定装置の概略図である。
図１に示す耐火物厚さ測定装置１は、炉１０、入射部１１及び観測部１２を備える。
炉１０は、高炉（溶鉱炉）、転炉、反射炉、電気炉などの様々な炉である。炉１０の炉壁は耐火物１０ａで構成されている。耐火物１０ａは、耐熱あるいは断熱のために設けられる比較的融点が高い耐火レンガなどの固形物である。耐火物１０ａ中には伝搬物体１０ｂが埋設されている。
【００３５】
図２は、実施形態１において、耐火物中に埋設されている伝搬物体１０ｂの形状を示す炉１０の炉壁の断面図である。
伝搬物体１０ｂは、耐火物１０ａよりも入射する波動に対する伝搬減衰率が小さい固形物であり、表面から垂直に内部に波動を伝播させて裏面で反射して戻ってくる反射波を測定すると、波動の減衰が小さく反射波を明確に捕らえることができる。伝搬物体１０ｂはさらに、耐火物１０ａと同等程度の耐熱性を備えることが好ましいので、例えば音波を伝播させる場合にはセラミックや耐熱合金などを用いるとよい。また伝搬物体１０ｂは、炉壁（耐火物外壁Ａ１又は耐火物内壁Ａ２でもよい）に平行な断面の形状が、炉壁の厚さ方向Ｂに応じて不連続に変化する不連続箇所（上記の「変化箇所」に相当する）を少なくとも１個設けている。
【００３６】
実施形態１では、図２に示すように、伝搬物体１０ｂは３つの不連続箇所、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を有し、炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ４とを有する。ここで炉内側端部Ｃ４の位置を耐火物内壁Ａ２の位置に一致させており、使用するうちに耐火物内壁Ａ２が溶損すると一緒に伝搬物体１０ｂも溶損し、炉内側端部Ｃ４の位置と耐火物内壁Ａ２の位置とが常に一致する。また不連続箇所Ｃ１の位置を耐火物外壁Ａ１の位置に一致させている。なお、図２に示すように、不連続箇所が複数存在する場合には、伝搬物体１０ｂにおける炉外側端部Ｃ０と、炉外側端部Ｃ０に最も近い不連続箇所Ｃ１との間隔、及び、隣り合う不連続箇所同士の間隔（Ｃ１−Ｃ２間、Ｃ２−Ｃ３間）は、一定であることが好ましい。
【００３７】
不連続箇所では、伝搬物体１０ｂの太さを変えることにより音響的に不連続となるようにしており、伝搬物体１０ｂの耐火物外壁Ａ１又は耐火物内壁Ａ２に平行な断面の形状が、不連続箇所Ｃ１では直径１３ｍｍの円から直径１０ｍｍの円に、不連続箇所Ｃ２では直径１０ｍｍの円から直径７ｍｍの円に、不連続箇所Ｃ３では直径７ｍｍの円から直径４ｍｍの円に変化する。よって炉外側端部Ｃ０と不連続箇所Ｃ１との間は直径１３ｍｍの円柱形であり、不連続箇所Ｃ１と不連続箇所Ｃ２との間は直径１０ｍｍの円柱形であり、不連続箇所Ｃ２と不連続箇所Ｃ３との間は直径７ｍｍの円柱形であり、不連続箇所Ｃ３と炉内側端部Ｃ４との間は直径４ｍｍの円柱形である。なお、不連続箇所Ｃ１〜Ｃ４における、入射する波動の反射率は、一定であるか、若しくは、炉外側端部Ｃ０から遠いほど高いことが好ましい。また反射率は、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。
【００３８】
入射部１１は、上記測定方法における入射ステップを実施する構成要素であり、炉１０の外部から伝搬物体１０ｂに炉外側端部Ｃ０より波動を入射する。ここで、伝搬物体１０ｂに入射する波動はパルス波状であることが好ましいので、入射部１１は、例えば超音波パルス発生装置を有し、伝搬物体１０ｂに超音波パルスを入射する。
伝搬物体１０ｂに炉外側端部Ｃ０より波動を入射すると、不連続箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、炉内側端部Ｃ４の順にそれぞれの箇所で反射波が生じる。
観測部１２は、上記測定方法における観測ステップを実施する構成要素であり、炉外側端部Ｃ０において伝搬物体１０ｂ中を伝わる反射波を観測する。ここで観測部１２は、例えば超音波振動を観測することができる超音波振動センサを有し、超音波パルスを観測する。
【００３９】
図３は、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフであり、横軸に時間Ｔ、縦軸に振動レベルＶを示す。
観測部１２により、図３に示すような４つのパルス波状の反射波Ｄ１〜Ｄ４が順次観測される。ここで、反射波Ｄ１は入射した音波が不連続箇所Ｃ１において反射することにより生じたものであり、反射波Ｄ２は入射した音波が不連続箇所Ｃ２において反射することにより生じたものであり、反射波Ｄ３は入射した音波が不連続箇所Ｃ３において反射することにより生じたものであり、反射波Ｄ４は入射した音波が炉内側端部Ｃ４において反射することにより生じたものである。
【００４０】
観測部１２は、さらに、入射部１１により伝搬物体１０ｂに入射されたパルス波状の波動が、伝搬物体１０ｂの不連続箇所及び炉内側端部Ｃ４において反射することにより生じるパルス波状の反射波の個数を観測することが好ましい。観測部１２は、該反射波の個数から、不連続箇所がどこまで残存しているかが明確にわかるので、耐火物の厚さの範囲を正確に特定することができる。
【００４１】
図３に示すように４つの反射波Ｄ１〜Ｄ４が観測された場合には、不連続箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が残存しているとわかるので、耐火物が不連続箇所Ｃ３までは減っていないと特定することができる。また３つの反射波が観測された場合には、不連続箇所Ｃ１、Ｃ２が残存し、不連続箇所Ｃ３が残存していないとわかるので、耐火物が不連続箇所Ｃ３までは減っているが、不連続箇所Ｃ２までは減っていないと特定することができる。また２つの反射波が観測された場合には、不連続箇所Ｃ１が残存し、不連続箇所Ｃ２、Ｃ３が残存していないとわかるので、耐火物が不連続箇所Ｃ２までは減っているが、不連続箇所Ｃ１までは減っていないと特定することができる。
【００４２】
ここで必要とする分解能の間隔で不連続箇所を設ければ、パルス波状の反射波の個数を観測するだけで、伝搬物体１０ｂの先端の位置が必要とする分解能の精度でわかるので、耐火物１０ａの厚さを正確に測定することができる。ここで、温度等により伝搬物体１０ｂの信号伝播速度が如何に変動したとしても、反射波の個数と耐火物１０ａの厚さとの関係は変化しないので、信号伝播速度の変動による影響を受ける事がなく、正確に耐火物１０ａの厚さを測定することができる。
【００４３】
図４は、使用するうちに耐火物内壁が溶損し（Ａ２からＡ３へ移動）、耐火物が少し薄くなった状態における、伝搬物体１０ｂの形態を示す炉壁の断面図である。なお図４において、図２の断面図と同一の構成には同一番号を付す。
図４に示すように、伝搬物体１０ｂは３つの不連続箇所、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が残存し、炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ５とを有する。ここで炉内側端部Ｃ５は、耐火物内壁が溶損して耐火物内壁Ａ３となった際に、一緒に伝搬物体１０ｂが溶損して短くなった状態における先端部分である。
【００４４】
図５は、図４のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフである。なお図５において、図３のグラフと同一の構成には同一番号を付す。
観測部１２により、図５に示すような４つのパルス波状の反射波Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５が順次観測される。ここで、反射波Ｄ５は入射した音波が炉内側端部Ｃ５において反射することにより生じたものである。
伝搬物体１０ｂが短くなった分だけ、反射波Ｄ５は反射波Ｄ４よりも短い時間で観測される。
【００４５】
観測部１２は、さらに、不連続箇所の１つを基準位置とし、基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、炉内側端部Ｃ５において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出することが好ましい。観測部１２は、伝搬物体１０ｂの信号伝播速度を予め知っていれば、該時間差から基準位置と炉内側端部Ｃ５との距離を算出することができるので、耐火物の厚さを特定することができる。
【００４６】
図５に示すように４つの反射波Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５が観測された場合には、観測部１２は、例えば残存する不連続箇所のうちの最も耐火物内壁Ａ３に近い不連続箇所Ｃ３を基準位置とし、不連続箇所Ｃ３において反射することにより生じる反射波Ｄ３と、炉内側端部Ｃ５において反射することにより生じる反射波Ｄ５との時間差を算出する。観測部１２は、該時間差から不連続箇所Ｃ３と炉内側端部Ｃ５との距離を算出し、耐火物外壁Ａ１から不連続箇所Ｃ３までの距離を加算して、耐火物の厚さを特定することができる。
【００４７】
図６は、さらに使用するうちに耐火物内壁が溶損し（Ａ３からＡ４へ移動）、耐火物が半分程度に薄くなった状態における、伝搬物体１０ｂの形態を示す炉壁の断面図である。なお図６において、図２の断面図と同一の構成には同一番号を付す。
図６に示すように、伝搬物体１０ｂは２つの不連続箇所、Ｃ１、Ｃ２が残存し、炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ６とを有する。ここで炉内側端部Ｃ６は、耐火物内壁が半分程度溶損して耐火物内壁Ａ４となった際に、一緒に伝搬物体１０ｂが溶損して短くなった状態における先端部分である。
【００４８】
図７は、図６のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフである。なお図７において、図３のグラフと同一の構成には同一番号を付す。
観測部１２により、図７に示すような３つのパルス波状の反射波Ｄ１、Ｄ２、Ｄ６が順次観測される。ここで、反射波Ｄ６は入射した音波が炉内側端部Ｃ６において反射することにより生じたものである。
伝搬物体１０ｂが短くなった分だけ、反射波Ｄ６は反射波Ｄ４、Ｄ５よりも短い時間で観測される。
【００４９】
図７に示すように３つの反射波Ｄ１、Ｄ２、Ｄ６が観測された場合には、観測部１２は、例えば残存する不連続箇所のうちの最も耐火物内壁Ａ４に近い不連続箇所Ｃ２を基準位置とし、不連続箇所Ｃ２において反射することにより生じる反射波Ｄ２と、炉内側端部Ｃ６において反射することにより生じる反射波Ｄ６との時間差を算出する。観測部１２は、該時間差から不連続箇所Ｃ２と炉内側端部Ｃ６との距離を算出し、耐火物外壁Ａ１から不連続箇所Ｃ２までの距離を加算して、耐火物の厚さを特定することができる。
【００５０】
ここまでの説明では、入射した波動が不連続箇所において１回だけ反射して入射した側へ戻る経路についてのみ言及したが、詳細には、入射した側へ戻る波動も、不連続箇所において、ほぼ同じ反射率で反射するので、３回、５回、７回のように奇数回反射して入射した側へ戻る経路が存在する。よって、奇数回反射したパルス波状の反射波が全て観測されることになり、そのうちの３回以上反射したパルス波状の反射波が、耐火物の厚さを特定する際に邪魔をする可能性があるので、その対策を以下に示す。
【００５１】
例えば、炉外側端部Ｃ０と不連続箇所Ｃ１との間隔、及び、隣り合う不連続箇所同士の間隔（Ｃ１−Ｃ２間、Ｃ２−Ｃ３間）を一定にすることにより、不連続箇所において３回以上反射したパルス波状の反射波を、不連続箇所において１回反射したパルス波状の反射波のいずれかと重ねることができ、反射波の個数が変わらないので、耐火物の厚さを特定する際に邪魔をしないようにすることができる。具体的には、不連続箇所Ｃ２、不連続箇所Ｃ１、不連続箇所Ｃ２の順に３回反射するパルス波状の反射波は、反射波Ｄ２と重なるため、反射波の個数は変わらない。また、この他の３回以上反射したパルス波状の反射波は、炉内側端部Ｃ５よりも遠くに見えるので、観測範囲を限定することにより排除することができる。
【００５２】
不連続箇所における反射率は０．０５〜０．２５程度なので、不連続箇所において３回以上反射した反射波は、１回だけ反射した反射波と比べて信号強度が非常に弱くなる。よって、３回以上反射した反射波は、信号強度の強弱を利用すれば識別することができるので、容易に排除することができる。
【００５３】
また、炉内側端部Ｃ５における反射率は、伝搬物体１０ｂと空気との境界であるため、ほぼ完全に反射が起こり、反射率は１に近い。よって、使用するうちに耐火物内壁が溶損した際に、炉内側端部において反射することにより生じる反射波（Ｄ５、Ｄ６）は、不連続箇所において反射した反射波（Ｄ１〜Ｄ３）と比べて信号強度が強いため、観測範囲を容易に限定することができる。
【００５４】
なお、反射率を大きくし過ぎると、炉内側端部において反射することにより生じる反射波の信号強度と、不連続箇所において反射した反射波の信号強度との差が少なくなり、これらを識別することが難しくなるので好ましくない。また、反射率を小さくし過ぎると、不連続箇所において反射した反射波の信号強度が全体的に非常に弱くなり、反射波を観測することが難しくなるので好ましくない。
【００５５】
具体的には、不連続箇所における反射率を０．２５、透過率を０．７５とした場合に、入射する音波の信号強度をαとすると、図３における反射波Ｄ１の信号強度は０．２５α（計算式：α×０．２５）、反射波Ｄ２の信号強度は約０．１４α（計算式：α×０．７５×０．２５×０．７５）、反射波Ｄ３の信号強度は約０．０７９α（計算式：α×０．７５×０．７５×０．２５×０．７５×０．７５）、反射波Ｄ４の信号強度は約０．１８α（計算式：α×０．７５×０．７５×０．７５×１×０．７５×０．７５×０．７５）である。
【００５６】
これに対して、不連続箇所Ｃ２、不連続箇所Ｃ１、不連続箇所Ｃ２の順に３回反射するパルス波状の反射波の信号強度は約０．００８９α（計算式：α×０．７５×０．２５×０．２５×０．２５×０．７５）なので、信号強度の強弱を利用すれば十分に識別が可能であることがわかる。
【００５７】
また、図５における反射波Ｄ５の信号強度は約０．３２α（計算式：α×０．７５×０．７５×１×０．７５×０．７５）、図７における反射波Ｄ６の信号強度は約０．５６α（計算式：α×０．７５×１×０．７５）であり、上記反射波Ｄ１の信号強度（約０．２５α、図３、５、７において同値）、上記反射波Ｄ２の信号強度（約０．１４α、図３、５、７において同値）、上記反射波Ｄ３の信号強度（約０．０７９α、図３、５において同値）と比べて十分に強いことがわかる。
【００５８】
一方、不連続箇所における反射率を０．０５、透過率を０．９５とした場合に、入射する音波の信号強度をαとすると、図３における反射波Ｄ１の信号強度は０．０５α（計算式：α×０．０５）、反射波Ｄ２の信号強度は約０．０４５α（計算式：α×０．９５×０．０５×０．９５）、反射波Ｄ３の信号強度は約０．０４１α（計算式：α×０．９５×０．９５×０．０５×０．９５×０．９５）、反射波Ｄ４の信号強度は約０．７４α（計算式：α×０．９５×０．９５×０．９５×１×０．９５×０．９５×０．９５）である。
【００５９】
これに対して、不連続箇所Ｃ２、不連続箇所Ｃ１、不連続箇所Ｃ２の順に３回反射するパルス波状の反射波の信号強度は約０．０００１１α（計算式：α×０．９５×０．０５×０．０５×０．０５×０．９５）なので、信号強度の強弱を利用すれば十分に識別が可能であることがわかる。
【００６０】
また、図５における反射波Ｄ５の信号強度は約０．７７α（計算式：α×０．９５×０．９５×１×０．９５×０．９５）、図７における反射波Ｄ６の信号強度は約０．９０α（計算式：α×０．９５×１×０．９５）であり、上記反射波Ｄ１の信号強度（約０．０５α、図３、５、７において同値）、上記反射波Ｄ２の信号強度（約０．０４５α、図３、５、７において同値）、上記反射波Ｄ３の信号強度（約０．０４１α、図３、５において同値）と比べて十分に強いことがわかる。
【００６１】
以下に、不連続箇所における反射率の適正値及び適正範囲について検討する。
図８は、全ての不連続箇所における反射率を一定とした場合に、各不連続箇所における１回反射したパルス波状の反射波の信号強度を示すグラフである。図８においては、反射率をそれぞれ０．０５、０．１、０．１２５、０．１５、０．１７５、０．２、０．２５に設定した７つのグラフを記載している。また不連続箇所の番号が小さいほど. 炉外側端部Ｃ０に近いものとする。図８によれば、炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射波の信号強度が弱くなること、及び、反射率が高いほど信号強度の変動量が大きいことがわかる。
【００６２】
図８に示したような反射波の信号強度の変動量を小さくすることを考える。図８によれば、炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射波の信号強度が弱くなるので、逆に炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射率を高くすることにより、信号強度の変動量を小さく抑えることができる。
【００６３】
図９は、各不連続箇所において１回反射したパルス波状の反射波の信号強度が同じ強さになるように、炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射率を高くした際の、各不連続箇所における反射率を示すグラフである。図９においては、入射する音波の信号強度をαとした場合に、反射波の信号強度をそれぞれ０．０５α、０．１α、０．１２５α、０．１５α、０．１７５α、０．２α、０．２５αに設定した７つのグラフを記載している。また不連続箇所の番号が小さいほど. 炉外側端部Ｃ０に近いものとする。
【００６４】
図９によれば、反射波の信号強度を大きく設定するほど、設置できる不連続箇所が少なくなる傾向があって制約を受けることがある。具体的には、反射波の信号強度を０．２５αに設定すると、不連続箇所を２箇所設けることができ、反射波の信号強度を０．２α及び０．１７５αに設定すると、不連続箇所を３箇所設けることができ、反射波の信号強度を０．１５α及び０．１２５αに設定すると、不連続箇所を４箇所設けることができ、反射波の信号強度を０．１α及び０．０５αに設定すると、不連続箇所を５箇所設けることができる。
【００６５】
図８、図９を見比べると、不連続箇所における反射率には適正値及び適正範囲があることがわかる。
全ての不連続箇所における反射率を一定とする場合には、設計や製造が比較的容易となるという利点があり、反射率は、図８より０．０５〜０．２５の範囲で設定可能であることがわかるが、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。
【００６６】
一方、炉外側端部Ｃ０から遠い不連続箇所ほど反射率を高くする場合には、反射率は、図９より０．０５〜０．７５の範囲で設定可能であることがわかるが、０．０５以上、０．１５以下の範囲内であることが好ましい。なお、ここで必ずしも各不連続箇所において１回反射したパルス波状の反射波の信号強度が同じ強さになるようにしなくてもよい。
【００６７】
以上のように本発明に係る測定装置においては、伝搬物体に不連続箇所（図２、４、６中の不連続箇所Ｃ１〜Ｃ３)を設けて、いずれかの不連続箇所において反射することにより生じる反射波（図３、５、７中の反射波Ｄ１〜Ｄ３）と、炉内側端部において反射することにより生じる反射波（図３中の反射波Ｄ４、図５中の反射波Ｄ５、図７中の反射波Ｄ６）とを比較して、これらの時間差を算出するので、比較対象が同一の入力波に基づく反射波同士であり、双方の波形等が酷似しているため、これらの時間差を容易且つ正確に算出することができる。一方従来のように不連続箇所を設けない測定装置においては、不連続箇所において反射することにより生じる反射波（図３、５、７中の反射波Ｄ１〜Ｄ３に相当）がないので、入力波を発信したタイミングと、炉内側端部において反射することにより生じる反射波（図３中の反射波Ｄ４、図５中の反射波Ｄ５、図７中の反射波Ｄ６に相当）を受信したタイミングとを比較することになり、比較対象が異なる形態であるため、これらの時間差を正確に算出することは困難である。
【００６８】
また測定に音波を用いる場合には、上述したように温度に対する依存性が大きいため、温度に応じて補正を行うことが好ましい。そこで、本願に係る測定装置において、不連続箇所間（図２、４、６中のＣ１〜Ｃ２間及びＣ２〜Ｃ３間）の反射波の時間差を容易且つ正確に算出することができるので、複数の不連続箇所図２、４、６中の不連続箇所Ｃ１〜Ｃ３)の位置を予め記憶しておけば、該時間差と不連続箇所間の距離から伝播速度を正確に求めることができ、該伝播速度を温度に換算することもできる。さらに該伝播速度や換算した温度に基づいて、炉内側端部周辺の伝播速度や温度を推定し、これを用いて上記基準位置とした不連続箇所と炉内側端部との距離を、温度に応じて正確に算出することができる。
【００６９】
なお、伝搬物体１０ｂの形状は、図２に示すような各不連続箇所毎に段々直径が小さくなる形状に限られず、音響的に不連続となるような不連続箇所を少なくとも１個設けていれば、如何なる形状であってもよい。
図１０（ａ）、（ｂ）は、測定に音波を用いる場合の伝搬物体１０ｂの形状の他の例を示す炉壁の断面図である。なお図１０（ａ）、（ｂ）において、図２の断面図と同様の効果を及ぼす構成に同一番号を付している。図１０（ａ）は、太い円柱と細い円柱を交互に配列した形状であり、図１０（ｂ）は不連続箇所に溝を設けた形状である。伝搬物体１０ｂの太さが炉壁の厚さ方向に応じて変化する箇所では音波の反射が起こるので、図１０（ａ）、（ｂ）のような形状でも、各不連続箇所で反射が起こる。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１の測定装置における音波の代わりに、電磁波や光を用いる場合について説明する。
以下に、電磁波や光を用いる場合に、耐火物１０ａ中に埋設されている伝搬物体１０ｂの形態の具体例を示すが、本発明の適用範囲を制限するものではない。
電磁波や光を用いる場合には、伝搬物体１０ｂに同軸ケーブル、マイクロストリップライン伝送路、光ファイバケーブルなどを用いるとよい。
【００７１】
図１１は、伝搬物体として電磁波の伝送に適した同軸ケーブルを用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。なお図１１において、図２の断面図と同様の効果を及ぼす構成に同一番号を付している。図１１に示すように、同軸ケーブル２０の中心を通る内部導体２１の径を、不連続箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３毎に変えている。同軸ケーブル２０の特性インピーダンスは内部導体２１の外径と外部導体２２の内径との比と、これらの導体間にある物体２３の誘電率とにより決まる。よって、図１１に示したような同軸ケーブルは特性インピーダンスが不連続箇所毎に変化する。特性インピーダンスが急激に変化する箇所では電磁波の反射が起こるので、各不連続箇所で反射が起こることになる。
【００７２】
図１２は、伝搬物体として高周波の伝送に適したマイクロストリップライン伝送路を用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。なお図１２において、図２の断面図と同様の効果を及ぼす構成に同一番号を付している。図１２に示すように、マイクロストリップライン伝送路３０は、誘導体基板３１の片面に細幅金属の伝送路３２が設けられ、他面全面に金属板が貼られ（図示せず）、伝送路３２の幅を不連続箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３毎に変えている。マイクロストリップライン伝送路３０の特性インピーダンスは誘導体基板３１の厚みと、誘導体基板３１の誘電率と、伝送路３２の幅とにより決まる。よって、図１２に示したようなマイクロストリップライン伝送路３０は特性インピーダンスが不連続箇所毎に変化する。特性インピーダンスが急激に変化する箇所では電磁波の反射が起こるので、各不連続箇所で反射が起こることになる。
【００７３】
図１３は、伝搬物体として光の伝送に適した光ファイバケーブルを用いた場合の形状を示す炉壁の断面図である。なお図１３において、図２の断面図と同様の効果を及ぼす構成に同一番号を付している。図１３に示すように、光ファイバケーブル４０は、光ファイバケーブルに、不連続箇所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３毎に、溝を付けている。溝では、光の進行が妨げられて反射が起こる。なお、光ファイバケーブルは専業メーカで専用の装置を用いて製造されるので、特殊な形状のものを入手することが難しい。そこで市販されている通常の光ファイバケーブルに、後加工で溝を付けることとし、溝から破損することを避けるために、浅く鋭角のない溝とすることが好ましい。
【００７４】
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１の測定装置における伝搬物体１０ｂ中の不連続箇所の１つを耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させる。観測部１２は、この不連続箇所を基準位置とし、基準位置において反射することにより生じるパルス波状の反射波と、炉内側端部において反射することにより生じるパルス波状の反射波との時間差を算出する。
【００７５】
図１４は、耐火物１０ａ中に埋設されている伝搬物体１０ｂの形態を示す炉壁の断面図である。ここでは説明の簡略化のために不連続箇所を１個とし、この１個を耐火物の限界厚みに相当する位置に一致させている。なお図１４において、図２の断面図と同一の構成には同一番号を付す。
【００７６】
実施形態３では、図１４に示すように、伝搬物体１０ｂは１つの不連続箇所Ｃ７を有し、炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ４とを有する。ここで炉内側端部Ｃ４の位置を耐火物内壁Ａ２の位置に一致させており、使用するうちに耐火物内壁Ａ２が溶損すると一緒に伝搬物体１０ｂも溶損し、炉内側端部Ｃ４の位置と耐火物内壁Ａ２の位置とが常に一致する。
【００７７】
図１５は、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフである。なお図１５において、図３のグラフと同一の構成には同一番号を付す。
観測部１２により、図１５に示すような２つのパルス波状の反射波Ｄ７、Ｄ４が順次観測される。ここで、反射波Ｄ７は入射した音波が不連続箇所Ｃ７において反射することにより生じたものであり、反射波Ｄ４は入射した音波が炉内側端部Ｃ４において反射することにより生じたものである。
【００７８】
図１６は、使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が半分程度に薄くなった状態における、伝搬物体１０ｂの形態を示す炉壁の断面図である。なお図１６において、図６の断面図と同一の構成には同一番号を付す。
図１６に示すように、伝搬物体１０ｂは不連続箇所Ｃ７が残存し、さらに炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ６とを有する。ここで炉内側端部Ｃ６は、耐火物内壁が半分程度溶損して耐火物内壁Ａ４となった際に、一緒に伝搬物体１０ｂが溶損して短くなった状態における先端部分である。
【００７９】
図１７は、図１６のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフである。なお図１７において、図７のグラフと同一の構成には同一番号を付す。
観測部１２により、図１７に示すような２つのパルス波状の反射波Ｄ７、Ｄ６が順次観測される。ここで、反射波Ｄ６は入射した音波が炉内側端部Ｃ６において反射することにより生じたものである。
【００８０】
伝搬物体１０ｂが短くなった分だけ、反射波Ｄ６は反射波Ｄ４よりも短い時間で観測される。
ここで、２つのパルス波状の反射波Ｄ７、Ｄ６が順次観測され、反射波Ｄ７と反射波Ｄ４との時間差が零になるまでは不連続箇所Ｃ７が残存していることが明確にわかるので、使用限界を超えることなく安心して炉を使用することができる。
【００８１】
図１８は、使用するうちに耐火物内壁が溶損し耐火物が不連続箇所Ｃ７まで薄くなった状態における、伝搬物体１０ｂの形態を示す炉壁の断面図である。なお図１８において、図２の断面図と同一の構成には同一番号を付す。
図１８に示すように、伝搬物体１０ｂは不連続箇所Ｃ７まで薄くなり、さらに炉外側端部Ｃ０と炉内側端部Ｃ８とを有する。ここで炉内側端部Ｃ８は、耐火物内壁が不連続箇所Ｃ７まで溶損して耐火物内壁Ａ８となった際に、一緒に伝搬物体１０ｂが溶損して短くなった状態における先端部分である。
【００８２】
図１９は、図１８のように耐火物が薄くなった状態において、炉外側端部Ｃ０からパルス波状の音波を入射した際に、炉外側端部Ｃ０において観測される反射波の概要を示すグラフである。なお図１９において、図３のグラフと同一の構成には同一番号を付す。
観測部１２により、図１９示すような１つのパルス波状の反射波Ｄ８が観測される。ここで、反射波Ｄ８は入射した音波が炉内側端部Ｃ８において反射することにより生じたものである。
【００８３】
観測部１２は、さらに、反射波Ｄ７と反射波Ｄ４との時間差が零になったときに、トリガ信号を出力することが好ましい。１つのパルス波状の反射波Ｄ８が観測され、該時間差が零になったときには不連続箇所Ｃ７まで伝搬物体１０ｂが薄くなり、耐火物が使用限界に達したことが明確にわかるので、出力されたトリガ信号に基づいて補修を行うことができる。
ここで、測定に音波を用いる場合と、測定に電磁波や光を用いる場合では、それぞれに違った特徴があるため、それぞれに適した使用方法がある。
【００８４】
例えば測定に音波を用いる場合には、伝播速度が比較的遅く（数ｋｍ／秒）、温度に対する依存性が大きい。よって、不連続箇所を狭い間隔で多く設けることが好ましく、また、温度に応じて補正を行うことが好ましい。
例えば測定に電磁波や光を用いる場合には、伝播速度が非常に速く（２０万ｋｍ／秒〜３０万ｋｍ／秒）、温度に対する依存性は小さい。よって、不連続箇所を狭い間隔で多く設けることは好ましくないが、温度に応じて補正を行う必要はない。
【符号の説明】
【００８５】
１    測定装置
１０    炉
１０ａ  耐火物
１０ｂ  伝搬物体
１１    入射部
１２    観測部
２０    同軸ケーブル
２１    内部導体
２２    外部導体
２３    物体
３０    マイクロストリップライン伝送路
３１    誘導体基板
３２    伝送路
４０    光ファイバケーブル
【図１】
2015004661.tif 000003
【図２】
2015004661.tif 000004
【図３】
2015004661.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015004661.tif 000009
【図８】
2015004661.tif 000010
【図９】
2015004661.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015004661.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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