(57)【要約】【課題】大電流を供給する電流電極を不要とし、そのため配管に応力集中箇所が生じないようにし、特に高温環境下での安全性・信頼性を高める。【解決手段】配管１０の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイル２０に、交流定電流電源１６から交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流が流れるようにすると共に、該第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を周回した第２の誘導コイル２２に、前記第１の誘導コイルと同じ交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管に誘導電流が流れるようにし、両方の誘導電流によって計測コイル１４に誘導される起電力の差を電圧計測手段１８で計測し、計測した電圧を温度に変換する。【選択図】      図１
2004347340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に存在する導電性流体の温度を、該導電性流体の電気抵抗の温度依存性を利用して計測する方法において、
配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイルに、交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流が流れるようにすると共に、該第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を周回した第２の誘導コイルに、前記第１の誘導コイルと同じ交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管に誘導電流が流れるようにし、両方の誘導電流によって計測コイルに誘導される起電力の差を計測し、計測した電圧を温度に変換することを特徴とする配管内導電性流体の温度計測方法。
【請求項２】
導電性流体の配管の外周に沿って同一周上に誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイルと、該第１の誘導コイルと連続し且つ第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を周回した第２の誘導コイルと、第１及び第２の誘導コイルに交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流を流す交流定電流電源と、第１の誘導コイルの一方の半周巻き誘導用電線に沿って配置された計測用電線及び第２の誘導コイルの半周分の誘導用電線に沿って配置された計測用電線が連続している差動式の計測コイルと、計測コイル両端間に設けた電圧計測手段を具備している配管内導電性流体の温度計測装置。
【請求項３】
配管内に存在する導電性流体の温度を、該導電性流体の電気抵抗の温度依存性を利用して計測する方法において、
配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした誘導コイルに、交流電流を供給することにより電磁誘導によって導電性流体に誘導電流が流れるようにし、配管内部の導電性流体の電気抵抗によって生じる電圧を計測し、計測した電圧を温度に変換することを特徴とする配管内導電性流体の温度計測方法。
【請求項４】
導電性流体の配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした誘導コイルと、該誘導コイルに交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流を流す交流定電流電源と、誘導電流の分流点と合流点に対応した配管の外周面位置にそれぞれ接続した計測用電線と、両計測用電線間に設けた電圧計測手段を具備している配管内導電性流体の温度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内に存在するナトリウムのような導電性流体の温度を、該導電性流体の電気抵抗の温度依存性を利用して計測する方法及び装置に関するものである。更に詳しく述べると本発明は、電磁誘導によって配管及び内部の導電性流体に電流を流すようにした配管内導電性流体の温度計測方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第２９７２７４９号公報
【０００３】
試料の形態にかかわらず、該試料の温度を計測するには、熱電対を用いる方法が一般的である。例えば配管内を流動する液体ナトリウムの温度を計測する場合は、ナトリウムに先端部分が触れるように、配管に設けた貫通孔に熱電対入りの保護管を挿入固定した状態で行っている。しかし、この方法は、保護管の先端部分が常に流動ナトリウム中に曝されるため、保護管の強度が十分確保されるように設計されていたとしても、予期せぬ外力が作用し破損する恐れがある。
【０００４】
そこで、配管内を流動するナトリウムなどの導電性流体の温度を計測する方法として、その電気抵抗の温度依存性を利用する方法が提案された（特許文献１参照）。これは、配管外面に一対の電流電極を対向するように設置し、該電極間に通電することで配管内の導電性流体に通電し、それによって生じる電圧降下による電位差を電圧検出電極により検出し、その検出値から温度を算出する方法である。即ち、導電性流体を流れる電流と電圧から、オームの法則に基づく抵抗値を計算する。
【０００５】
このような電位差法には、導電性流体に直流電流を流す方法と交流電流を流す方法がある。直流電位差法は、原理が簡単で適用が容易であるが、熱起電力が測定値に重畳すること、外部ノイズの影響を受け易いこと、などの問題がある。交流電位差法は、装置が多少複雑になり、表皮効果が現れるなどの問題はあるものの、熱起電力の影響を受けないこと、外部ノイズの影響を除去できること、などの利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし電位差法では、一般に大電流を供給する必要があるので、そのための電流電極は、配管に対して電気抵抗を極力低く抑えることができるように接続されなければならない。特に高温環境下では、配管表面に酸化被膜ができ易いので、電流電極は、通常、溶接によって取り付ることになる。ところが、その溶接部分が材質的・構造的不連続となるため応力集中が生じ易く、そこから亀裂が発生する恐れがある。
【０００７】
また、配管に電流電極を溶接などにより低抵抗の状態で固定しなければならないため、計測場所を変更することは極めて困難である。
【０００８】
本発明の目的は、大電流を供給する電流電極を不要とし、そのため配管に大掛かりな溶接箇所がないために応力集中箇所が生じず、特に高温環境下での安全性・信頼性が著しく向上する配管内導電性流体の温度計測方法及び装置を提供することである。本発明の他の目的は、着脱が可能であり、従って計測場所を容易に変更することができる配管内導電性流体の温度計測方法及び装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電磁誘導によって配管及び内部の導電性流体に電流を流し、その電流の経路内の電気抵抗に起因する電圧を検出することにより、電気抵抗と相関のある導電性流体の温度を計測する技術である。ここで電圧を検出する方法に２つの態様がある。１つは、配管を流れる電流と内部の導電性流体を流れる電流による誘導起電力を差動式の計測コイルを用いて検出する方法（これを「差動コイル法」と称する）であり、他の１つは、配管にスポット溶接などで直接取り付けた細い計測用電線を用いて検出する方法（これを「誘導電位差法」と称する）である。特に差動コイル法は、配管と絶縁された状態で（非接触で）温度計測が可能となる利点がある。
【００１０】
即ち本発明は、配管内に存在する導電性流体の温度を、該導電性流体の電気抵抗の温度依存性を利用して計測する方法において、配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイルに、交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流が流れるようにすると共に、該第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を周回した第２の誘導コイルに、前記第１の誘導コイルと同じ交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管に誘導電流が流れるようにし、両方の誘導電流によって計測コイルに誘導される起電力の差を計測し、計測した電圧を温度に変換することを特徴とする配管内導電性流体の温度計測方法である。これが差動コイル法である。
【００１１】
この差動コイル法を実施するための装置は、導電性流体の配管の外周に沿って同一周上に誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイルと、該第１の誘導コイルと連続し且つ第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を周回した第２の誘導コイルと、第１及び第２の誘導コイルに交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流を流す交流定電流電源と、第１の誘導コイルの一方の半周巻き誘導用電線に沿って配置された計測用電線及び第２の誘導コイルの半周分の誘導用電線に沿って配置された計測用電線が連続している差動式の計測コイルと、計測コイル両端間に設けた電圧計測手段を具備している配管内導電性流体の温度計測装置である。
【００１２】
また本発明は、配管内に存在する導電性流体の温度を、該導電性流体の電気抵抗の温度依存性を利用して計測する方法において、配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした誘導コイルに、交流電流を供給することにより電磁誘導によって導電性流体に誘導電流が流れるようにし、配管内部の導電性流体の電気抵抗によって生じる電圧を計測し、計測した電圧を温度に変換することを特徴とする配管内導電性流体の温度計測方法である。これが誘導電位差法である。
【００１３】
この誘導電位差法を実施するための装置は、導電性流体の配管の外周に沿って同一周上に、誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした誘導コイルと、該誘導コイルに交流電流を供給することにより電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流を流す交流定電流電源と、誘導電流の分流点と合流点に対応した配管の外周面位置にそれぞれ接続した計測用電線と、両計測用電線間に設けた電圧計測手段を具備している配管内導電性流体の温度計測装置である。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明に係る配管内導電性流体の温度計測方法の一例を示す説明図であり、差動コイル法の例である。内部を導電性流体（ここではナトリウム；Ｎａ）が流動する配管１０の外周に誘導コイル１２及び差動式の計測コイル１４を設ける。誘導コイル１２に交流定電流電源１６を接続して交流電流を供給し、計測コイル１４に誘導される起電力の差を電圧計測手段１８によって計測して、計測した電圧を温度に変換する。
【００１５】
誘導コイル１２は、配管１０の外周に沿って同一周上に誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした第１の誘導コイル２０と、該第１の誘導コイルと連続し且つ第１の誘導コイルから離れた配管の外周に沿って誘導用電線を１周巻きした第２の誘導コイル２２とからなる。従って、第１及び第２の誘導コイル２０，２２には同じ交流電流が供給される。第１の誘導コイル２０を流れる交流電流による電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流が流れ、また第２の誘導コイル２２を流れる同じ交流電流による電磁誘導によって配管に誘導電流が流れる。
【００１６】
誘導コイル１２に流れる電流により配管表面に誘導されるある瞬間の電流は、第１の誘導コイル２０の部分と第２の誘導コイル２２の部分とで異なった流れ方をする。第２の誘導コイル２２の部分では、電流がコイルに沿って配管表面を一周して流れる。それに対して第１の誘導コイル２０の部分では、配管を挟んで取り付けた２本の誘導コイルに沿って互いに反対方向の電流が流れるので、電流は１周することができず、途中から配管内のナトリウム中を通る経路で流れる。第１の誘導コイル２０による電流の流れを図２に矢印で示す。図２では、誘導電流は配管下方と配管上方で分流・合流するように、ナトリウム内を上下方向に流れる。
【００１７】
差動式の計測コイル１４は、第１の誘導コイル２０の一方の半周巻き誘導用電線（太線で示す）に沿って配置された第１の計測用電線及び第２の誘導コイル２２の半周分の誘導用電線（太線で示す）に沿って配置された第２の計測用電線が連続している構造であり、その計測コイル１４の両端間に電圧計測手段１８が設けられる。この場合、計測コイル１４は誘導コイル１２に沿って一筆書きしたとき、その方向が同じ方向となる位置に取り付ける。これにより、第１の誘導コイル２０及び第２の誘導コイル２２から計測コイル１４に誘導される起電力は互いに打ち消される。また、計測コイルと平行する部分において、第１及び第２の誘導コイル２０，２２から配管表面に誘導される起電力は両コイルで等しく、第１及び第２の誘導コイル位置の配管内を流れる電流によって計測コイルに誘導される起電力は計測コイルの各辺で差動的に作用するので、計測コイル１４には配管内の電流経路における電気抵抗に依存した電圧が現れる。その電圧から、電気抵抗と相関がある配管内部のナトリウム温度を求めることができる。
【００１８】
差動コイル法の電気的等価回路を図３に示す。各誘導コイルの半周分と配管表面の関係に限定して着目すると、第１の誘導コイル２０の部分と第２の誘導コイル２２の部分とは等しい。しかし、第１の誘導コイル２０の部分による誘導電流は配管内のナトリウム中を流れる（図２参照）ので、それに相当するインピーダンスを付加している。図３において、計測コイルに誘導される起電力Ｅ４  （ベクトル量）は、次のように表すことができる。
【数１】
2004347340.tif 000003
ここで、記号上の「・」はベクトルを表し、ｊ＝√（−１）、ω＝２πｆは周波数ｆの正弦波交流の角周波数であり、第１の誘導コイルと第２の誘導コイルでの配管と計測コイルとの間の相互インダクタンスＭ４  は等しいと仮定している。更に数１に回路条件を加えて整理すると次のようになる。
【数２】
2004347340.tif 000004
ここで、Ｘ＝ωＬは自己インダクタンスＬによるリアクタンスであり、Ｒは抵抗である。なお、添え字はＮがナトリウム中、Ｓが配管表面を表している。
【００１９】
数２において、括弧内の２＋（ＲＮ  ＋ｊＸＮ  ）／（ＲＳ  ＋ｊＸＳ  ）は、定数２に対して温度変化による抵抗変化が極めて小さいので、殆ど定数と見なすことができる。またω２  Ｍ１  Ｍ４  Ｉ１  も電流、周波数及び各コイルの相対的配置が一定であれば定数である。これらのことから、計測コイルに誘導される電圧Ｅ４  の誘導コイルの電流と同相の成分は、配管と配管内ナトリウム中の電流経路における電気抵抗の和に関連付けることが可能である。
【数３】
2004347340.tif 000005
ここでＡは定数である。ＲＮ  はナトリウム温度に依存するので、校正試験によって電圧値とナトリウム温度との関係を数３に基づいて把握しておけば、計測コイルの電圧値から配管内部のナトリウム温度を求めることができる。ただし、ＲＳ  は表面温度に依存するので、表面温度は別途計測する必要がある。実際の校正においては、計測コイルの電圧とナトリウム温度との関係を次の簡略式で求めることができる。
【数４】
2004347340.tif 000006
ここで、ｔＮ  ，ｔＳ  は配管内ナトリウムと配管表面の温度、Ａ，Ｂ，Ｃは定数であり、校正試験によって決定する。以上のように、電気的等価回路に基づく検討から、差動コイル式の電磁誘導温度計測法が可能であることが分かる。
【００２０】
図４は本発明に係る配管内導電性流体の温度計測装置の構成例を示すブロック図である。発振器３０の出力で交流定電流増幅器３２の出力を制御し、該交流定電流増幅器３２の出力電流は端子と出力ケーブルの間に挿入した５０Ａ→５０ｍＶのシャント抵抗３４の電圧降下を電圧計３６で測定して監視しつつ、配管１０に設けた誘導コイル１２に供給する。計測コイル１４に現れた電圧信号は、１：１００の増幅トランス３８で増幅した後、同軸ケーブルで２位相ロックインアンプ４０の入力端子に入力する。またロックインアンプ４０の参照信号は、交流定電流増幅器３２の出力端子から取る。そしてロックインアンプ４０のアナログ信号をデータ収録装置４２で配管表面等の温度データと一緒に計測する。またロックインアンプ４０のアナログ信号はオシロスコープ４４で観測できるようになっている。計測装置の各ブロックは、１台の装置内に組み込むこともできるが、それぞれのブロックに合わせて多数の装置を組み合わせてもよい。
【００２１】
図５は、その信号とデータの流れを示す説明図である。発振部（発振器）は一定周波数の信号を発生する部分であり、電力増幅部（交流定電流増幅器）は発振部の信号に基づいて一定周波数、一定電流の励磁電流を誘導コイルに供給する。計測コイルに誘導された電圧信号（計測信号）は、測定部で増幅し、位相分離した上でＡ／Ｄ変換される。位相分離に必要な参照信号は電力増幅部の出力から分岐して得る。校正を行う場合の計測データは校正部に収録する。収録は何度か繰り返して行い、温度と電圧の相関から校正曲線（校正式）を作成する。この校正式は、通常、数４に示す１次式でよいが、高精度が要求される場合は、多項式の使用、または配管温度をパラメータとして計測を繰り返す等により校正式の精度を上げる。実際に温度を計測する場合の計測データは、比較校正部で校正曲線（校正式）に当てはめて温度に換算する。温度に換算されたデータは、表示・出力部によって表示及び外部装置への出力を行う。
【００２２】
計測結果の一例（周波数：５７０Ｈｚ）を図６に示す。計測対象は、温度が周期的に変動する配管内の液体ナトリウムである。図６において、「Ｎａ中温度」はナトリウム中に熱電対を差し込んで計測した温度、「外面温度」は配管表面に熱電対を取り付けて計測した温度、「電磁誘導」は本発明方法により計測した電圧を「Ｎａ中温度」と「外面温度」を使って校正した温度である。図６の結果から、電磁誘導による校正結果（本発明方法による結果）は、「Ｎａ中温度」とほぼ一致しており、また「外面温度」とは温度変動の位相がずれている。このことから「電磁誘導（により求めた温度）」は、外面温度ではなく、ナトリウム温度を示していることが確認できた。
【００２３】
図７は温度検出部の具体例を示す斜視図であり、パッケージ化した例である。Ａは配管取付前の状態を、Ｂは配管取付後の状態を、それぞれ示している。配管５０の外周を取り囲むような絶縁性円筒体を２つ割り構造として取付ベース５２ａ，５２ｂとする。該取付ベース５２ａ，５２ｂは、断熱材で半円筒状に成形されており、配管の保温材を兼ねている。一方の取付ベース５２ａの内側面には誘導コイルの半分５４ａを設け、他方の取付ベース５２ｂの内側面には誘導コイルの半分５４ｂと計測コイル５６を設ける。これらは、配管を挟むように組み合わせられ、クランプ等で固定される。取付ベース５２ａ，５２ｂを配管５０の外側に施工した後、巻き返しコイル側に出るリード線は交流電源に接続し、もう一方の周回コイル側の誘導用電線はリード線５８で相互に接続する。なお、取付ベース５２ｂには配管の表面温度計測用の熱電対６０も取り付ける。
【００２４】
図８は、本発明に係る配管内導電性流体の温度計測方法の他の例を示す説明図であり、誘導電位差法の例である。内部をナトリウムが流動する配管８０の外周に誘導コイル８２を設け、配管外面に計測用電線８４を直接接続する。誘導コイルは前記実施例の第１の誘導コイルと同様の構造でよい。即ち、誘導コイル８２は、配管８０の外周に沿って同一周上に誘導用電線を半周ずつ巻き互いに逆回りに同じ電流が流れるようにした構造であり、交流定電流電源８４により交流電流が供給される。誘導コイル８２を流れる交流電流による電磁誘導によって配管及び導電性流体に誘導電流が流れる。誘導コイル８２を流れるある瞬間の電流は、配管８０を挟んで取り付けた２本の誘導コイルに沿って互いに反対方向に流れるので、電流は１周することができない。このため誘導電流は、矢印で示すように、途中から配管内のナトリウム中を通る経路で流れる。図８では、誘導電流は配管下方と配管上方で分流・合流するように、ナトリウム内を上下方向に流れる。計測用電線８４は、誘導コイルが対向する位置（誘導電流の分流・合流点に対応した位置）の配管表面に圧着やスポット溶接などによって取り付ける。誘導コイル８２に交流電流を供給し、計測用電線８４間の電圧を電圧計測手段８８で計測して、それを温度に変換する。図９に、その電気的等価回路を示す。
【００２５】
計測用電線に現れる電圧と配管内の抵抗の関係は、次のようになる。
【数５】
2004347340.tif 000007
数５において、ＥＮ  の抵抗と同相の成分ＥＮＲは、配管内ナトリウムの抵抗ＲＮ  の関数として表すことができ、その電圧からナトリウム温度を求めることが可能である。ステンレス鋼製の配管内のナトリウム温度を計測する場合は、簡略化して次のようにナトリウム温度ｔＮ  を求めることが可能である。
【数６】
2004347340.tif 000008
数６におけるＡ，Ｂは定数であり、校正において行う最小二乗法の未定係数となる。
【００２６】
以上のことから分かるように、誘導電位差式温度計測方法は、計測値から直接ナトリウム温度を計算できるという利点があり、前述の差動コイル式よりも簡便な温度計測方法である。但し、誘導電位差式温度計測方法は、計測用電線を圧着やスポット溶接等によって配管に取り付ける必要があるので、非接触での配管内ナトリウム温度の計測は行えない。しかし、計測用電線には殆ど電流が流れないので細い電線を使用することができ、計測用電線の接続にスポット溶接を使用したとしても、配管の強度に与える影響は無視できる程度である。
【００２７】
ところで本発明において、差動コイル法では、計測コイルが差動コイルとなっているので、誘導コイル相互の影響は相殺されるが、配管内を流れる電流には若干の影響が考えられる。このため、第１の誘導コイルと第２の誘導コイルの軸方向離間距離は、お互いのコイルによる電磁的影響が及ばないような距離にすることが望ましい。温度計測の精度にも関係するが、実用上の目安としては、誘導コイルと配管表面との距離に対する誘導用電線相互の離隔距離を数十倍以上とすることである。また、誘導コイルを巻き返すときに電線が空中を通るが、配管に近づきすぎると配管に直接巻いた誘導用電線による誘導電流を打ち消してしまう。従って、これもお互いに影響を与えない程度の離隔距離が必要である。試作品では、どちらも配管直径に相当する離隔距離をとっている。なお、離隔距離が大きい場合は特に問題はないが、それそれのコイル位置での配管温度に差があると誤差の原因になる。
【００２８】
誘導コイルに供給する交流電流の周波数は、配管内の交流電流の表皮効果と誘導起電力によって制限を受ける。配管中心付近に電流を流すためには、表皮効果が小さい低周波の方が有利である。他方、電磁誘導によって配管に誘導される起電力は周波数が高い方が有利である。差動コイル法では、計測コイルに十分な誘導起電力を発生させる必要があることから、少し高めの周波数を設定する必要がある。配管内の流れが乱流で、配管内の温度が比較的均一であり、配管の肉厚が薄い場合には、１ｋＨｚ以上の周波数まで使用できる。実用上は数百Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度が望ましい。試作品によって、外径７６ｍｍ、肉厚４．７ｍｍのステンレス鋼配管内のナトリウム温度を計測した結果、１．３ｋＨｚでもナトリウムの温度変化に対応する電圧を計測することができた。誘導電位差法の場合は、配管内の電気抵抗による電圧降下を計測線で直接計測するので、比較的低い周波数（数十〜数百Ｈｚ）で使用することができる。
【００２９】
配管中のナトリウム温度を計測するための誘導コイル及び計測コイル、計測用電線には、高温大気中で使用しても溶融、酸化、劣化（著しい抵抗変化など）が生じない材質であれば、任意の電線が使用可能である。例えばセラミックス長繊維あるいはシリカ長繊維で被覆したニッケル線、ステンレス鋼線、あるいは丹銅（黄銅）線などの金属線が有用である。
【００３０】
上記の実施例では、１筆書きのルートを１回たどるように誘導コイルを設けているが、小電流で大きな誘導電流を得る必要がある場合には、同じルートで複数回たどるように誘導コイルを設けてもよい。それらにおいて使用上の違いは生じない。また、計測コイルについても、巻き回数を多くすることで検出感度を上げることができる。
【００３１】
誘導コイルと計測コイルは、配管に対して絶縁されている必要はないが、配管と導通している箇所が２箇所以上の場合は、配管を通る電流経路ができるので、計測誤差が大きくなり、最悪の場合は計測できなくなる。配管と電線及び電線相互が完全に絶縁されていれば、問題が発生することはない。電線には、薄い被覆の絶縁電線を使うのが好ましい。
【００３２】
上記の実施例では誘導コイルは、配管を挟んで２本の電線を対向させた配置としている。誘導電流路を規制し計測精度を上げるためには、そのような構成が好ましいが、計測コイルを沿わせた側のコイルだけでも差動コイル式温度計測法として機能する。その場合、第１の誘導コイルと計測コイルの長さは、計測対象に合わせてその距離を任意に変更してもよい。また、誘導電位差式温度計測法においても、同様に片側だけで機能させることができる。
【００３３】
本発明により温度を計測する対象は、ナトリウムに限らず、導電性を有し電気抵抗が温度依存性を有する流体であればよい。原理的には、導電性を有し電気抵抗が温度依存性を有する物質に適用可能である。但し、計測対象に適合したコイルや電源装置などを用いることになる。
【００３４】
ところで、従来、交流電流を用いた厚肉配管などの内部の非破壊検査は、表皮効果により電流が試料の表面に集中するため困難である。本発明方法のように誘導電流が試料を横切るように誘導コイルを配置すると、非破壊検査を行いやすくなる。従って、本発明のような誘導コイルにより誘導電流を流す方法は、非破壊検査にも応用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記のように、電磁誘導によって配管及び内部の導電性流体に電流を流すようにした配管内導電性流体の温度計測方法及び装置であるので、大電流を供給する電流電極が不要となり、そのため配管に大掛かりな溶接箇所がないために配管に応力集中箇所が生じず、特に高温環境下での安全性・信頼性が著しく向上する。
【００３６】
差動コイル式では非接触検査とすることができるので着脱が可能であり、計測用電線を配管に接続する必要がある誘導電位差法に比べて計測場所の移動が容易で高速検査が可能である。また、コイル等の絶縁材料を耐熱性とすれば高温環境下での検査にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る配管内導電性流体の温度計測方法の一実施例を示す説明図。
【図２】その電流の流れを示す説明図。
【図３】その電気的等価回路図。
【図４】その装置構成例を示すブロック図。
【図５】その信号とデータの流れを示す説明図。
【図６】それによる計測結果の一例を示すグラフ。
【図７】温度検出部の具体例を示す斜視図。
【図８】本発明に係る配管内導電性流体の温度計測方法の他の実施例の説明図。
【図９】その電気的等価回路図。
【符号の説明】
１０  配管
１２  誘導コイル
１４  計測コイル
１６  交流定電流電源
１８  電圧計測手段
２０  第１の誘導コイル
２２  第２の誘導コイル
【図１】
2004347340.tif 000009
【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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