JP6885806B2 - How to get information inside the blast furnace - Google Patents
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Description
本発明は、耐火レンガによって形成された高炉を透過してきた宇宙線ミュオンを検出することによって、高炉の炉壁と炉内との境界位置についての情報を取得する技術に関する。 The present invention relates to a technique for acquiring information on the boundary position between the furnace wall and the inside of a blast furnace by detecting cosmic ray muons that have passed through a blast furnace formed of refractory bricks.
高炉は、耐火レンガなどの耐火物で造られており、炉内では、高温によって溶かされた銑鉄が流動している。このため炉内壁面の耐火レンガは、流動する銑鉄によって削られて少しずつ薄くなっていき、やがては高炉を建て替える必要が生じる。高炉を建て替える時期を決定するためには、銑鉄によって削られて残った耐火レンガの厚さを計測する必要がある。ところが、運転中の高炉を止めるには時間と費用が掛かるので、できれば高炉を運転したまま、残った耐火レンガの厚さを計測可能なことが望ましい。 The blast furnace is made of refractory materials such as refractory bricks, and pig iron melted by high temperature is flowing in the furnace. For this reason, the refractory bricks on the inner wall surface of the furnace are scraped by the flowing pig iron and gradually become thinner, and eventually it becomes necessary to rebuild the blast furnace. In order to determine when to rebuild the blast furnace, it is necessary to measure the thickness of the refractory bricks left after being scraped by pig iron. However, it takes time and cost to stop the blast furnace in operation, so it is desirable to be able to measure the thickness of the remaining refractory bricks while the blast furnace is operating, if possible.
そこで、そのようなことを実現可能な方法として、宇宙線ミュオンを利用して高炉内での銑鉄と耐火レンガとの境界の位置を検出する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。ここで、宇宙線ミュオンとは、宇宙線が地球の大気と衝突することによって生成されて絶えず地上に降り注いている素粒子の一種であり、高い透過力で物質を透過し得る一方で、質量が大きな物質を透過する際には、質量や透過距離に応じて透過量が減少する性質を有している。銑鉄は耐火レンガに比べて質量が大きいので、高炉内で銑鉄が存在する部分では、耐火レンガの部分に比べてミュオンの透過量が大きく減少する。そこで、高炉内を透過してきたミュオンを検出して、ミュオンの透過量(すなわち検出頻度)が大きく変化する箇所を探索すれば、高炉を運転したままで、銑鉄と耐火レンガとの境界の位置を検出することができ、残った耐火レンガの厚さを決定することができる。 Therefore, as a method that can realize such a thing, a method of detecting the position of the boundary between the pig iron and the refractory brick in the blast furnace by using the cosmic ray muon has been proposed (for example, Patent Document 1). Here, cosmic ray muons are a type of elementary particles that are generated by cosmic rays colliding with the atmosphere of the earth and are constantly falling on the ground, and while they can permeate substances with high penetrating power, they have a mass. When a large substance is permeated, the amount of permeation decreases according to the mass and permeation distance. Since pig iron has a larger mass than the refractory brick, the permeation amount of muon is greatly reduced in the part where the pig iron is present in the blast furnace as compared with the part of the refractory brick. Therefore, if muons that have penetrated through the blast furnace are detected and the location where the amount of muons permeated (that is, the detection frequency) changes significantly is searched, the position of the boundary between the pig iron and the refractory brick can be determined while the blast furnace is still in operation. It can be detected and the thickness of the remaining refractory bricks can be determined.
しかし、上述した提案の技術では、高炉内での銑鉄と耐火レンガとの境界位置を十分な精度で検出することが難しく、従って、耐火レンガの厚さを精度良く検出することが困難であるという問題があった。これは、次のような理由による。 However, with the above-mentioned proposed technique, it is difficult to detect the boundary position between the pig iron and the refractory brick in the blast furnace with sufficient accuracy, and therefore it is difficult to detect the thickness of the refractory brick with sufficient accuracy. There was a problem. This is due to the following reasons.
先ず、ミュオンの検出頻度が変化する位置を検出するためには、そもそも検出頻度を精度良く計測する必要があり、そのためには、統計的に意味を持つ程度に多数のミュオンを検出する必要がある。ところが、宇宙線ミュオンは、1平方センチメートルの面積あたりに、1分間に1個程度の割合でしか降り注いでこないので、統計的に意味を持つ程度に多数のミュオンを検出しようとすると、長い時間が必要となってしまう。そこで、短時間で得られた検出結果を用いて解析すると、統計的な精度を十分に確保することができなくなり、検出頻度が変化する位置についても精度良く決定することが困難となる。加えて、高炉内で流動している銑鉄と耐火レンガとが接する部分では、銑鉄と耐火レンガとが混在する遷移層が形成されているため、そもそも明確な境界が存在するわけでもない。このような理由から、従来の技術では、高炉内での銑鉄と耐火レンガとの境界位置を十分な精度で検出することが難しく、従って、耐火レンガの厚さを精度良く検出することが困難であった。 First, in order to detect the position where the muon detection frequency changes, it is necessary to measure the detection frequency accurately in the first place, and for that purpose, it is necessary to detect a large number of muons to the extent that they are statistically meaningful. .. However, cosmic ray muons fall only at a rate of about 1 per minute per square centimeter area, so it takes a long time to detect a large number of muons that are statistically meaningful. Will be. Therefore, when the analysis is performed using the detection results obtained in a short time, it becomes impossible to sufficiently secure the statistical accuracy, and it becomes difficult to accurately determine the position where the detection frequency changes. In addition, since a transition layer in which pig iron and refractory bricks coexist is formed in the portion where the pig iron flowing in the blast furnace and the refractory bricks are in contact with each other, there is no clear boundary in the first place. For this reason, it is difficult to detect the boundary position between the pig iron and the refractory brick in the blast furnace with sufficient accuracy by the conventional technique, and therefore it is difficult to detect the thickness of the refractory brick with sufficient accuracy. there were.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、高炉内での銑鉄と耐火レンガとの境界位置を十分な精度で検出して、耐火レンガの厚さを精度良く検出することが可能な技術の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is to detect the boundary position between the pig iron and the refractory brick in the blast furnace with sufficient accuracy, and to detect the thickness of the refractory brick with sufficient accuracy. The purpose is to provide technology that enables
上述した課題を解決するために、本発明の高炉内情報取得方法は、次の構成を採用した。すなわち、
耐火レンガによって形成された高炉を透過してきた宇宙線ミュオンを、該高炉の外表面から離間して設置された検出器を用いて検知することにより、前記高炉の炉壁と炉内との境界位置についての情報を取得する高炉内情報取得方法であって、
前記高炉を透過して前記検出器に到達した前記宇宙線ミュオンの検出頻度を、該検出器に対する前記宇宙線ミュオンの到達角度毎に取得する検出頻度取得工程と、
前記検出頻度の実測値が得られた複数の到達角度の中で、前記宇宙線ミュオンが前記高炉の炉壁は透過しているが、該高炉の炉内は透過していない到達角度である炉壁部到達角度を、少なくとも所定の複数個選択する炉壁部到達角度選択工程と、
前記複数の炉壁部到達角度で得られた前記検出頻度の実測値に基づいて、前記到達角度に対する前記検出頻度を予測する予測式を生成する予測式生成工程と、
前記予測式によって得られる予測値と、前記到達角度毎に得られた実測値との偏差に基づいて、前記炉壁と前記炉内との境界位置を決定する境界位置決定工程と
を備えることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for acquiring information in the blast furnace of the present invention adopts the following configuration. That is,
By detecting cosmic ray muons that have passed through the blast furnace formed of refractory bricks using a detector installed away from the outer surface of the blast furnace, the boundary position between the furnace wall of the blast furnace and the inside of the furnace is detected. It is a method of acquiring information in the blast furnace to acquire information about
A detection frequency acquisition step of acquiring the detection frequency of the cosmic ray muon that has passed through the blast furnace and reached the detector for each arrival angle of the cosmic ray muon with respect to the detector.
Among the plurality of arrival angles at which the measured values of the detection frequencies were obtained, the cosmic ray muon is a furnace at which the furnace wall of the blast furnace is permeated but the inside of the blast furnace is not permeated. A step of selecting at least a predetermined number of wall arrival angles and a furnace wall arrival angle selection step.
A prediction formula generation step of generating a prediction formula for predicting the detection frequency with respect to the arrival angle based on the actually measured values of the detection frequencies obtained at the plurality of furnace wall portion arrival angles.
It is provided with a boundary position determining step of determining the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace based on the deviation between the predicted value obtained by the prediction formula and the actually measured value obtained for each arrival angle. It is a summary.
かかる本発明の高炉内情報取得方法においては、到達角度毎に得られた宇宙線ミュオンの検出頻度の中から、宇宙線ミュオンが高炉の炉壁は透過しているが、高炉の炉内は透過していない到達角度(炉壁部到達角度)を、少なくとも所定の複数個選択する。そして、炉壁部到達角度で得られた検出頻度の実測値に基づいて、到達角度から出頻度を予測する予測式を生成した後、予測式によって得られる予測値と、到達角度毎に得られた実測値との偏差に基づいて、炉壁と炉内との境界位置を決定する。 In the method for acquiring information in the blast furnace of the present invention, the cosmic ray muons are transmitted through the furnace wall of the blast furnace from the detection frequency of the cosmic ray muons obtained for each reaching angle, but are transmitted through the furnace of the blast furnace. At least a plurality of predetermined arrival angles (furnace wall arrival angles) are selected. Then, after generating a prediction formula for predicting the output frequency from the arrival angle based on the measured value of the detection frequency obtained from the furnace wall arrival angle, the prediction value obtained by the prediction formula and each arrival angle are obtained. The boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace is determined based on the deviation from the measured value.
宇宙線ミュオンが高炉の炉壁は透過しているが、高炉の炉内は透過していない到達角度の範囲内では、宇宙線ミュオンの検出頻度は、同じような傾向で変化するものと考えられるので、予測式を用いて予測することができる。逆に言えば、予測式から外れる実測値は、宇宙線ミュオンが高炉の炉内も透過していると考えることができる。このことから、予測式から得られる予測値と、到達角度毎に得られた実測値との偏差を用いれば、炉壁と炉内との境界位置を精度良く決定して、耐火レンガの厚さを精度良く検出することが可能となる。 Cosmic ray muons are transmitted through the furnace wall of the blast furnace, but not inside the furnace of the blast furnace. Within the range of the reaching angle, the detection frequency of cosmic ray muons is considered to change in a similar tendency. Therefore, it can be predicted using a prediction formula. Conversely, the measured values that deviate from the prediction formula can be considered that the cosmic ray muons also pass through the inside of the blast furnace. From this, by using the deviation between the predicted value obtained from the prediction formula and the measured value obtained for each arrival angle, the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace can be accurately determined, and the thickness of the refractory brick can be determined. Can be detected with high accuracy.
また、上述した本発明の高炉内情報取得方法においては、複数個の炉壁部到達角度を選択するに先立って、高炉の外形形状と、高炉と検出器との位置関係とに基づいて、宇宙線ミュオンが炉壁の最外部を透過している到達角度(最外部到達角度)を決定してもよい。そして、最外部到達角度から高炉の炉内の方向に向かって、所定の複数個の到達角度を、炉壁部到達角度として選択するようにしても良い。 Further, in the above-described method for acquiring information inside the blast furnace of the present invention, prior to selecting a plurality of furnace wall portions, the space is based on the outer shape of the blast furnace and the positional relationship between the blast furnace and the detector. The reach angle at which the line muon penetrates the outermost part of the furnace wall (outermost reach angle) may be determined. Then, a plurality of predetermined arrival angles may be selected as the furnace wall portion arrival angle from the outermost arrival angle toward the inside of the blast furnace.
宇宙線ミュオンが炉壁の最外部を透過する到達角度(最外部到達角度)は正確に決定することが可能である。更に、炉壁の最外部からある程度の角度範囲までは、宇宙線ミュオンが高炉の炉内は透過していないと考えることができる。従って、最外部到達角度から高炉の炉内の方向に向かって、所定の複数個の到達角度を炉壁部到達角度として選択しておけば、簡単に且つ正しく炉壁部到達角度を選択することが可能となる。 The reaching angle at which the cosmic ray muon penetrates the outermost part of the furnace wall (outermost reaching angle) can be accurately determined. Furthermore, it can be considered that cosmic ray muons do not pass through the inside of the blast furnace from the outermost part of the furnace wall to a certain angle range. Therefore, if a plurality of predetermined arrival angles are selected as the furnace wall arrival angles from the outermost arrival angle toward the inside of the blast furnace, the furnace wall arrival angles can be easily and correctly selected. Is possible.
また、上述した本発明の高炉内情報取得方法においては、複数個の炉壁部到達角度を選択するに先立って、到達角度毎に得られた検出頻度の実測値を、高炉の外形形状または高炉に隣接する構造物の少なくとも一方に基づいて補正することとしてもよい。 Further, in the above-described method for acquiring information in the blast furnace of the present invention, prior to selecting a plurality of furnace wall portion reaching angles, the measured value of the detection frequency obtained for each reaching angle is measured by the outer shape of the blast furnace or the blast furnace. The correction may be based on at least one of the structures adjacent to.
高炉の外形形状や高炉に隣接する構造物は、宇宙線ミュオンの検出頻度に影響を与える。更に、高炉の外形形状や高炉に隣接する構造物は、大きさや存在位置を容易に計測することができるので、検出頻度に影響を与える宇宙線ミュオンの到達角度や、検出頻度に影響を与える大きさなどを見積もることができる。従って、このような見積もりの結果に基づいて、到達角度毎に得られた検出頻度の実測値を補正しておけば、炉壁と炉内との境界位置をより一層精度良く決定することができるので、耐火レンガの厚さを更に精度良く検出することが可能となる。 The outer shape of the blast furnace and the structures adjacent to the blast furnace affect the detection frequency of cosmic ray muons. Furthermore, since the outer shape of the blast furnace and the structure adjacent to the blast furnace can be easily measured in size and position, the arrival angle of cosmic ray muons that affect the detection frequency and the size that affects the detection frequency are large. You can estimate the size and so on. Therefore, if the measured value of the detection frequency obtained for each arrival angle is corrected based on the result of such estimation, the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace can be determined more accurately. Therefore, it is possible to detect the thickness of the refractory brick with higher accuracy.
また、上述した本発明の高炉内情報取得方法においては、到達角度方向について単位立体角あたりの検出頻度を取得するものとしても良い。 Further, in the above-described method for acquiring information in the blast furnace of the present invention, the detection frequency per unit solid angle may be acquired in the direction of the reaching angle.
こうすれば、検出器の設置角度に起因する検出頻度の変動を抑制することが可能となり好適である。例えば、検出器を取り替えて検出を継続したり、あるいは過去の検出結果との比較をするなどの場合、検出器の設置角度が同一でないことに起因して検出頻度が変化してしまうことがある。特に略平面形状の検出器を用いた場合には設置角度の影響を受けやすい。そこで到達角度の方向についての単位立体角あたりの検出頻度を取得するものとすれば、検出器の設置角度が異なったとしても設置角度の影響を回避した検出頻度を取得できるので、過去の検出結果との比較や検出結果の統合が可能となるので、より好適である。 This makes it possible to suppress fluctuations in the detection frequency due to the installation angle of the detector, which is preferable. For example, when replacing the detector to continue detection or comparing with past detection results, the detection frequency may change due to the fact that the detectors are not installed at the same angle. .. In particular, when a substantially flat detector is used, it is easily affected by the installation angle. Therefore, if the detection frequency per unit solid angle in the direction of the reaching angle is acquired, the detection frequency avoiding the influence of the installation angle can be acquired even if the installation angle of the detector is different. It is more preferable because it enables comparison with and integration of detection results.
また、上述した本発明の高炉内情報取得方法においては、高炉内での炉壁と炉内との境界位置を、次のようにして決定しても良い。先ず、予測式を生成するに際して、炉壁部到達角度での実測値との最小二乗誤差を算出しておく。そして、予測式による予測値と、到達角度毎に得られた実測値との偏差を求めて、この偏差を最小二乗誤差とを比較することによって、境界位置を決定するようにしてもよい。 Further, in the above-described method for acquiring information in the blast furnace of the present invention, the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace in the blast furnace may be determined as follows. First, when generating the prediction formula, the least squares error with the measured value at the furnace wall arrival angle is calculated. Then, the boundary position may be determined by obtaining the deviation between the predicted value by the prediction formula and the actually measured value obtained for each arrival angle and comparing this deviation with the least squares error.
こうすれば、高炉内での炉壁と炉内との境界位置を、より一層合理的に決定することができ、耐火レンガの厚さを精度良く検出することが可能となる。 In this way, the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace in the blast furnace can be determined more rationally, and the thickness of the refractory brick can be detected with high accuracy.
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
A.装置構成 :
図1は、高炉1を透過してきた宇宙線ミュオンを検出する検出器10についての説明図である。図1(a)には、掲出対象の高炉1に対して検出器10を設置した様子が示されており、図1(b)には、検出器10の概略形状が示されている。図1(a)に示されるように、高炉1は、耐火レンガなどの耐火物を円環状に積み上げることによって形成された大きな構造物であり、耐火レンガなどによる炉壁1bの内側には、円形断面の炉内1aが形成されている。高炉1の上端は開口しており、ここから鉄鉱石やコークスなどを投入して炉内1aで加熱すると、高温によって鉄鉱石から溶け出した銑鉄が炉内1aに溜まって、図示しない流出口から外部に流出するようになっている。また、検出器10は、高炉1の底部の側面から離間した位置から、高炉1を少し見上げる状態で設置されている。
Hereinafter, examples will be described in order to clarify the contents of the present invention described above.
A. Device configuration :
FIG. 1 is an explanatory diagram of a
本実施例では、検出器10として、原子核乾板が用いられている。原子核乾板とは、厚さ数十ミクロンのゼラチン膜に微細な臭化銀の結晶を一様に分散させた一種のフィルムであり、宇宙線ミュオンがゼラチン膜を通過すると、その軌跡がゼラチン膜内に記録されるようになっている。そして、その軌跡を読み取ることで、宇宙線ミュオンがゼラチン膜を通過した位置、および通過した方向を検出することができる。
In this embodiment, a nuclear emulsion plate is used as the
図1(b)に示した例では、検出器10の検出面10a上のP1点で、破線の矢印で示した方向から宇宙線ミュオンが通過している。図示されるように、P1点から検出面10aの法線方向にz軸を取り、検出面10a上で水平方向にx軸を、x軸およびz軸に直角にy軸を設定すると、宇宙線ミュオンがP1点を通過した方向は、z軸に対するy軸周りの角度θ1(以下では、z軸に対するy軸周りの角度を「ヨウ角」θと称する)と、x軸周りの角度φ1(以下では、z軸に対するx軸周りの角度を「仰角」φと称する)とを用いて表すことができる。また、P2点では、一点鎖線の矢印で示した方向から宇宙線ミュオンが通過しているが、この宇宙線ミュオンについても同様にしてx軸、y軸、z軸を設定することによって、宇宙線ミュオンが通過した方向を表すヨウ角θ2および仰角φ2を検出することができる。尚、原子核乾板に残った軌跡から宇宙線ミュオンの通過方向を検出する具体的な方法については周知であるため、ここでは説明は省略する。また、宇宙線ミュオンが通過したヨウ角および仰角の組合せを、以下では、宇宙線ミュオンの「到達角度」と称することがあるものとする。
In the example shown in FIG. 1 (b), the cosmic ray muon passes from the direction indicated by the broken line arrow at the point P1 on the
このようにして、検出器10で検出された宇宙線ミュオンの軌跡の1つ1つについて、宇宙線ミュオンが通過したヨウ角および仰角が得られたら、今度は、それらを、所定のヨウ角毎および所定の仰角毎に集計する。そのための準備として、先ず、検出器10で検出可能なヨウ角方向の角度範囲を所定のヨウ角幅dθずつに区分し、仰角方向の角度範囲を所定の仰角幅dφずつに区分する。
In this way, for each of the trajectories of the cosmic ray muons detected by the
図2は、検出器10で検出可能なヨウ角方向の角度範囲を所定のヨウ角幅dθずつに区分し、仰角方向の角度範囲を所定の仰角幅dφずつに区分した様子を概念的に示した説明図である。このように、検出器10で検出可能な角度範囲を、所定のヨウ角幅dθずつおよび所定の仰角幅dφずつに区分しておけば、検出器10で検出された宇宙線ミュオンは、必ず何れかのマス目に分類されることになる。従って、図1(a)に例示したような状態で高炉1の側に検出器10を設置して、例えば数ヶ月間に亘って多数の宇宙線ミュオンを検出した結果を集計すれば、図2に示したマス目の1つ1つに対して宇宙線ミュオンの検出頻度が設定された頻度分布を得ることができる。
FIG. 2 conceptually shows how the angle range in the weapon direction that can be detected by the
尚、本実施例では、検出器10として原子核乾板を用いているが、宇宙線ミュオンの通過方向を検出することができれば、他の方法を用いることもできる。但し、原子核乾板を用いれば、電源が不要であるため、長期間に亘って安定して宇宙線ミュオンを検出することができ、しかも、検出面10a上での空間分解能が高いので、宇宙線ミュオンが高い密度で検出されても、個々の宇宙線ミュオンを分離して通過方向を検出することができる。このため、原子核乾板を用いれば、十分な数の宇宙線ミュオンの通過を蓄積することができる。後述する本実施例の境界位置検出処理で必要な検出精度を確保するためには、図2に例示した1つ1つのマス目に対して十分な数の検出頻度が必要であり、そのためには、検出器10では、非常に多くの宇宙線ミュオンを検出する必要がある。この点で、検出器10として原子核乾板を用いる方法は、宇宙線ミュオンを長期間に亘って安定して検出することができ、しかも、検出結果を高密度で記録することができるので、本実施例の境界位置検出処理には特に適しているということができる。
In this embodiment, a nuclear dry plate is used as the
B.高炉の炉壁と炉内との境界位置を検出する原理 :
以上のようにして、宇宙線ミュオンの到達角度に対する検出頻度の分布が分かれば、高炉1の内部での炉壁1bと炉内1aとの境界位置を検出することができる。これは次のような原理によるものである。
B. Principle of detecting the boundary position between the furnace wall of the blast furnace and the inside of the furnace:
As described above, if the distribution of the detection frequency with respect to the arrival angle of the cosmic ray muon is known, the boundary position between the
例えば、図2(a)中で、破線の矩形で囲った範囲の検出頻度について着目する。これらの検出頻度は、ヨウ角θは異なるものの、仰角がφ1で得られた検出頻度である。ここで、高炉1の形状寸法や、高炉1から検出器10までの距離L、高炉1に対する検出器10の設置角度などの情報は予め調べておくことができるから、検出器10からの仰角がφ1で高炉1を横切る平面は容易に決定することができる。更に、平面が決まれば、それぞれのヨウ角θから飛来してきた宇宙線ミュオンの行路も決定することができる。
For example, in FIG. 2A, attention is paid to the detection frequency in the range surrounded by the broken line rectangle. These detection frequencies are the detection frequencies obtained when the elevation angle is φ1, although the weft angle θ is different. Here, since information such as the shape and dimensions of the
図3は、仰角がφ1で、ヨウ角θが異なる方向から検出器10に飛来してきた宇宙線ミュオンの行路を例示した説明図である。高炉1の形状寸法や、高炉1から検出器10までの距離L、高炉1に対する検出器10の設置角度などは既知であるから、検出器10からの仰角がφ1で高炉1を横切る平面は、図3(a)中に一点鎖線で示した平面DPに決定することができ、この平面DPで高炉1の断面を取ると図3(b)が得られる。そして、この断面上で、検出器10に対するヨウ角θを決めれば、例えば図中に破線で示した行路A〜行路Fのように、ヨウ角θに応じた宇宙線ミュオンの行路を決定することができる。尚、図中で斜線を付して表示した部分は、高炉1の炉壁1bであり、炉壁1bの内側が炉内1aとなる。通常の場合は、炉内1aは銑鉄で満たされている。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the path of cosmic ray muons that have come to the
図3(b)に例示した行路A〜行路Fの中で、行路A〜行路Cは、炉壁1bの部分と炉内1aの部分とを通過しているが、行路Dおよび行路Eは、炉壁1bの部分は通過するが、炉内1aの部分は通過していない。更に、行路Fについては、炉壁1bの部分も炉内1aの部分も通過していない。また、それぞれの行路間で、炉壁1bを通過する長さや、炉内1aを通過する長さは異なっている。このように、ヨウ角θが変わると、炉壁1bや炉内1aを通過する長さが変化する。尚、図3(b)では、ヨウ角θが正の値を取る場合について表示しているが、ヨウ角θが負の値を取る場合についても、全く同様なことが成立する。そこで、説明が煩雑となることを避けるために、以下では、ヨウ角θが正の値を取る場合について説明する。
In the routes A to F illustrated in FIG. 3 (b), the routes A to C pass through the portion of the
図4は、行路A〜行路Fについて、炉壁1bや炉内1aを通過する長さを比較した結果についての説明図である。先ず、炉壁1bと炉内1aとを区別せずに全体を高炉1として見ると、行路A〜行路Fへと、ヨウ角θが大きな行路になるに従って、高炉1を通過する長さが短くなっている。次に、炉壁1bと炉内1aとを区別して見ると、行路A〜行路Cへとヨウ角θが大きくなるに従って、炉内1aの部分を通過する長さが短くなり、行路Dでは、炉内1aを通過する長さが0となる。更に、行路Dから行路Eへと、ヨウ角θが大きくなるに従って、炉壁1bの部分を通過する長さが短くなり、行路Fでは、炉壁1bを通過する長さも0となる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the results of comparing the lengths of the passages A to F passing through the
ここで、物質を通過する宇宙線ミュオンは、通過する物質の質量が大きくなるほど、減衰量が大きくなることが知られている。そして、通常の場合は、炉内1aの部分は銑鉄で満たされており、銑鉄は耐火レンガの2倍〜3倍程度の質量を有しているから、行路A〜行路Fの中では、炉内1aの部分を通過する長さの最も長い行路Aが、宇宙線ミュオンの減衰量が最も大きくなる。そして、炉内1aを通過する長さが短くなるに従って、行路B、行路Cの順番で減衰量が小さくなっていく。このときの減衰量の変化量は、銑鉄の質量に依存する。そして、炉内1aを通過する長さが0になった後は、行路D、行路Eへと、炉壁1bの部分を通過する長さが短くなるに従って減衰量が小さくなり、炉壁1bを通過する長さも0になる行路Fが最も減衰量が小さくなる。このときの減衰量の変化量は、耐火レンガの質量に依存する。上述したように銑鉄と耐火レンガとは大きな質量差があるから、炉内1a(すなわち銑鉄の部分)を通過する長さが0になるヨウ角を境として、ヨウ角が小さな領域(銑鉄の部分を通過する領域)と、ヨウ角が大きな領域(銑鉄の部分を通過しない領域)とで、減衰量の変化の仕方が不連続になる。そして、このような減衰量の変化は、宇宙線ミュオンの検出頻度に表れる。
Here, it is known that the cosmic ray muon passing through a substance has a larger amount of attenuation as the mass of the passing substance increases. In a normal case, the
図5は、ヨウ角θに応じて、宇宙線ミュオンの減衰量が変化する様子を概念的に示した説明図である。地上に降り注ぐ宇宙線ミュオンは、図6に示すようなエネルギー分布を有することが知られている。仮に、宇宙線ミュオンが高炉1を透過する行路の減衰量をaとしたときに、その減衰量aよりもエネルギーの小さな宇宙線ミュオンは高炉1内で止まってしまう。従って、その行路を通って検出器10で検出される宇宙線ミュオンは、減衰量aよりも大きなエネルギーを有する宇宙線ミュオン(すなわち、図6中で斜線を付した部分)となる。
FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing how the amount of attenuation of cosmic ray muons changes according to the weft angle θ. Cosmic ray muons that fall on the ground are known to have an energy distribution as shown in FIG. Assuming that the attenuation amount of the path through which the cosmic ray muon passes through the
図6から明らかなように、行路の減衰量が大きくなるに従って、検出器10で検出される宇宙線ミュオンの数は単調に減少していく。そして、図5に示したように、宇宙線ミュオンの減衰量はヨウ角θに応じて変化し、高炉1の炉内1aと炉壁1bとの境界に対応するヨウ角では、減衰量の変化の仕方が不連続となるので、宇宙線ミュオンの検出頻度の変化の仕方も不連続となる筈である。すなわち、図2(a)中で破線の矩形で囲ったように、ある仰角φで得られた宇宙線ミュオンの検出頻度を、横軸にヨウ角θをとって整理してやると、図7に例示したように、高炉1の炉内1aと炉壁1bとの境界に対応する部分で、検出頻度の変化の仕方が不連続になっている筈である。従って、このように、検出頻度の変化の仕方が不連続になっているヨウ角を検出すれば、高炉1内での炉内1aと炉壁1bとの境界位置を検出することが可能と考えられる。以上が、宇宙線ミュオンの検出頻度に基づいて、高炉1内での炉内1aと炉壁1bとの境界位置を検出する原理である。
As is clear from FIG. 6, the number of cosmic ray muons detected by the
しかし実際には、上述した方法では、炉内1aと炉壁1bとの境界位置を精度良く検出することは困難であった。これは次のような事情による。先ず、高炉1の内部では、高温になった銑鉄が流動しながら耐火レンガを浸食しており、浸食の程度は場所によって変わるので、炉壁1bの内側の形状は、もはや円形形状とはなっていない。しかも、銑鉄と耐火レンガとが接する部分では、銑鉄と耐火レンガとが混在した状態となっている。このため、図8に概念的に示したように、高炉1を通過する宇宙線ミュオンにとっては、高炉1の内部は、銑鉄が流動している炉内1aの部分から、耐火レンガで形成された炉壁1bの部分へと連続的に変化するような状態となっている。従って、実際の減衰量は、炉内1aと炉壁1bとの間で、図5に例示したように明確に変化するわけではない。加えて、到達角度毎に得られる検出頻度の値にも統計的なバラツキが存在している。
However, in reality, it has been difficult to accurately detect the boundary position between the furnace interior 1a and the
これらの理由から、実際に得られる宇宙線ミュオンの検出頻度は、図9に例示したようなデータとなっており、炉内1aと炉壁1bとの境界位置を決定することが困難となっている。そこで、図9に例示したような検出頻度からでも、高炉1内での炉内1aと炉壁1bとの境界位置を精度良く検出可能とするために、以下のような方法を開発した。
For these reasons, the actual detection frequency of cosmic ray muons is as illustrated in FIG. 9, and it becomes difficult to determine the boundary position between the furnace interior 1a and the
C.本実施例の境界位置検出方法 :
図10および図11は、本実施例の境界位置検出処理のフローチャートである。この処理は、検出器10の原子核乾板を解析する図示しないコンピューターによって実行される。図10に示されるように、境界位置検出処理では先ず始めに、原子核乾板に記録された宇宙線ミュオンの軌跡を1つ選択する(ステップS100)。そして、軌跡の画像を解析することによって、その宇宙線ミュオンが検出器10に到達した時の仰角φおよびヨウ角θを検出する(ステップS101)。仰角φおよびヨウ角θを検出する方法については、周知であるため、ここでは説明を省略する。
C. Boundary position detection method of this embodiment:
10 and 11 are flowcharts of the boundary position detection process of this embodiment. This process is performed by a computer (not shown) that analyzes the nuclear emulsion of the
その後、得られた仰角φおよびヨウ角θを、仰角については所定の角度幅dφ、ヨウ角については所定の角度幅dθを用いて量子化して、量子化後の仰角φおよびヨウ角θが表す到達角度の検出頻度に「1」を加算する(ステップS102)。続いて、原子核乾板上に記憶されている全ての軌跡を処理したか否かを判断し(ステップS103)、未処理の軌跡が残っている場合は(ステップS103:no)、先頭に戻って新たな軌跡を1つ選択した後(ステップS100)、上述した続く一連の操作を実行する。 Then, the obtained elevation angle φ and the weave angle θ are quantized using a predetermined angle width dφ for the elevation angle and a predetermined angle width dθ for the weft angle, and the elevation angle φ and the weft angle θ after quantization are expressed. "1" is added to the detection frequency of the arrival angle (step S102). Subsequently, it is determined whether or not all the loci stored on the nuclear emulsion plate have been processed (step S103), and if unprocessed loci remain (step S103: no), the process returns to the beginning and a new one is created. After selecting one locus (step S100), a series of subsequent operations described above are executed.
こうした操作を繰り返すことによって、原子核乾板上の全ての軌跡を処理したと判断したら(ステップS103:yes)、今度は、境界位置を検出しようとする仰角φで、それぞれのヨウ角θで得られた検出頻度を取得する(ステップS104)。その結果、図9に例示したように、それぞれのヨウ角θでの検出頻度が得られることになる。尚、図9では、ヨウ角θが正の値を取る範囲を表示しているが、ヨウ角θが負の値を取る範囲についても同様な結果を得ることができる。 When it was determined that all the trajectories on the nuclear emulsion were processed by repeating these operations (step S103: yes), this time, the elevation angle φ for detecting the boundary position was obtained at each weft angle θ. Acquire the detection frequency (step S104). As a result, as illustrated in FIG. 9, the detection frequency at each weft angle θ can be obtained. Although the range in which the weft angle θ takes a positive value is displayed in FIG. 9, the same result can be obtained for the range in which the weft angle θ takes a negative value.
前述したように、こうして得られた検出頻度からは、高炉1の炉壁1bと炉内1aとの境界位置を直ちに決定することは困難である。そこで、炉壁1bの最外部となるヨウ角位置を決定する(ステップS105)。高炉1の寸法形状や、高炉1から検出器10までの距離L、高炉1に対する検出器10の設置角度などは既知であるから、炉壁1bの最外部となるヨウ角位置は容易に決定することができる。尚、炉壁1bの最外部となるヨウ角位置は、本発明における「最外部到達角度」に対応する。続いて、炉壁1bの最外部から、炉内1aの方向に向かって、所定の複数個の実測値を、炉壁部実測値として取得する(ステップS106)。
As described above, it is difficult to immediately determine the boundary position between the
図12は、検出頻度の実測値の中から炉壁部実測値を選択する様子を示した説明図である。前述したように、炉壁1bの最外部に対応する実測値は予め決定しておくことができるから、その実測値を含めて、所定の複数個の実測値を炉壁部実測値として選択する。図12に示した例では、所定の複数個が4個に設定されているので、図中に黒丸で表示した4つの実測値が炉壁部実測値となる。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing how the actual measurement value of the furnace wall portion is selected from the actual measurement values of the detection frequency. As described above, since the actual measurement value corresponding to the outermost part of the
ここで、炉壁部実測値を選択する操作について補足して説明する。図9を用いて前述したように、ヨウ角θ毎に得られた検出頻度の実測値では、高炉1の炉内1aの部分と、炉壁1bの部分との境界位置が明確には分からない。その一方で、炉壁1bの最外部に対応する位置は正確に決定することができる。従って、炉壁1bの最外部から炉内1aの方向に向かって幾つかの実測値については、(炉内1aの部分ではなく)炉壁1bの部分に対応していることが保証されていると考えて良い。炉壁部実測値として選択する複数の実測値は、このように、炉壁1bの部分に対応していると考えて良い実測値である。図10のステップS102でヨウ角θを量子化する角度幅dθをある程度の小さな値に設定しておけば、たとえ検出頻度の実測値にバラツキがあったとしても、最外部から所定の複数個の実測値については、確実に炉壁1bの部分に対応すると考えることができる。
Here, the operation of selecting the measured value of the furnace wall portion will be supplementarily described. As described above with reference to FIG. 9, the measured value of the detection frequency obtained for each weft angle θ does not clearly show the boundary position between the
また、「所定の複数個」の数(すなわち、炉壁部実測値として選択する個数)は、後述する予測式の関数形に応じて設定されている。本実施例では、予測式の関数形として、ヨウ角θを変数とする2次の多項式を用いているので、所定の複数個の数は4個に設定されている。もちろん、4個に限らず、より多くの個数に設定しても良い。一般的には、炉壁部実測値として選択する個数が多くなるほど、高炉1内の炉壁1bと炉内1aとの境界位置を精度良く検出することができる。但し、むやみに多くの個数を選択すると、炉内1aの部分の実測値も炉壁部実測値として選択してしまい、境界位置の検出精度が低下する虞が生じる。
Further, the number of "predetermined plurality" (that is, the number selected as the actual measurement value of the furnace wall portion) is set according to the functional form of the prediction formula described later. In this embodiment, since a quadratic polynomial with the weft angle θ as a variable is used as the functional form of the prediction formula, a predetermined plurality of numbers are set to four. Of course, the number is not limited to four, and a larger number may be set. In general, the larger the number selected as the actual measurement value of the furnace wall portion, the more accurately the boundary position between the
そこで、図10のステップS106では、炉壁1bの最外部の実測値を含めて所定の複数個の実測値を選択した上で、更に内側の実測値も炉壁部実測値として選択できるか否かを、人間が判断することが望ましい。すなわち、自動的に選択された炉壁部実測値(図12中で黒丸によって表示した実測値)よりも内側に存在する実測値について、ヨウ角θに対する検出頻度の変化から、確実に炉壁1bの部分に対応すると判断できる場合には、その実測値についても炉壁部実測値に含めて、以降の操作を行うことが望ましい。こうすれば、炉内1aの部分の実測値も炉壁部実測値として選択してしまうことなく、選択する炉壁部実測値の個数を増やすことができるので、炉壁1bと炉内1aとの境界位置の検出精度を向上させることができる。
Therefore, in step S106 of FIG. 10, after selecting a plurality of predetermined actual measurement values including the outermost actual measurement value of the
その後、こうして取得した複数個の炉壁部実測値を用いて、ヨウ角θから検出頻度を予測する予測式を決定する(ステップS107)。予測式を決定する方法には、いわゆる最小二乗法を用いた周知の方法を用いることができる。上述したように本実施例では、予測式の関数形として、ヨウ角θを変数とする2次の多項式を用いている。このため、少なくとも3つのヨウ角θでの実測値が得られれば、予測式を決定することができ、4つ以上の実測値が得られれば、最小二乗誤差を含めて予測式を求めることができる。尚、予測式の関数形としては、ヨウ角θを変数とする2次の多項式に限られるわけではない。少ない実測値で精度良く予測可能な予測式を決定するためには、適切な関数形を用いることが重要であるため、試行錯誤によって適切な関数形が選択される。 After that, a prediction formula for predicting the detection frequency is determined from the weft angle θ by using the plurality of measured values of the furnace wall portion thus acquired (step S107). As a method for determining the prediction formula, a well-known method using the so-called least squares method can be used. As described above, in this embodiment, a quadratic polynomial with the weft angle θ as a variable is used as the functional form of the prediction formula. Therefore, the prediction formula can be determined if the measured values at at least three weft angles θ are obtained, and the prediction formula can be obtained including the least squares error if four or more measured values are obtained. it can. The functional form of the prediction formula is not limited to a quadratic polynomial with the weft angle θ as a variable. Since it is important to use an appropriate functional form in order to determine an accurate and predictable prediction formula with a small number of measured values, an appropriate functional form is selected by trial and error.
こうしてヨウ角θを変数として検出頻度を予測する予測式が得られたら、その時に得られた最小二乗誤差も記憶しておく(ステップS108)。最小二乗誤差とは、簡単に言えば、予測式を決定するために用いた全ての実測値と、得られた予測式による予測値との偏差の平均値のようなものである。本実施例では、予測式を決定するために最小二乗法を用いており、ヨウ角θを変数とする2次の多項式による予測式を、4つの実測値を用いて決定しているので、予測式を決定する際に最小二乗誤差も同時に求められる。そこで、ステップS108では、得られた最小二乗誤差を記憶しておく。また、最小二乗法以外の方法を用いて予測式を決定した場合は、予測式の決定に用いた実測値と、得られた予測式による予測値とを用いて、最小二乗誤差を算出して記憶する。 When the prediction formula for predicting the detection frequency is obtained with the weft angle θ as a variable, the least squares error obtained at that time is also stored (step S108). The least squares error is simply the average value of the deviations between all the measured values used to determine the prediction formula and the predicted values obtained by the prediction formula. In this embodiment, the least squares method is used to determine the prediction formula, and the prediction formula using a quadratic polynomial with the weft angle θ as a variable is determined using four actually measured values. The least squares error is also calculated when determining the equation. Therefore, in step S108, the obtained least squares error is stored. When the prediction formula is determined using a method other than the least squares method, the minimum square error is calculated using the measured value used for determining the prediction formula and the predicted value based on the obtained prediction formula. Remember.
続いて、炉壁部実測値よりも1つ内側(炉内1aの方向)の実測値を検査実測値として選択する(図11のステップS109)。図13は、検査実測値を選択した様子を示す説明図である。図中の黒丸は炉壁部実測値を表しており、太い実線の曲線は、炉壁部実測値から得られた予測式を表している。図11のステップS109では、炉壁部実測値の1つ内側にある実測値p1を、検査実測値として選択する。 Subsequently, the actually measured value one inside (in the direction of 1a in the furnace) from the actually measured value of the furnace wall portion is selected as the actually measured value for inspection (step S109 in FIG. 11). FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which the actual inspection value is selected. The black circles in the figure represent the measured values of the furnace wall, and the thick solid curve represents the prediction formula obtained from the measured values of the furnace wall. In step S109 of FIG. 11, the actual measurement value p1 inside the actual measurement value of the furnace wall portion is selected as the inspection actual measurement value.
そして、検査実測値として選択した実測値p1のヨウ角θ1での予測値を、予測式を用いて算出した後(ステップS110)、検査実測値と予測値との偏差が、最小二乗誤差よりも大きいか否かを判断する(ステップS111)。その結果、偏差が、最小二乗誤差よりも小さいと判断した場合は(ステップS111:no)、その検査実測値よりも1つ内側の実測値を、新たな検査実測値として選択する(ステップS112)。図13に示した例では、実測値p1と、ヨウ角θ1での予測値との偏差は最小二乗誤差よりも小さいと判断して、実測値p1よりも1つ内側にある実測値p2を、新たな検査実測値として選択する。 Then, after calculating the predicted value of the measured value p1 selected as the measured measurement value at the weapon θ1 using the prediction formula (step S110), the deviation between the measured measurement value and the predicted value is larger than the least squares error. It is determined whether or not it is large (step S111). As a result, when it is determined that the deviation is smaller than the least squares error (step S111: no), the actual measurement value one inside the actual measurement value of the inspection is selected as a new actual measurement value of the inspection (step S112). .. In the example shown in FIG. 13, it is determined that the deviation between the measured value p1 and the predicted value at the weapon θ1 is smaller than the least squares error, and the measured value p2, which is one inside the measured value p1, is set. Select as a new test measurement value.
こうして新たな検査実測値を選択したら(ステップS112)、その検査実測値のヨウ角(実測値p2に対してはヨウ角θ2)での予測値を算出した後(ステップS110)、検査実測値と予測値との偏差が、最小二乗誤差よりも大きいか否かを判断する(ステップS111)。このような操作を繰り返すことによって、やがては、検査実測値と予測値との偏差が、最小二乗誤差よりも大きくなるような実測値が選択されて、ステップS111で「yes」と判断されることになる。図13に示した例では、実測値p2が、このような実測値に該当する。 After selecting a new inspection actual measurement value in this way (step S112), after calculating the predicted value of the inspection actual measurement value at the weapon angle (yaw angle θ2 for the actual measurement value p2) (step S110), the inspection actual measurement value and It is determined whether or not the deviation from the predicted value is larger than the least squares error (step S111). By repeating such an operation, an actually measured value such that the deviation between the actually measured inspection value and the predicted value becomes larger than the least squares error is selected, and it is determined as "yes" in step S111. become. In the example shown in FIG. 13, the actually measured value p2 corresponds to such an actually measured value.
その後、最後に検査実測値として選択していた実測値に対応するヨウ角(図13に示した例ではθ2)と、その1つ前に検査実測値として選択した実測値に対応するヨウ角(図13に示した例ではθ1)との間のヨウ角を、高炉1の炉壁1bと炉内1aとの境界位置として決定した後(ステップS114)、本実施例の境界位置検出処理を終了する。図14には、こうして検出された境界位置が示されている。
After that, the youth angle corresponding to the measured value selected as the inspection measured value at the end (θ2 in the example shown in FIG. 13) and the youth angle corresponding to the measured value selected as the inspection measured value immediately before that (θ2). In the example shown in FIG. 13, after the angle between θ1) is determined as the boundary position between the
以上に説明した本実施例の境界位置検出方法では、様々なヨウ角に対して得られた検出頻度の実測値の中から、宇宙線ミュオンが高炉1の炉壁1bの部分は通過しているが、炉内1aの部分は通過していないことが確実な実測値(すなわち、炉壁部実装値)を選択する。そして、それらの実測値を用いて、予測式を生成する。こうすれば、宇宙線ミュオンの行路が炉内1aに掛からない角度範囲内であれば、ヨウ角に対して妥当な予測値が得られる予測式を決定することができる。逆に言えば、こうして得られた予測式から外れる実測値は、宇宙線ミュオンの行路の一部が炉内1aに掛かっていることを示している。従って、上述した方法で境界位置を検出してやれば、図9に例示したような実測値からでも、高炉1内での炉壁1bと炉内1aとの境界位置を精度良く決定することが可能となる。
In the boundary position detection method of the present embodiment described above, the cosmic ray muon passes through the
また、上述した本実施例の方法は、次のような利点も有している。例えば、上述した実施例では、高炉1の外表面の形状が円錐形状であるものとして説明した。しかし、実際の高炉1の外表面は、単純な円錐形状であるとは限らず、歪んだ形状となっている可能性もある。図15には、高炉1の外表面の一部が所々で膨らんでいる場合が示されている。このような場合、ヨウ角の変化によって、行路が炉壁1bの部分を通過する長さも、高炉1の外表面が単純な円錐形状であった場合とは微妙に異なったものとなり、その結果、宇宙線ミュオンの検出頻度の実測値も異なったものとなる。
In addition, the method of the present embodiment described above also has the following advantages. For example, in the above-described embodiment, the shape of the outer surface of the
あるいは、上述した実施例では、宇宙線ミュオンの検出頻度は、宇宙線ミュオンの行路上での減衰量によって決まるものとして説明した。しかし、宇宙線ミュオンは、全ての方向から均等な頻度で飛来してくるわけではない。従って、実際に計測される検出頻度は、ヨウ角の違いによって、宇宙線ミュオンが飛来する頻度の違いによる影響も受けていることになる。これに対して、上述した本実施例の方法では、これらの影響も考慮した状態での予測式が得られるので、これらの外乱の影響を意識することなく、十分な精度で、高炉1内での炉壁1bと炉内1aとの境界位置を決定することが可能となる。
Alternatively, in the above-described embodiment, the detection frequency of cosmic ray muons has been described as being determined by the amount of attenuation of cosmic ray muons on the path. However, cosmic ray muons do not fly from all directions at an equal frequency. Therefore, the actually measured detection frequency is also affected by the difference in the frequency of cosmic ray muons coming in due to the difference in the angle of weft. On the other hand, in the method of the present embodiment described above, since a prediction formula can be obtained in a state in which these influences are also taken into consideration, the prediction formula can be obtained in the
D.変形例 :
上述した実施例では、到達角度(すなわち、量子化された仰角およびヨウ角)毎に得られた宇宙線ミュオンの検出頻度を、そのまま用いて、高炉1内での炉壁1bと炉内1aとの境界位置を決定するものとして説明した。しかし、必要に応じて、ヨウ角に対して得られた検出頻度の実測値に補正を加えてから、境界位置を決定することとしても良い。
D. Modification example:
In the above-described embodiment, the detection frequency of cosmic ray muons obtained for each reaching angle (that is, quantized elevation angle and weft angle) is used as it is for the
例えば、図16(a)に示したように、高炉1の外表面の一部に突起11が形成されていることがある。あるいは、図16(b)に示したように、高炉1の周辺に、鉄柱12などの質量の大きな物体が存在する場合もある。このような場合には、突起11や鉄柱12を行路では宇宙線ミュオンの減衰量が大きくなるので、対応するヨウ角で実測される検出頻度は小さくなる。
For example, as shown in FIG. 16A, a
ここで、突起11や鉄柱12は高炉1の外側に存在するので、その位置や大きさは容易に測定することができ、突起11や鉄柱12の影響を受けるヨウ角も決定することができる。更に、突起11や鉄柱12が存在することによる減衰量の増加量(あるいは減少量)も見積もることができるから、突起11や鉄柱12が存在しなかった場合に得られたであろう検出頻度も推定することができる。そこで、突起11や鉄柱12の影響を受けるヨウ角で実測された検出頻度を、推定した検出頻度に補正する。図17には、ヨウ角θaの位置で、白丸で表示された実測値を、黒丸で表示された推定値に補正している様子が例示されている。このような前処理を行った後、上述した本実施例の方法を用いて、高炉1内での炉壁1bと炉内1aとの境界位置を決定してやれば、より一層精度良く、境界位置を決定することが可能となる。
Here, since the
以上、本実施例および変形例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。 Although the present embodiment and the modified examples have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples and the modified examples, and can be carried out in various embodiments without departing from the gist thereof.
1…高炉、 1a…炉内、 1b…炉壁、 10…検出器、
11…突起、 12…鉄柱。
1 ... blast furnace, 1a ... inside the furnace, 1b ... furnace wall, 10 ... detector,
11 ... protrusions, 12 ... iron pillars.
Claims (5)
前記高炉を透過して前記検出器に到達した前記宇宙線ミュオンの検出頻度を、該検出器に対する前記宇宙線ミュオンの到達角度毎に取得する検出頻度取得工程と、
前記検出頻度の実測値が得られた複数の到達角度の中で、前記宇宙線ミュオンが前記高炉の炉壁は透過しているが、該高炉の炉内は透過していない到達角度である炉壁部到達角度を、少なくとも所定の複数個選択する炉壁部到達角度選択工程と、
前記複数の炉壁部到達角度で得られた前記検出頻度の実測値に基づいて、前記到達角度に対する前記検出頻度を予測する予測式を生成する予測式生成工程と、
前記予測式によって得られる予測値と、前記到達角度毎に得られた実測値との偏差に基づいて、前記炉壁と前記炉内との境界位置を決定する境界位置決定工程と
を備える高炉内情報取得方法。 By detecting cosmic ray muons that have passed through the blast furnace formed of refractory bricks using a detector installed away from the outer surface of the blast furnace, the boundary position between the furnace wall of the blast furnace and the inside of the furnace is detected. It is a method of acquiring information in the blast furnace to acquire information about
A detection frequency acquisition step of acquiring the detection frequency of the cosmic ray muon that has passed through the blast furnace and reached the detector for each arrival angle of the cosmic ray muon with respect to the detector.
Among the plurality of arrival angles at which the measured values of the detection frequencies were obtained, the cosmic ray muon is a furnace at which the furnace wall of the blast furnace is permeated but the inside of the blast furnace is not permeated. A step of selecting at least a predetermined number of wall arrival angles and a furnace wall arrival angle selection step.
A prediction formula generation step of generating a prediction formula for predicting the detection frequency with respect to the arrival angle based on the actually measured values of the detection frequencies obtained at the plurality of furnace wall portion arrival angles.
Inside the blast furnace including a boundary position determining step of determining the boundary position between the furnace wall and the inside of the furnace based on the deviation between the predicted value obtained by the prediction formula and the actually measured value obtained for each arrival angle. Information acquisition method.
前記複数個の炉壁部到達角度を選択するに先立って、前記高炉の外形形状と、該高炉と前記検出器との位置関係とに基づいて、前記宇宙線ミュオンが前記炉壁の最外部を透過している前記到達角度である最外部到達角度を決定する最外部到達角度決定工程を備え、
前記炉壁部到達角度選択工程は、前記最外部到達角度から前記高炉の炉内の方向に向かって、前記複数個の炉壁部到達角度を選択する工程である
ことを特徴とする高炉内情報取得方法。 The method for acquiring information in a blast furnace according to claim 1.
Prior to selecting the plurality of furnace wall portions, the cosmic ray muon touches the outermost part of the furnace wall based on the outer shape of the blast furnace and the positional relationship between the blast furnace and the detector. A step of determining the outermost arrival angle, which is the transparent arrival angle, is provided.
The furnace wall portion reaching angle selection step is a step of selecting the plurality of furnace wall portion reaching angles from the outermost reaching angle toward the inside of the furnace of the blast furnace. Acquisition method.
前記複数個の炉壁部到達角度を選択するに先立って、前記到達角度毎に得られた前記実測値を、前記高炉の外形形状または前記高炉に隣接する構造物の少なくとも一方に基づいて補正する実測値補正工程を備える高炉内情報取得方法。 The method for acquiring information in a blast furnace according to claim 1 or 2.
Prior to selecting the plurality of furnace wall portion reaching angles, the measured values obtained for each reaching angle are corrected based on the outer shape of the blast furnace or at least one of the structures adjacent to the blast furnace. A method for acquiring information in a blast furnace including an actual measurement value correction process.
前記検出頻度取得工程は前記到達角度に対応する方向についての単位立体角あたりの検出頻度を取得する工程である高炉内情報取得方法。 The method for acquiring information in a blast furnace according to claims 1 to 3.
The detection frequency acquisition step is a method for acquiring information in a blast furnace, which is a step of acquiring a detection frequency per unit solid angle in a direction corresponding to the arrival angle.
前記予測式生成工程は、前記予測式を生成するに際して、前記炉壁部到達角度での実測値との最小二乗誤差を算出して記憶する工程であり、
前記境界位置決定工程は、前記予測式による予測値と前記到達角度毎に得られた実測値との偏差と、前記最小二乗誤差とを比較することによって、前記境界位置を決定する工程である高炉内情報取得方法。 The method for acquiring information in a blast furnace according to any one of claims 1 to 4.
The prediction formula generation step is a step of calculating and storing the least squares error with the measured value at the furnace wall reaching angle when generating the prediction formula.
The boundary position determining step is a step of determining the boundary position by comparing the deviation between the predicted value by the prediction formula and the actually measured value obtained for each arrival angle with the least squares error. Information acquisition method.
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