JPH0481679A - 窯炉耐熱レンガ厚測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は窯炉耐熱レンガ厚測定装置、さらに詳しくは
溶けたガラスや金属などを囲む窯炉耐熱レンガ厚を外部
から測定する窯炉耐熱レンガ厚測定装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第５図はカラス溶融炉を示す断面図で、図において（６
）は炉を構成する耐熱レンガ、＜７０）は炉体、（７１
）は溶融したガラス溶液を示す。稼働中における炉体く
７０）内のガラス溶液＜７１）の温度は略１５００°Ｃ
に達し、耐熱レンガ（６）の外壁温度も略５００°Ｃに
達する。高温のガラス溶液（７１）は耐熱レンガ（６）
を激しく浸食し、その結果、耐熱レンガ（６）の厚みは
薄くなり、炉内のカラス溶液（７１）が突然流れ出す事
故が発生する危険性がある。従ってレンガ厚を測定して
これに対処する必要があるが、−度窯炉に火を入れると
長期間連続して使用され、且つ耐熱レンガ（６）が高温
のため適切にレンガ厚を測定する方法がないのか現状で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来では事故が発生する危険性を防止する
ために窯炉の耐熱レンガ厚を測定する必要があったか、
−度窯炉に火を入れると長期間連続して使用され、且つ
耐熱レンガ＜６）が高温のため適切にレンガ厚を測定す
ることができないという問題点があった。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、窯炉の火を消さずに窯炉を稼働させたままで、炉の外
側から耐熱レンガ厚を測定することができる窯炉耐熱レ
ンガ厚測定装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる窯炉耐熱レンガ厚測定装置は、耐熱性
の基板上に送信アンテナ部材と受信アンテナ部材とを互
いに近接させて固定し、その周囲を断熱材で囲った送受
信空中線部と、同軸ケーブルまたは導波路を内蔵する所
定長の取手棒とを備えることとしたものである。

［作用］ この発明の窯炉耐熱レンガ厚測定装置においては、耐熱
性の基板上に送信アンテナ部材と受信アンテナ部材とを
互いに近接させて固定し、その周囲を断熱材で囲った送
受信空中線部と、同軸ケーブルまたは導波路を内蔵する
所定長の取手棒とを備えることにより、耐熱性の基板お
よび周囲の断熱材が送受信アンテナ部材を熱から保護す
るとともに、送信アンテナ部材から基板面に略垂直に放
射したマイクロ波は窯炉内のレン力壁と溶液または高温
燃焼カス、空気などとの境界面で反射して受信アンテナ
部材に略垂直に入射し、この受信信号を検波、増幅して
送信トリガ信号との時間差を測定することにより、窯炉
耐熱レンガ厚を測定することができ、測定者およびマイ
クロ波送受信回路を取手棒の長さたけ炉の壁面から離す
ことか可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第１
図、第２図はそれぞれこの発明の一実施例である窯炉耐
熱レンガ厚測定装置の構成を示す図で、第１図は測定部
の構造を示す図、第２図は本体表示部を示すブロック図
であり、第１図に示す測定部と第２図に示す本体表示部
とは、コネクタ（４１）、　（４２）を介してケーブル
（４）で接続されている。

第１図の測定部において、り１）は送受信空中線（アン
テナ）部、り２）は取手棒、＜３）は送受信回路部を示
す。送受信空中線部（１）において、（１１）は例えば
セラミックファイバーのような断熱材であり、送受信空
中線部（１）の全体を包んでいる。

この断熱材（１１）は炉の外壁やその周囲からの高熱を
遮断して送受信空中線部（１）を保護している。

（１２）は例えばセラミック板のような耐熱性の基板で
、ここに送信アン、テナエレメント（１３）と受信アン
テナエレメント（１４）とがエツチングされている。

（１５）、　（１６）は電波吸収体であって、送受信空
中線部（１）の正面以外の不要電波を吸収する。（１７
）は送受信空中線部筐体、（１８）はシールド板、（１
９）（２０）はそれぞれアンテナシールド部材で、これ
らは送受信アンテナ部材間のクロストークを少なくする
役割を持つ。

取手棒（２）において、り２１）は例えば同軸ケーブル
からなる送信ケーブル、＜２２）は同じく受信ケーブル
、（２３）は送受信ケーブル間のクロストークを少なく
するためのシールド材、（２４）は耐熱性のボンディン
グ材である。

なお、送受信アンテナ部材（１３）、　（１４）の代わ
りにホーン形アンテナを用い、同軸ケーブルの代わりに
導波路を設けても良い。

送受信回路部（３）において、（３１）は送信回路てあ
り、第２図に示す本体表示部から送られる同期信号ｔに
同期して所定時間幅のマイクロ波信号ａを発生する。（
３２）は受信回路てあり、受信アンテナエレメント（１
４）から受信したマイクロ波信号を局部発信信号（図示
せず）と混合して中間周波信号すに変換する。＜３３）
は送受信回路のタロストークを少なくするためのシール
ド板である。

なお、送受信回路部（３）は本来なら送受信空中線部（
１〉に組込むのが理想であるか、この実施例では取手棒
（２）を介してレン力表面より距離をおくこととし、高
温で長時間の使用にも耐えるような構成としている。

また、より操作性を向上させるために、取手棒（２）と
送受信回路部＜３）を切り離し、高周波同軸ケーブルで
接続させることも考えられる。

第２図の本体表示部において、（５１）は同期信号発生
回路、（５２）は中間周波増幅回路、（５３）は検波回
路、＜５４）は映像増幅回路、（５５）は波形整形回路
、（５６）はクロック信号発生回路、（５７）はカウン
タ回路、（５８）はラッチ回路、（５９）はＣＰＵ、（
６０）はメモリ、（６１）はデイスプレィ（ＤＩＳＰ）
である。

なおデイスプレィ（６１）は、例えばシンクロスコープ
のようにしても使用てき、同期信号ｔでトリガした時間
軸上で映像増幅回路（５４）からのパルス信号を輝線信
号としても見ることができ、レンガ厚が薄いと反射時間
か短くなるため、後述のＣＰＵ処理かできない場合に有
効となる。

次に動作について説明する。第３図は第１図および第２
図の回路の動作タイミングを示すタイムチャート図であ
り、第３図に示すようにＣＰ　Ｕ　（５９）がトリガ信
号ｄを出力することにより、同期信号発生回路（５２）
が同期信号ｔ（図示せず）およびゲート信号ｆを同時に
発生させ、送信回路（３１）か同期信号ｔに同期して送
信信号ａを発生し、該送信信号ａは送信ケーブル（２１
）を介して送信アンテナエレメント（１３）に至り、こ
こからマイクロ波か放射される。

放射されたマイクロ波は、断熱材（１１）、レンガ（６
）を通って炉体く７０）内の高温燃焼ガス、空気あるい
は溶液で反射され、再び断熱材（１１）を通って受信ア
ンテナエレメント（１４）で受信される。この受信信号
は受信ケーブル〈２３）を介し受信回路（３２）に至り
、ここで中間周波信号すに変換され、中間周波増幅回路
（５２）へ送られる。

ところで、第４図に示すようにレンガ（６）の厚さＤは
、 Ｄ＝□・ＶＴ（ｃｍ）となり、 く但し、Ｔ：送信アンテナからの電波がレンガの裏側で
反射して受信アンテナに戻る時間、■−レンガ中を電波
が伝わる速度） レンガの比誘電率をεとすれば、 反射時間Ｔを測定すれば、レンガ（６）の厚さＤか解る
。

中間周波信号すは中間周波増幅回路（５２）で増幅され
、検波回路（５３）で検波され、映像増幅回路（５４）
で増幅される。そして、この映像増幅された信号は波形
整形回路（５５）で波形整形されて波形整形信号Ｃとな
る。

一方、カウンタ回路（５７）はゲート信号ｆの間だけク
ロック信号ｅをカウントアツプしており、ラッチ回路（
５８）はカウンタ回路（５７〉のカウント信号ｇを波形
整形信号Ｃのリーディングエツジでラッチする。従って
ラッチ回路（５８）が保持するデータｈは反射時間Ｔに
相当するデータとなる。

ＣＰ　Ｕ　（５９）はサンプリング信号ｉのタイミング
でラッチ回路（５８）のデータｈを取り込み、メモリ（
６０）に順次ストアする。

なお断熱材（１１）の厚さは、レンガ（６）の厚さに比
べて十分に小さければ無視でき、無視できなければ予め
断熱材り１１）の厚さ分を補正する。

このようにして、第１図に示す測定部を炉の外壁表面で
少しづつずらせ、レンガ厚を測定することにより、各時
点におけるデータｈをメモリ（６０）に蓄え、後でＣＰ
　Ｕ　（５９）で解析して、その結果をデイスプレィ（
６１）に表示する。

なお上記実施例では、カウンタ回路（５７）により反射
時間Ｔを計測することとしたが、例えば映像増幅回路（
５４）の出力信号を順次Ａ／Ｄ変換して得られたデータ
を、予めメモリリサイクルの解っている超高速メモリに
順次記憶させ、メモリ番地とデータの大きさとから反射
時間Ｔを計測することとしても良い。

また上記実施例では、稼働中の炉の耐熱レンガの厚さを
測定しているが、この発明の窯炉耐熱レンガ厚測定装置
によって、通常のレンガ内部の空隙、ひび割れなどの検
出を行い、出荷検査に利用することもできる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、耐熱性の基板上に送信
アンテナ部材と受信アンテナ部材を互いに接近させて固
定し、その周囲を断熱材で囲った送受信空中線部を備え
ることにより、レンガ厚を高熱の稼働状態で表面から測
定でき、同軸ケーブルまたは導波路を内蔵した所定長の
取手棒をマイクロ波送受信回路と送受信空中線部との間
に介在させることにより、高温で長時間の使用にも耐え
る装置とすることかでき、ガラス窯炉、金属窯炉などの
高温炉の保守管理が容易にになる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における測定部の構造を示
す図、第２図はこの発明の一実施例における本体表示部
を示すブロック図、第３図は第１図、第２図に示す回路
の動作タイムチャート図、第４図はレンガの厚さを測定
する原理を説明するための図、第５図は従来のガラス溶
融炉の断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、耐熱性の基板上に送信アンテナ部材と受信アン
   テナ部材とを互いに接近させて固定し、その周囲を断熱
   材で囲った送受信空中線部を備えたことを特徴とする窯
   炉耐熱レンガ厚測定装置。
2. （２）、同軸ケーブルまたは導波路を内蔵した所定長の
   取手棒を備え、該取手棒をマイクロ波送受信回路と送受
   信空中線部との間に介在させたことを特徴とする請求項
   第１項記載の窯炉耐熱レンガ厚測定装置。