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JP5728764B2 - Impedance measurement sensor and impedance measurement device - Google Patents
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JP5728764B2 - Impedance measurement sensor and impedance measurement device - Google Patents

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Description

本発明はインピーダンス計測センサおよびインピーダンス計測装置に関し、特に多数のロッド状部材を集合させた、例えば原子炉内の燃料被覆管である各ロッド状部材の間を流通する流体を測定対象とする場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to an impedance measurement sensor and an impedance measurement device, and more particularly to a case in which a large number of rod-shaped members are collected, for example, a fluid flowing between rod-shaped members that are fuel cladding tubes in a nuclear reactor. It is useful to apply.

原子炉の燃料棒被覆管の間を流れる冷却水の状況を把握することは原子炉の熱設計上肝要である。かかる熱設計を最適に行うためには前記冷却水の状態(気液の存在率等)や挙動(流速、流れ方向)を的確に把握することが前提となる。前記冷却水の状態(気液の存在率等)や挙動(流速、流れ方向)を的確に把握するには、冷却水の流れ方向(燃料棒被覆間の軸方向)に直交する断面内のなるべく多くの点における情報を収集する必要がある。   Understanding the status of cooling water flowing between the fuel rod cladding tubes of a nuclear reactor is essential for the thermal design of the nuclear reactor. In order to optimally perform such a thermal design, it is premised that the state of the cooling water (the existence ratio of gas and liquid) and the behavior (flow velocity, flow direction) are accurately grasped. In order to accurately grasp the state of the cooling water (gas / liquid abundance, etc.) and behavior (flow velocity, flow direction), as much as possible in the cross section perpendicular to the flow direction of the cooling water (axial direction between the fuel rod covers) There is a need to collect information in many ways.

ところが前述の如き断面内の多点における流体の状態等を的確に計測する計測装置は存在しない。   However, there is no measuring device for accurately measuring the fluid state at multiple points in the cross section as described above.

なお、管路を流れる流体の断面内の多点におけ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ためのセンサとして非特許文献1に示すようなワイヤメッシュセンサが知られている。かかるワイヤメッシュセンサは、図13(a)に示すように、流体が流れる管路1の軸方向において所定の距離を隔てて交叉させるとともに、図13(b)に示すように管路1の断面内で正方格子状に配設された第1のワイヤ電極2および第2のワイヤ電極3を有しており、第1のワイヤ電極2を励起電極および第2のワイヤ電極3を計測電極とするインピーダンスセンサである。ワイヤ同士は近接しているが、接触はしていない。以下は便宜的に交点という。   A wire mesh sensor as shown in Non-Patent Document 1 is known as a sensor for obtaining time-series information of the amount of liquid and gas in a gas-liquid two-phase flow at multiple points in the cross section of the fluid flowing through the pipeline. It has been. As shown in FIG. 13 (a), the wire mesh sensor crosses over a predetermined distance in the axial direction of the pipe 1 through which the fluid flows, and also shows a cross section of the pipe 1 as shown in FIG. 13 (b). The first wire electrode 2 and the second wire electrode 3 are arranged in a square lattice pattern in the inside, and the first wire electrode 2 is used as an excitation electrode and the second wire electrode 3 is used as a measurement electrode. It is an impedance sensor. The wires are close together but not in contact. The following are called intersections for convenience.

かかるワイヤメッシュセンサを有するインピーダンス計測センサは、図14に示すように、第1のワイヤ電極2で形成する入力線にはスイッチS1、S2,S3,S4により一列目から順に励起パルスPIが印加される。ここで、励起パルスPIは電源4から切替スイッチSPを介して供給される。   In an impedance measuring sensor having such a wire mesh sensor, as shown in FIG. 14, an excitation pulse PI is sequentially applied to the input line formed by the first wire electrode 2 by switches S1, S2, S3 and S4 from the first row. The Here, the excitation pulse PI is supplied from the power supply 4 via the changeover switch SP.

上述の如き励起パルスPIの印加に伴い、第1のワイヤ電極2および第2のワイヤ電極3の交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])におけるインピーダンスは、各交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])を短絡する流体の状態に応じて変化する。この結果、第2のワイヤ電極3で形成する出力線には各交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])のインピーダンスを反映した計測信号PO1、PO2、PO3、PO4が各行毎に出力される。いま、スイッチS4を閉にすることによってスイッチS4に接続された第1のワイヤ電極2に励起パルスPIが印加された場合を考える。この場合において、交点[24]に気泡5が存在する一方、他の交点[14],[34],[44]近傍が液体で満たされていると、交点[24]におけるインピーダンスが、他の交点[14],[34],[44]におけるインピーダンスよりも小さくなるので、この交点[24]に対応する第2のワイヤ電極3を介して得られる計測信号PO2は他の計測信号PO1,PO3,PO4よりも低いインピーダンスとして検出される。すなわち、計測信号PO1、PO3、PO4の平均レベルは交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])における気液二相流における液体(例えば水)と気体(気泡5)の存在量を反映したものとなる。この結果、計測信号PO1〜PO4を演算処理部6で処理することにより各交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])における、例えば気液二相流における気液の割合等、所望の物質の存在量を演算により計測することができる。   Accompanying the application of the excitation pulse PI as described above, the intersection ([11], [21], [31], [41]) of the first wire electrode 2 and the second wire electrode 3 ([14] , [24], [34], [44]), the impedance at each intersection ([11], [21], [31], [41])... ([14], [24], [34 ] And [44]) vary depending on the state of the fluid that is short-circuited. As a result, each intersection ([11], [21], [31], [41]) ... ([14], [24], [34]) is formed on the output line formed by the second wire electrode 3. , [44]), the measurement signals PO1, PO2, PO3, PO4 reflecting the impedance are output for each row. Consider a case where the excitation pulse PI is applied to the first wire electrode 2 connected to the switch S4 by closing the switch S4. In this case, when the bubble 5 is present at the intersection [24] while the other intersections [14], [34] and [44] are filled with liquid, the impedance at the intersection [24] Since the impedance is smaller than the impedance at the intersections [14], [34] and [44], the measurement signal PO2 obtained via the second wire electrode 3 corresponding to this intersection [24] is the other measurement signals PO1, PO3. , PO4 is detected as an impedance lower than PO4. That is, the average levels of the measurement signals PO1, PO3, PO4 are the intersection points ([11], [21], [31], [41]) ([14], [24], [34], [44]). ) Reflects the abundance of liquid (for example, water) and gas (bubble 5) in the gas-liquid two-phase flow. As a result, each of the intersections ([11], [21], [31], [41])... ([14], [24], [41] is obtained by processing the measurement signals PO1 to PO4 by the arithmetic processing unit 6. 34] and [44]), for example, the abundance of a desired substance such as a gas-liquid ratio in a gas-liquid two-phase flow can be measured by calculation.

H.Pietruske.H.-M.Prasser/Flow Measurement and Instrumentation 18(2007) 87-94H.Pietruske.H.-M.Prasser / Flow Measurement and Instrumentation 18 (2007) 87-94

ところが、上述の如きワイヤメッシュセンサは管路を流れる流体を測定対象とする場合に限定され、原子炉の燃料棒被覆管の間を流れる冷却水を測定対象とする場合には適用できない。さらに一般化して、多数のロッド状部材を集合させたロッド状部材集合体の前記各ロッド状部材の間をそれぞれの軸方向に沿い流通する流体を測定対象とする場合には適用できない。すなわち、各ロッド状部材の間に存在する流体を含む媒体を測定対象とする場合には適用できない。   However, the wire mesh sensor as described above is limited to the case where the fluid flowing through the pipe is a measurement target, and is not applicable when the cooling water flowing between the fuel rod cladding tubes of the nuclear reactor is the measurement target. Furthermore, in general terms, this method cannot be applied to a case where a fluid that flows along the respective axial directions between the rod-shaped members of a rod-shaped member aggregate obtained by collecting a large number of rod-shaped members is a measurement target. That is, it cannot be applied when a medium including a fluid existing between the rod-shaped members is to be measured.

本発明は、上記従来技術に鑑み、ロッド状部材間に存在する媒体を測定対象とする場合に適用してインピーダンスが異なる複数種類の物質の存在量等を合理的な装置構成で的確に計測し得るインピーダンス計測センサおよびインピーダンス計測装置を提供することを目的とする。   In view of the above prior art, the present invention is applied to a case where a medium existing between rod-shaped members is a measurement object, and accurately measures the abundance of a plurality of types of substances having different impedances with a rational apparatus configuration. An object of the present invention is to provide an impedance measurement sensor and an impedance measurement device to be obtained.

上記目的を達成する本発明の第1の態様は、複数のロッド状部材の間および周囲に存在
する媒体を測定対象とするインピーダンス計測センサであって、前記各ロッド状部材の表面全体を励起電極または計測電極として機能させるように導電部材で構成したロッド状部材と、隣接する前記ロッド状部材の間に配設されるとともに、計測電極または励起電極として機能させるように構成したワイヤ電極とを有することを特徴とするインピーダンス計測センサにある。



A first aspect of the present invention that achieves the above object is an impedance measurement sensor for measuring a medium existing between and around a plurality of rod-shaped members, wherein the entire surface of each rod-shaped member is an excitation electrode. Or it has a rod-shaped member constituted by a conductive member so as to function as a measurement electrode, and a wire electrode arranged between adjacent rod-shaped members and configured to function as a measurement electrode or an excitation electrode It is in the impedance measurement sensor characterized by this.



本態様によれば既存の構造体であるロッド状部材を電極として使用してロッド状部材間および周囲に存在する媒体に起因するインピーダンスを多点で計測することができる。また、このようにロッド状部材を励起電極または計測電極の何れか一つとして使用した場合には電極面積の増大を図ることができ、計測感度を向上させることができる。   According to this aspect, the rod-shaped member which is an existing structure can be used as an electrode, and the impedance resulting from the medium existing between and around the rod-shaped members can be measured at multiple points. Further, when the rod-shaped member is used as either one of the excitation electrode or the measurement electrode in this way, the electrode area can be increased, and the measurement sensitivity can be improved.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ロッド状部材の一部は、前記励起電極の基準電位と同じ電位に保持されたグランド電極として機能させるように構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a second aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor described in the first aspect, a part of the rod-shaped member functions as a ground electrode held at the same potential as a reference potential of the excitation electrode. The impedance measuring sensor is characterized in that it is configured.

本態様によれば、外乱の影響を可及的に除去することができ、高精度のインピーダンス計測を行うことが可能になる。   According to this aspect, the influence of disturbance can be removed as much as possible, and highly accurate impedance measurement can be performed.

本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ワイヤ電極は、相互に平行に配設された複数本のワイヤからなることを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a third aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to the first or second aspect, the wire electrode includes a plurality of wires arranged in parallel to each other. In the sensor.

本態様によれば、隣接するロッド状部材間の間隙が広い場合に有効である。すなわち、前記間隙に、例えば2本のワイヤ電極を配設することにより各ロッド状部材とそれぞれに対応するワイヤ電極との間の間隙を低減でき、ロッド状部材表面近傍の局所インピーダンスを高精度に計測することができる。   According to this aspect, it is effective when the gap between adjacent rod-shaped members is wide. That is, by disposing, for example, two wire electrodes in the gap, the gap between each rod-shaped member and the corresponding wire electrode can be reduced, and the local impedance in the vicinity of the rod-shaped member surface can be accurately determined. It can be measured.

本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ワイヤ電極は、相互に所定の間隔離隔させるとともに、相互に交叉する第1のワイヤ電極および第2のワイヤ電極で構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to third aspects, the wire electrodes are spaced apart from each other by a predetermined distance and intersect with each other. The impedance measuring sensor is characterized by comprising a wire electrode and a second wire electrode.

本態様によれば、第1のワイヤ電極と第2のワイヤ電極との間、第1のワイヤ電極と各ロッド状部材との間または第2のワイヤ電極と各ロッド状部材との間のいずれかを計測点とすることができる。この結果、計測点の選択の自由度が増し、要望に応じた所定の各点でのインピーダンス計測を的確に行うことができる。   According to this aspect, either between the first wire electrode and the second wire electrode, between the first wire electrode and each rod-shaped member, or between the second wire electrode and each rod-shaped member. Can be used as a measurement point. As a result, the degree of freedom in selecting measurement points is increased, and impedance measurement can be accurately performed at each predetermined point according to demand.

本発明の第5の態様は、第1〜第4の態様の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ワイヤ電極はロッド状部材の軸方向に関して複数個所に配設されて多段となっていることを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a fifth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to fourth aspects, the wire electrode is arranged in a plurality of positions with respect to the axial direction of the rod-shaped member. It is in the impedance measurement sensor characterized by having.

本態様によれば、各ロッド状部材間に存在する媒体の多点におけるインピーダンスを、前記ロッド状部材の軸方向に関する複数個所においてそれぞれ計測することができる。   According to this aspect, the impedance at multiple points of the medium existing between the rod-shaped members can be measured at a plurality of locations in the axial direction of the rod-shaped member.

本発明の第6の態様は、第5の態様に記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記各ロッド状部材にはそれぞれの軸方向にクロストークを抑制するための絶縁部が形成されていることを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to the fifth aspect, each rod-shaped member is formed with an insulating portion for suppressing crosstalk in the axial direction. It is in the impedance measurement sensor.

本態様によれば、前記ロッド状部材の軸方向に関して複数個所においてそれぞれ形成されるインピーダンス計測センサの相互干渉を抑制して、空間分解能が高くかつ計測精度が高いインピーダンス測定を的確に行うことができる。   According to this aspect, it is possible to accurately perform impedance measurement with high spatial resolution and high measurement accuracy by suppressing mutual interference of impedance measurement sensors respectively formed at a plurality of locations in the axial direction of the rod-shaped member. .

本発明の第7の態様は、第1〜第6の態様の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ワイヤ電極は、熱電対の素線または熱電対のシース材を含む計測プローブの導電部材で兼用させたことを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to a seventh aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to sixth aspects, the wire electrode includes a thermocouple element or a thermocouple sheath material. The impedance measuring sensor is characterized in that it is also used as a conductive member.

本態様によれば、熱電対等の計測プローブの導電部を利用して、所定のワイヤ電極を形成することができ、その分装置構成の合理化を図ることができる。すなわち、温度等、計測プローブが本来的に対象とする物理量とともに、ロッド状部材間の媒体のインピーダンス計測に基づき前記媒体に含まれる物質の存在率等も計測することができる。   According to this aspect, a predetermined wire electrode can be formed using the conductive part of a measurement probe such as a thermocouple, and the configuration of the apparatus can be rationalized accordingly. That is, it is possible to measure the abundance of the substance contained in the medium based on the impedance measurement of the medium between the rod-shaped members, as well as the physical quantity that the measurement probe inherently targets.

本発明の第8の態様は、第1〜第7の態様の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ロッド状部材に装着された計測プローブの導電部である一部を前記励起電極、計測電極またはグランド電極の何れか一つとして機能させるように構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサにある。   According to an eighth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to seventh aspects, a part which is a conductive portion of a measurement probe attached to the rod-shaped member is used as the excitation electrode. The impedance measurement sensor is configured to function as any one of the measurement electrode and the ground electrode.

本態様によれば、計測プローブの導電部を利用して電極を形成することができるので、第7の態様と同様に、計測プローブが本来的に対象とする物理量とともに、ロッド状部材間の媒体のインピーダンス計測に基づき前記媒体に含まれる物質の存在率等も計測することができる。   According to this aspect, since the electrode can be formed by using the conductive portion of the measurement probe, the medium between the rod-shaped members as well as the physical quantity that is originally targeted by the measurement probe, as in the seventh aspect. Based on the impedance measurement, the abundance of the substance contained in the medium can be measured.

本発明の第9の態様は、第1〜第8の態様の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサと、インピーダンス計測センサの前記励起電極および計測電極間の前記媒体を介したインピーダンスに基づき、計測位置に存在するインピーダンスが異なる前記媒体中の複数の物質の存在量を演算する演算処理部とを有することを特徴とするインピーダンス計測装置にある。   A ninth aspect of the present invention is based on the impedance measurement sensor according to any one of the first to eighth aspects, and the impedance through the medium between the excitation electrode and the measurement electrode of the impedance measurement sensor, An impedance measuring apparatus comprising: an arithmetic processing unit that calculates the abundances of a plurality of substances in the medium having different impedances existing at measurement positions.

本態様によれば、各ロッド状部材の間および周囲に存在する媒体中の複数の物質の存在比を、前記媒体内の多点において、既存の構造体であるロッド状部材を電極として使用しつつ良好に計測することができる。   According to this aspect, the abundance ratio of a plurality of substances in the medium existing between and around each rod-shaped member is determined using the rod-shaped member that is an existing structure as an electrode at multiple points in the medium. It is possible to measure well.

本発明の第10の態様は、第9の態様に記載するインピーダンス計測装置において、前記ロッド状部材またはワイヤ電極を通電により発熱させるための電圧供給手段を有することを特徴とするインピーダンス計測装置にある。   According to a tenth aspect of the present invention, in the impedance measuring apparatus according to the ninth aspect, the impedance measuring apparatus includes voltage supply means for generating heat by energizing the rod-shaped member or the wire electrode. .

本態様によれば、被測定対象が発熱体である場合に、その発熱状態を容易に再現し、かかる発熱状態での媒体の存在量に関する情報を得ることができる。   According to this aspect, when the object to be measured is a heating element, the heat generation state can be easily reproduced, and information regarding the amount of the medium in the heat generation state can be obtained.

本発明の第11の態様は、第10の態様に記載するインピーダンス計測装置において、前記媒体の存在量を計測する計測モードと、前記ロッド状部材またはワイヤ電極を通電する通電モードとの何れか一方が選択されるように制御する制御手段を有することを特徴とするインピーダンス計測装置にある。   An eleventh aspect of the present invention is the impedance measurement apparatus according to the tenth aspect, wherein either one of a measurement mode for measuring the abundance of the medium and an energization mode for energizing the rod-shaped member or the wire electrode. The impedance measuring apparatus has a control means for controlling so as to be selected.

本態様によれば、通電によりロッド状部材またはワイヤ電極に形成される電位変化の影響を受けることなく所定の媒体の存在量に関する情報を得ることができる。   According to this aspect, it is possible to obtain information related to the amount of the predetermined medium without being affected by the potential change formed on the rod-shaped member or the wire electrode by energization.

本発明によれば、ロッド状部材の間および周囲に存在する媒体を測定対象として該媒体中の多点においてインピーダンスが異なる複数種類の媒体の存在量等を的確に計測することができる。この際、既存の構造体であるロッド状部材を電極として使用しているので、その分装置構成も合理的なものとなる。また、ロッド状部材で形成した電極ではその電極面積の増大を図ることができるので、計測感度の改善を図ることもできる。   According to the present invention, it is possible to accurately measure the abundance and the like of a plurality of types of media having different impedances at multiple points in the medium with the medium existing between and around the rod-shaped member as a measurement target. At this time, since the rod-shaped member, which is an existing structure, is used as an electrode, the apparatus configuration is also rational. Moreover, since the electrode area can be increased in the electrode formed of the rod-shaped member, the measurement sensitivity can be improved.

本発明の第1の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 図1に示すインピーダンス計測センサを有するインピーダンス計測装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the impedance measurement apparatus which has an impedance measurement sensor shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の第3の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の第4の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の第5の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 5th Embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 本発明の他の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。It is the schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on other embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. 従来技術に係るインピーダンス計測センサを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on a prior art. 図13のインピーダンス計測センサを有するインピーダンス計測装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the impedance measurement apparatus which has an impedance measurement sensor of FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、各実施の形態において同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。両図に示すように、ロッド状部材集合体11は、軸方向が同一方向に揃えられた多数のロッド状部材12を集合させて形成した既存の構造体であり、各ロッド状部材12の間をそれぞれの軸方向に沿い流体が流通するように構成してある。本形態では各ロッド状部材12を、インピーダンス計測センサの電極、すなわち励起電極、計測電極または励起電極の基準電位と同じ電位に保持されたグランド電極の何れか一つとして機能させるように構成してある。したがって、ロッド状部材12は導電材料で形成した、例えば管路で形成してある。原子炉における燃料棒被覆管の集合体がこの種のロッド状部材集合体11の好適な一例である。
<First Embodiment>
1A and 1B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a side view of FIG. As shown in both figures, the rod-shaped member assembly 11 is an existing structure formed by assembling a large number of rod-shaped members 12 whose axial directions are aligned in the same direction. Are configured such that fluid flows along the respective axial directions. In this embodiment, each rod-shaped member 12 is configured to function as any one of the electrodes of the impedance measurement sensor, that is, the excitation electrode, the measurement electrode, or the ground electrode held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode. is there. Therefore, the rod-shaped member 12 is formed of a conductive material, for example, a pipe line. An assembly of fuel rod cladding tubes in a nuclear reactor is a preferred example of this type of rod-shaped member assembly 11.

隣接するロッド状部材12の間にはワイヤ電極が配設されている。本形態におけるワイヤ電極は、ロッド状部材12の軸方向に関して所定の距離離隔させるとともに、相互に交叉する第1のワイヤ電極13および第2のワイヤ電極14で構成してある。本形態ではロッド状部材12が、図1(a)に示すように正方格子状に配設されているので、隣接するロッド状部材12間に配設される第1および第2のワイヤ電極13,14も正方格子状に配設されており、励起電極、計測電極またはグランド電極の何れか一つとして機能させるように構成してある。   Wire electrodes are disposed between the adjacent rod-shaped members 12. The wire electrode in this embodiment is composed of a first wire electrode 13 and a second wire electrode 14 that are separated from each other by a predetermined distance with respect to the axial direction of the rod-shaped member 12 and intersect each other. In this embodiment, since the rod-shaped members 12 are disposed in a square lattice shape as shown in FIG. 1A, the first and second wire electrodes 13 disposed between the adjacent rod-shaped members 12 are arranged. , 14 are also arranged in a square lattice, and are configured to function as any one of an excitation electrode, a measurement electrode, and a ground electrode.

本形態に係るインピーダンス計測センサは、インピーダンス計測装置のセンサとして使用されるが、具体的な使用に際しては次のような3種類のモードが考えられる。第1のワイヤ電極13を励起電極、第2のワイヤ電極14を計測電極、ロッド状部材12をグランド電極として機能させる第1のモード、ロッド状部材12を励起電極、第1および第2のワイヤ電極13を計測電極として機能させる第2のモード、第1の場合と第2の場合とを同時に使用する第3のモードの3種類である。   The impedance measurement sensor according to this embodiment is used as a sensor of an impedance measurement device, but the following three types of modes are conceivable for specific use. A first mode in which the first wire electrode 13 functions as an excitation electrode, the second wire electrode 14 functions as a measurement electrode, and the rod-shaped member 12 functions as a ground electrode, the rod-shaped member 12 functions as an excitation electrode, and first and second wires There are three types, the second mode in which the electrode 13 functions as a measurement electrode, and the third mode in which the first case and the second case are used simultaneously.

図2は本形態に係るインピーダンス計測センサを有するインピーダンス計測装置を示す模式図である。同図は、インピーダンス計測センサを第1のモードで使用した場合を示している。すなわち、第1のワイヤ電極13がインピーダンス計測装置の入力線となり、第2のワイヤ電極14が同出力線となる。したがって、この場合には第1のワイヤ電極13と第2のワイヤ電極14の交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])でのインピーダンスが計測される。なお、図2に示す場合は、スイッチS4が閉となることによりこれに接続された第1のワイヤ電極13が入力線として選択され、交点[24]に気泡5が存在する場合を示している。ここで、図の錯綜を避けるため明示はしていないが、ロッド状部材12はグランドに接続してグランド電極として機能させている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an impedance measuring device having an impedance measuring sensor according to this embodiment. This figure shows a case where the impedance measurement sensor is used in the first mode. That is, the first wire electrode 13 becomes an input line of the impedance measuring device, and the second wire electrode 14 becomes the same output line. Therefore, in this case, the intersection ([11], [21], [31], [41]) of the first wire electrode 13 and the second wire electrode 14 ([14], [24], The impedance at [34], [44]) is measured. 2 shows a case where the first wire electrode 13 connected to the switch S4 is selected as an input line when the switch S4 is closed, and the bubble 5 exists at the intersection [24]. . Here, although not shown in order to avoid complications in the figure, the rod-shaped member 12 is connected to the ground and functions as a ground electrode.

当該インピーダンス計測装置においても交点([11],[21],[31],[41])・・・([14],[24],[34],[44])の状態を反映したインピーダンスに基づく計測信号PO1〜PO4を演算処理部6で所定の演算処理をすることにより多数のロッド状部材12の間を軸方向に沿い流通する流体内のインピーダンスが異なる複数種類の物質の存在量を的確に計測し得る。ここで得られるインピーダンス情報は、ロッド状部材12の軸方向と直角な断面内に散在する多点に関するものである。すなわち、前記断面内の各点における、例えば気液二相流中の気液の存在割合、気液二相流の流動様式等、インピーダンスに基づく所望の物質の存在量の時系列情報を収集することができる。   Also in the impedance measuring apparatus, the impedance reflecting the state of the intersection ([11], [21], [31], [41]) ([14], [24], [34], [44]) The measurement signals PO1 to PO4 based on the above are subjected to predetermined arithmetic processing by the arithmetic processing unit 6 to thereby determine the abundances of a plurality of types of substances having different impedances in the fluid flowing along the axial direction between the many rod-shaped members 12. It can be measured accurately. The impedance information obtained here relates to multiple points scattered in a cross section perpendicular to the axial direction of the rod-shaped member 12. That is, time-series information of the abundance of a desired substance based on impedance, such as the gas-liquid two-phase flow rate in the gas-liquid two-phase flow and the flow pattern of the gas-liquid two-phase flow, is collected at each point in the cross section. be able to.

一方、第2のモードでは、ロッド状部材12がインピーダンス計測装置の入力線となり、第1および第2のワイヤ電極13、14が同出力線となる。したがって、この場合にはロッド状部材12の外周面と第1のワイヤ電極13との間およびロッド状部材12の外周面と第2のワイヤ電極14との間でのインピーダンスが計測される。第3のモードでは、第1のモードまたは第2のモードの何れかを選択し得る。これらの各モードは入力線、出力線に接続する電極を選択することで任意且つ容易に実現し得る。特に第3のモードはロッド状部材12をグランド電極や励起電極など任意の電極として使用できるように接続すれば良い。   On the other hand, in the second mode, the rod-shaped member 12 serves as an input line for the impedance measuring device, and the first and second wire electrodes 13 and 14 serve as the same output line. Therefore, in this case, the impedance between the outer peripheral surface of the rod-shaped member 12 and the first wire electrode 13 and between the outer peripheral surface of the rod-shaped member 12 and the second wire electrode 14 is measured. In the third mode, either the first mode or the second mode can be selected. Each of these modes can be realized arbitrarily and easily by selecting electrodes connected to the input line and output line. In particular, in the third mode, the rod-shaped member 12 may be connected so as to be used as an arbitrary electrode such as a ground electrode or an excitation electrode.

<第2の実施の形態>
図3は本発明の第2の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。両図に示すように、本形態では各ワイヤ電極を各2本のワイヤで形成している。すなわち、第1および第2のワイヤ電極(13A,13B)、(14A,14B)は、ロッド状部材12の軸方向に関して所定の距離離隔させるとともに、相互に平行に配設された各2本からなる。
<Second Embodiment>
3A and 3B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a side view of FIG. As shown in both figures, in this embodiment, each wire electrode is formed of two wires. That is, the first and second wire electrodes (13A, 13B) and (14A, 14B) are separated from each other by a predetermined distance with respect to the axial direction of the rod-shaped member 12 and are arranged in parallel to each other. Become.

本形態によれば、隣接するロッド状部材12間の間隙が広い場合に有効である。すなわち、前記間隙に、2本づつの第1および第2のワイヤ電極13A,13B,14A,14Bを配設することにより各ロッド状部材12とそれぞれに対応する第1および第2のワイヤ電極13A,13B,14A,14Bとの間の間隙を低減でき、ロッド状部材表面近傍の局所インピーダンスを高精度に計測することができる。   This embodiment is effective when the gap between the adjacent rod-shaped members 12 is wide. That is, two first and second wire electrodes 13A, 13B, 14A, and 14B are disposed in the gap, whereby the first and second wire electrodes 13A respectively corresponding to the rod-shaped members 12 are respectively provided. , 13B, 14A, 14B can be reduced, and the local impedance near the surface of the rod-shaped member can be measured with high accuracy.

本形態に係るインピーダンス計測センサを使用したインピーダンス計測装置も、第1の実施の形態と同様に構築することができる。   An impedance measuring device using the impedance measuring sensor according to the present embodiment can also be constructed in the same manner as in the first embodiment.

<第3の実施の形態>
図4は本発明の第3の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。両図に示すように、本形態は複数組(図では3組)の第1および第2のワイヤ電極(131,132,133)、(141,142,143)を有する。すなわち、第1および第2のワイヤ電極(131,132,133)、(141,142,143)は、ロッド状部材12の軸方向に関して複数個所(図では3個所)に配設されて多段となっている。
<Third Embodiment>
4A and 4B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a side view of FIG. As shown in both figures, this embodiment has a plurality of sets (three sets in the figure) of first and second wire electrodes (131, 132, 133), (141, 142, 143). That is, the first and second wire electrodes (131, 132, 133) and (141, 142, 143) are arranged in a plurality of locations (three locations in the figure) with respect to the axial direction of the rod-shaped member 12. It has become.

本形態によれば、各ロッド状部材12間を流れる流体に起因するロッド状部材12の断面方向の多点におけるインピーダンスを、ロッド状部材12の軸方向に関する複数個所においてそれぞれ計測することができる。すなわち、例えばロッド状部材12の軸方向に対する気液二相流の空間変化や流速等、インピーダンスに基づく所望の物質の存在量の時系列情報を収集することができる。   According to this embodiment, the impedance at multiple points in the cross-sectional direction of the rod-shaped member 12 caused by the fluid flowing between the rod-shaped members 12 can be measured at a plurality of locations in the axial direction of the rod-shaped member 12. That is, for example, it is possible to collect time-series information on the abundance of a desired substance based on impedance, such as a spatial change or flow velocity of a gas-liquid two-phase flow with respect to the axial direction of the rod-shaped member 12.

<第4の実施の形態>
図5は本発明の第4の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。両図に示すように、本形態における各ロッド状部材12にはそれぞれの軸方向に関する途中に絶縁部15A,15Bが形成されている。
<Fourth embodiment>
5A and 5B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a side view of FIG. As shown in both figures, each rod-shaped member 12 in this embodiment has insulating portions 15A and 15B formed in the middle of the respective axial directions.

本形態によれば、ロッド状部材12の軸方向に関して複数個所(図では2個所)においてそれぞれ形成されるインピーダンス計測センサの相互干渉(クロストーク)を防止して高精度なインピーダンス測定を的確に行うことができる。すなわち、各段で独立したインピーダンス計測センサ間を絶縁部15A,15Bで隔離することにより、特定の段のインピーダンス計測センサの信号が他の段のインピーダンス計測センサの信号に回り込んで影響を与える現象を可及的に防止することができる。   According to this embodiment, the impedance measurement sensor formed at a plurality of locations (two locations in the figure) with respect to the axial direction of the rod-shaped member 12 is prevented from mutual interference (crosstalk), and accurate impedance measurement is accurately performed. be able to. That is, by isolating the impedance measurement sensors independent at each stage by the insulating portions 15A and 15B, the signal of the impedance measurement sensor at a specific stage wraps around and affects the signal of the impedance measurement sensor at another stage. Can be prevented as much as possible.

本形態に係るインピーダンス計測センサを使用したインピーダンス計測装置は、第3の実施の形態と同様に構築することができる。   An impedance measuring device using the impedance measuring sensor according to the present embodiment can be constructed in the same manner as in the third embodiment.

<第5の実施の形態>
図6は本発明の第5の実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。本形態はロッド状部材に装着された熱電対等、他の計測プローブの構成部材を電極として兼用した場合である。すなわち、図6(a)および(b)に示すように、ロッド状部材集合体61を形成するロッド状部材62の中には、その表面にシース熱電対65や絶縁被覆した導線を埋設した構造のものがあるので、この場合のシース熱電対65の感温部先端や導線先端等の一部を電極として利用することも可能である。本形態は、シース熱電対65の感温部先端や導線先端等の一部を電極として利用したものである。この結果、温度計測等の機能を維持しつつ所定のインピーダンス計測も行わせることができる。
<Fifth embodiment>
6A and 6B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to a fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a view of FIG. This embodiment is a case where other constituent members of a measurement probe such as a thermocouple attached to a rod-shaped member are also used as electrodes. That is, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a structure in which a sheath thermocouple 65 and an insulation coated conductor are embedded in the surface of the rod-like member 62 forming the rod-like member assembly 61. In this case, it is possible to use a part of the sheath thermocouple 65 such as the tip of the temperature sensing portion or the tip of the conductor as an electrode. In this embodiment, a part of the sheath thermocouple 65, such as the tip of the temperature sensing portion and the tip of the lead wire, is used as an electrode. As a result, it is possible to perform predetermined impedance measurement while maintaining functions such as temperature measurement.

本形態に係るインピーダンス計測センサを使用したインピーダンス計測装置も、第1の実施の形態と同様に構築することができる。   An impedance measuring device using the impedance measuring sensor according to the present embodiment can also be constructed in the same manner as in the first embodiment.

<他の実施の形態>
上述の如く本発明の各実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものでは勿論ない。既存の構造物であるロッド状部材を励起電極または計測電極として機能させることができ、ロッド状部材の間の媒体を測定対象としてそのインピーダンスを計測し、これに基づき媒体中の多点における物質の存在量等を計測するセンサであればそれ以上の限定はない。したがって、上述の各実施の形態の如くロッド状部材の軸方向に沿い流通する流体を測定対象として、ロッド状部材集合体の軸方向に直交する断面内の多点で流体のインピーダンス情報を得ることができる構成に限る必要はない。また、ロッド状部材間に少なくとも一本のワイヤ電極が配設されていれば良い。
<Other embodiments>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. The rod-shaped member, which is an existing structure, can function as an excitation electrode or a measurement electrode, and the impedance is measured using the medium between the rod-shaped members as a measurement target, and based on this, the substance at multiple points in the medium is measured. If it is a sensor which measures abundance etc., there will be no further limitation. Therefore, the fluid impedance information is obtained at multiple points in the cross-section orthogonal to the axial direction of the rod-shaped member assembly, with the fluid flowing along the axial direction of the rod-shaped member as the measurement target as in the above-described embodiments. It is not necessary to be limited to the configuration that can. Further, it is sufficient that at least one wire electrode is disposed between the rod-shaped members.

さらに、上述の各実施の形態ではロッド状部材12の一部(励起電極または計測電極として使用しないロッド状部材12)は励起電極の基準電位と同じ電位に保持してグランド電極として機能させているが、必ずしもこのようにグランド電極として機能させる必要はない。電気的に浮いていても本願発明が目的とするインピーダンス計測は可能である。ただ、各実施の形態のようにグランド電極として機能させることにより外乱の影響を可及的に除去することができ、高精度のインピーダンス計測を行うことが可能になるという効果は得られる。また、上述の各実施の形態においては、ロッド状部材は軸方向が一方向に揃えられている直線状で同一径の管路として説明したが、これに限るものでもない。ロッド状部材12であれば湾曲材、断面が楕円の管路、角材、帯板状等、何れの形状であっても良い。   Further, in each of the above-described embodiments, a part of the rod-shaped member 12 (the rod-shaped member 12 that is not used as an excitation electrode or a measurement electrode) is held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode and functions as a ground electrode. However, it is not always necessary to function as a ground electrode in this way. Even if it is electrically floating, the impedance measurement intended by the present invention is possible. However, the effect of disturbance can be removed as much as possible by functioning as a ground electrode as in each embodiment, and the effect that highly accurate impedance measurement can be performed is obtained. Further, in each of the above-described embodiments, the rod-shaped member has been described as a straight line having the same diameter in the axial direction, but the present invention is not limited thereto. The rod-shaped member 12 may have any shape such as a curved material, a pipe line having an elliptical cross section, a square material, and a strip shape.

第1のワイヤ電極13および第2のワイヤ電極14の配設態様も上記各実施の形態に限る必要はない。配設態様が異なる他の実施の形態を図面に基づき説明しておく。なお、各図は本発明の各実施の形態に係るインピーダンス計測センサを示す模式図で、(a)は平面的に見た図、(b)は(a)を側面から見た図である。また、両図中図1等と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。   The arrangement of the first wire electrode 13 and the second wire electrode 14 is not necessarily limited to the above embodiments. Other embodiments having different arrangement modes will be described with reference to the drawings. In addition, each figure is a schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on each embodiment of this invention, (a) is the figure seen planarly, (b) is the figure which looked at (a) from the side. Moreover, the same number is attached | subjected to the same part as FIG. 1 etc. in both figures, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図7に示す実施の形態はロッド状部材が稠密配列(高速炉や低減速炉は係る配列を採用している)となっている場合である。本形態においては、ロッド状部材集合体21を形成するロッド状部材22のうちの隣接するもの同士の間に形成される間隙の形状に合わせて第1および第2のワイヤ電極23、24が斜め(例えば60度)に交叉するよう配設されている。   The embodiment shown in FIG. 7 is a case where the rod-shaped members are in a dense array (the fast reactor and the reduced fast reactor employ such an array). In this embodiment, the first and second wire electrodes 23, 24 are slanted in accordance with the shape of the gap formed between adjacent ones of the rod-shaped members 22 forming the rod-shaped member aggregate 21. It is arranged so as to cross (for example, 60 degrees).

図8に示す実施の形態では、第2のワイヤ電極34がロッド状部材12の軸方向に沿うよう平行に配設されている。かかる配置構造であってもロッド状部材12の軸方向に直交する断面内における多点での流体に起因する第1のワイヤ電極33と第2のワイヤ電極34との交点でのインピーダンスを計測することが可能である。   In the embodiment shown in FIG. 8, the second wire electrodes 34 are arranged in parallel so as to follow the axial direction of the rod-shaped member 12. Even in such an arrangement structure, the impedance at the intersection of the first wire electrode 33 and the second wire electrode 34 caused by fluid at multiple points in the cross section orthogonal to the axial direction of the rod-shaped member 12 is measured. It is possible.

図9に示す実施の形態では、第1の電極44がロッド状部材12の外周に螺旋状に配設されている場合である。   In the embodiment shown in FIG. 9, the first electrode 44 is disposed on the outer periphery of the rod-shaped member 12 in a spiral shape.

図10に示す実施の形態は、ロッド状部材12の集合体の中に異径のロッド状部材52が混在している場合である。これは、例えば原子炉における燃料被覆管集合体に混在するウォータロッドがその一例である。本形態において、ロッド状部材52を電極として機能させる場合には、第1および第2のワイヤ電極13、14はロッド状部材52に絶縁部材を介して支持されるとともに、これを貫通させて配設する。なお、ロッド状部材52を電極として機能させない場合は、例えばセラミクス等の絶縁部材で形成しても構わない。   The embodiment shown in FIG. 10 is a case where rod-shaped members 52 having different diameters are mixed in the assembly of rod-shaped members 12. For example, a water rod mixed in a fuel cladding tube assembly in a nuclear reactor is an example. In this embodiment, when the rod-shaped member 52 is caused to function as an electrode, the first and second wire electrodes 13 and 14 are supported by the rod-shaped member 52 via an insulating member and are disposed through the rod-shaped member 52. Set up. In the case where the rod-shaped member 52 does not function as an electrode, it may be formed of an insulating member such as ceramics.

さらに、図示はしないが、第1および/または第2のワイヤ電極13,14は、熱電対の素線または熱電対のシース材を含む計測プローブの導電部材で兼用させることもできる。この場合には、熱電対等の計測プローブの導電部を利用して、所定のワイヤ電極を形成することができ、その分装置構成の合理化を図ることができる。   Further, although not shown, the first and / or second wire electrodes 13 and 14 can also be used as a conductive member of a measurement probe including a thermocouple element or a thermocouple sheath material. In this case, a predetermined wire electrode can be formed by using a conductive portion of a measurement probe such as a thermocouple, and the configuration of the apparatus can be rationalized accordingly.

図11に示す実施の形態は、ロッド状部材の軸方向に関し第1および第2のワイヤ電極を多段に形成した図4に示す第3の実施の形態の場合において、クロストークを低減することができるよう工夫したものである。この場合のクロストークとは一つの段のインピーダンス計測センサの信号が他の段のインピーダンス計測センサの信号に影響を与えることをいう。本形態では、ロッド状部材12に軸方向に関して両側(図では上下両側)の段に挟まれた第1および第2のワイヤ電極132,142をグランド電位としてある。ここで、グランド電位とする電極対は第1および第2のワイヤ電極132,142を用いても良いが、独立したグランド電極を別途配設してもかまわない。そのときのグランド電極の形状は、ロッド状部材の間に存在する媒体の挙動に及ぼす影響を最小限に抑えられる限り、平板など他の形状で構成してもよい。   The embodiment shown in FIG. 11 can reduce crosstalk in the case of the third embodiment shown in FIG. 4 in which the first and second wire electrodes are formed in multiple stages in the axial direction of the rod-shaped member. It is devised so that it can be done. Crosstalk in this case means that the signal of the impedance measurement sensor at one stage affects the signal of the impedance measurement sensor at the other stage. In this embodiment, the first and second wire electrodes 132 and 142 sandwiched between the rod-like members 12 on both sides (upper and lower sides in the figure) in the axial direction are set as the ground potential. Here, the first and second wire electrodes 132 and 142 may be used as the electrode pair for the ground potential, but independent ground electrodes may be separately provided. The shape of the ground electrode at that time may be configured in other shapes such as a flat plate as long as the influence on the behavior of the medium existing between the rod-shaped members can be minimized.

図12に示す実施の形態は、図11に示す実施の形態と同様に、図4に示す第3の実施の形態の場合において、クロストークを低減することができるよう工夫したものである。本形態では、同図に示すように、各段(図では3段)のインピーダンス計測センサを取り囲むようにグランド電極85が設けてある。   The embodiment shown in FIG. 12 is devised so that the crosstalk can be reduced in the case of the third embodiment shown in FIG. 4 as in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, as shown in the figure, a ground electrode 85 is provided so as to surround the impedance measurement sensor at each stage (three stages in the figure).

なお、各実施の形態を任意に組み合わせて上記実施の形態に記載した以外のインピーダンス計測センサおよびインピーダンス計測装置を構築することができる。   In addition, it is possible to construct an impedance measurement sensor and an impedance measurement device other than those described in the above embodiments by arbitrarily combining the embodiments.

本発明は、多数のロッド状部材を集合させたロッド状部材集合体である前記各ロッド状部材の間を流通する流体に起因するインピーダンスを計測する、たとえば原子力の燃料集合体を取り扱う産業分野で有効に利用することができる。   The present invention measures the impedance caused by the fluid flowing between the rod-shaped members, which is a rod-shaped member assembly in which a large number of rod-shaped members are assembled, for example, in the industrial field handling nuclear fuel assemblies. It can be used effectively.

11 ロッド状部材集合体
12 ロッド状部材
13,13A,13B 第1のワイヤ電極
14,14A,14B 第2のワイヤ電極
15,15A,15B 絶縁部
11 Rod-shaped member assembly 12 Rod-shaped members 13, 13A, 13B First wire electrodes 14, 14A, 14B Second wire electrodes 15, 15A, 15B Insulating portion

Claims (11)

複数のロッド状部材の間および周囲に存在する媒体を測定対象とするインピーダンス計測センサであって、
前記各ロッド状部材の表面全体を励起電極または計測電極として機能させるように導電部材で構成したロッド状部材と、
隣接する前記ロッド状部材の間に配設されるとともに、計測電極または励起電極として機能させるように構成したワイヤ電極とを有することを特徴とするインピーダンス計測センサ。
An impedance measurement sensor for measuring a medium existing between and around a plurality of rod-shaped members,
A rod-shaped member composed of a conductive member so that the entire surface of each rod-shaped member functions as an excitation electrode or a measurement electrode;
An impedance measurement sensor comprising: a wire electrode disposed between the adjacent rod-shaped members and configured to function as a measurement electrode or an excitation electrode.
請求項1に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ロッド状部材の一部は、前記励起電極の基準電位と同じ電位に保持されたグランド電極として機能させるように構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサ。
The impedance measurement sensor according to claim 1,
A part of the rod-shaped member is configured to function as a ground electrode held at the same potential as a reference potential of the excitation electrode.
請求項1または請求項2に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ワイヤ電極は、相互に平行に配設された複数本のワイヤからなることを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to claim 1 or 2,
The impedance measurement sensor according to claim 1, wherein the wire electrode is composed of a plurality of wires arranged in parallel to each other.
請求項1〜請求項3の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ワイヤ電極は、相互に所定の間隔離隔させるとともに、相互に交叉する第1のワイヤ電極および第2のワイヤ電極で構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to any one of claims 1 to 3,
The wire electrode is configured by a first wire electrode and a second wire electrode that are separated from each other by a predetermined distance and intersect each other.
請求項1〜請求項4の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ワイヤ電極はロッド状部材の軸方向に関して複数個所に配設されて多段となっていることを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to any one of claims 1 to 4,
The impedance measurement sensor according to claim 1, wherein the wire electrode is arranged in a plurality of positions with respect to the axial direction of the rod-shaped member.
請求項5に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記各ロッド状部材にはそれぞれの軸方向にクロストークを抑制するための絶縁部が形成されていることを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to claim 5,
An impedance measuring sensor, wherein each rod-shaped member is formed with an insulating portion for suppressing crosstalk in each axial direction.
請求項1〜請求項6の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ワイヤ電極は、熱電対の素線または熱電対のシース材を含む計測プローブの導電部材で兼用させたことを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to any one of claims 1 to 6,
The impedance measurement sensor according to claim 1, wherein the wire electrode is also used as a conductive member of a measurement probe including a thermocouple element or a thermocouple sheath material.
請求項1〜請求項7の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ロッド状部材に装着された計測プローブの導電部である一部を前記励起電極、計測電極またはグランド電極の何れか一つとして機能させるように構成したことを特徴とするインピーダンス計測センサ。
In the impedance measurement sensor according to any one of claims 1 to 7,
An impedance measurement sensor, wherein a part which is a conductive portion of a measurement probe attached to the rod-shaped member is configured to function as any one of the excitation electrode, the measurement electrode, and the ground electrode.
請求項1〜請求項8の何れか一つに記載するインピーダンス計測センサと、
インピーダンス計測センサの前記励起電極および計測電極間の前記媒体を介したインピーダンスに基づき、計測位置に存在するインピーダンスが異なる前記媒体中の複数の物質の存在量を演算する演算処理部とを有することを特徴とするインピーダンス計測装置。
The impedance measurement sensor according to any one of claims 1 to 8,
An arithmetic processing unit that calculates the abundances of a plurality of substances in the medium having different impedances at the measurement position based on the impedance through the medium between the excitation electrode and the measurement electrode of the impedance measurement sensor. A characteristic impedance measuring device.
請求項9に記載するインピーダンス計測装置において、
前記ロッド状部材またはワイヤ電極を通電により発熱させるための電圧供給手段を有することを特徴とするインピーダンス計測装置。
In the impedance measuring device according to claim 9,
An impedance measuring apparatus comprising voltage supply means for generating heat by energizing the rod-shaped member or wire electrode.
請求項10に記載するインピーダンス計測装置において、
前記媒体の存在量を計測する計測モードと、前記ロッド状部材またはワイヤ電極を通電する通電モードとの何れか一方が選択されるように制御する制御手段を有することを特徴とするインピーダンス計測装置。
In the impedance measuring device according to claim 10,
An impedance measuring apparatus comprising: a control unit configured to control so that one of a measurement mode for measuring the abundance of the medium and an energization mode for energizing the rod-shaped member or the wire electrode is selected.
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