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JP5656219B2 - Impedance measurement sensor and impedance measurement device - Google Patents

Impedance measurement sensor and impedance measurement device Download PDF

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JP5656219B2
JP5656219B2 JP2010281028A JP2010281028A JP5656219B2 JP 5656219 B2 JP5656219 B2 JP 5656219B2 JP 2010281028 A JP2010281028 A JP 2010281028A JP 2010281028 A JP2010281028 A JP 2010281028A JP 5656219 B2 JP5656219 B2 JP 5656219B2
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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、特にロッド状部材を有する、例えば原子炉内の燃料棒被覆管の表面に形成される流体の液膜厚等、前記表面における前記流体の状態と同時に、各燃料棒被覆管の間の2点間を流通する流体の状態を把握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 in particular, has a rod-shaped member, for example, the fluid film thickness formed on the surface of a fuel rod cladding tube in a nuclear reactor, and the state of the fluid on the surface. It is useful when applied to grasping the state of fluid flowing between two points between each fuel rod cladding tube.

例えば原子炉の燃料棒被覆管や復水器、蒸気発生器等の熱交換器では、伝熱量を定める上で、伝熱面に形成される液膜厚さを把握することが重要である。従来は一点や線分における液膜厚さ変動が計測されてきたが、気相からの剪断を受ける液膜は多次元流動であるため、対象面の液膜厚さ分布を時系列で捉えることが望ましい。これらの構造体の表面に付着している導電性の液膜厚さの時間分布および空間分布を計測する手法として、一対の電極間における導電性流体のインピーダンス変化に基づき液膜厚を計測する液膜厚計測方法が知られている。かかる液膜厚計測を実現するため、電極対を多数形成した多点電極方式の液膜厚計測センサが提案されている(例えば非特許文献1参照)。   For example, in heat exchangers such as reactor fuel rod cladding tubes, condensers, and steam generators, it is important to know the thickness of the liquid film formed on the heat transfer surface when determining the amount of heat transfer. Conventionally, liquid film thickness fluctuations at a single point or line segment have been measured, but the liquid film subjected to shear from the gas phase is multidimensional, so the liquid film thickness distribution on the target surface can be captured in time series. Is desirable. As a method of measuring the time distribution and spatial distribution of the conductive liquid film thickness adhering to the surface of these structures, a liquid film thickness measuring liquid film is measured based on a change in the impedance of the conductive fluid between a pair of electrodes. A film thickness measuring method is known. In order to realize such a liquid film thickness measurement, a multi-point electrode liquid film thickness measurement sensor in which a large number of electrode pairs are formed has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

一方、前記燃料棒被覆管等を含む熱交換器の管路の間を流れる冷却水の状況を把握することは機器の熱設計上肝要であり、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必要になる。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。   On the other hand, grasping the state of the cooling water flowing between the pipes of the heat exchanger including the fuel rod cladding tube etc. is important for the thermal design of the equipment. It is necessary to accurately grasp the water state (gas / liquid abundance, etc.) and behavior (flow velocity, flow direction). 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.

そこで、原子炉の燃料棒被覆管等の表面に形成される冷却水の膜厚等、その状態と同時に前記燃料棒被覆管等の管路の間を流れる冷却水の状態を把握することで機器の熱設計上の有用な情報が得られると考えられる。さらに一般化すれば、流体に限らず管路の表面方向の媒体の状態と同時に、管路間の媒体の状態を多点で把握することは、管路を構成要素とする機器の熱設計等を考慮した場合、種々の有用な情報が得られると考えられる。   Therefore, by grasping the state of the cooling water formed on the surface of the fuel rod cladding tube, etc. of the nuclear reactor, and the state of the cooling water flowing between the fuel rod cladding tube, etc. at the same time, the equipment It is thought that useful information on the thermal design of can be obtained. To further generalize, it is possible to grasp the state of the medium between the pipes at multiple points simultaneously with the state of the medium in the surface direction of the pipes as well as the fluid. In view of the above, it is considered that various useful information can be obtained.

Novel fluid dynamic instrumentation for mixing studies developed at ETH Zurich and PSI(The 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics Kanazawa City Isikawa Prefecture,Japan, September 27 October 2.2009Novel fluid dynamic instrumentation for mixing studies developed at ETH Zurich and PSI (The 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics Kanazawa City Isikawa Prefecture, Japan, September 27 October 2.2009

本発明は、上記従来技術に鑑み、ロッド状部材間および周囲に存在する媒体を測定対象とする場合に適用してロッド状部材の表面における前記媒体の状態とともに、前記ロッド状部材間および周囲に存在する媒体の状態を容易且つ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。   The present invention is applied to a case where a medium existing between and around the rod-shaped members is a measurement object in view of the above-described prior art, and the state of the medium on the surface of the rod-shaped member and between and around the rod-shaped members. An object of the present invention is to provide an impedance measurement sensor and an impedance measurement device that can easily and accurately measure the state of an existing medium.

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、励起電極および計測電極からなる第1の電極対の複数個と、前記励起電極および計測電極間を電気的に絶縁する絶縁部とを有して前記励起電極と前記計測電極間に接触される前記媒体のインピーダンスを計測するための多点電極センサと、前記励起電極または計測電極との間の前記媒体のインピーダンスを計測するよう前記励起電極または計測電極の一方と第2の電極対を形成して計測電極または励起電極として機能させる他の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 that uses a medium existing between and around a plurality of rod-shaped members as a measurement object, and includes a first electrode comprising an excitation electrode and a measurement electrode A multi-point electrode for measuring impedance of the medium in contact with the excitation electrode and the measurement electrode, having a plurality of pairs and an insulating part for electrically insulating the excitation electrode and the measurement electrode Another electrode that functions as a measurement electrode or an excitation electrode by forming a second electrode pair with one of the excitation electrode or the measurement electrode so as to measure the impedance of the medium between the sensor and the excitation electrode or the measurement electrode And an impedance measurement sensor characterized by comprising:

本態様によれば、第1の電極を有する多点電極センサにより励起電極および計測電極の間の媒体のインピーダンスを計測して多点電極センサの表面方向の媒体の状態を検出することができ、同時に第2の電極対を形成する多点電極センサと他の電極との間の媒体のインピーダンスを計測することにより多点電極センサと他の電極との間の媒体の状態を計測することができる。ここで、多点電極センサの励起電極または計測電極は第2の電極対の一方の電極として機能させることができる。   According to this aspect, the state of the medium in the surface direction of the multipoint electrode sensor can be detected by measuring the impedance of the medium between the excitation electrode and the measurement electrode by the multipoint electrode sensor having the first electrode, At the same time, the state of the medium between the multipoint electrode sensor and the other electrode can be measured by measuring the impedance of the medium between the multipoint electrode sensor forming the second electrode pair and the other electrode. . Here, the excitation electrode or the measurement electrode of the multipoint electrode sensor can function as one electrode of the second electrode pair.

本発明の第2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、励起電極および計測電極からなる第1の電極対の複数個と、前記励起電極および計測電極間を電気的に絶縁する絶縁部とを有して前記励起電極と前記計測電極間に接触される前記媒体のインピーダンスを計測するための多点電極センサと、前記多点電極センサに前記励起電極および計測電極と独立させて設けた励起電極または計測電極として機能させる個別電極と、前記個別電極との間の前記媒体のインピーダンスを計測するよう前記個別電極とともに第2の電極対を形成する計測電極または励起電極として機能させる他の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 second aspect of the present invention is an impedance measurement sensor for measuring a medium existing between and around a plurality of rod-shaped members, and includes a plurality of first electrode pairs each including an excitation electrode and a measurement electrode. A multi-point electrode sensor for measuring the impedance of the medium that is in contact with the excitation electrode and the measurement electrode by having an insulating portion that electrically insulates the excitation electrode and the measurement electrode; A point electrode sensor is provided with an individual electrode that functions as an excitation electrode or a measurement electrode provided independently of the excitation electrode and the measurement electrode, and a second electrode together with the individual electrode so as to measure the impedance of the medium between the individual electrode and the second electrode. An impedance measurement sensor having a measurement electrode that forms an electrode pair or another electrode that functions as an excitation electrode.

本態様によれば、多点電極センサの個別電極を第2の電極対の一方の電極として機能さ
せることで、第1の態様に記載したインピーダンス計測センサと同様の作用を得ることができる。
According to this aspect, the function similar to that of the impedance measurement sensor described in the first aspect can be obtained by causing the individual electrode of the multipoint electrode sensor to function as one electrode of the second electrode pair.

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、前記励起電極の基準電位と同じ電位に保持されるとともに前記励起電極及び計測電極との間が前記絶縁部で絶縁されているグランド電極をさらに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 third aspect of the present invention is the impedance measurement sensor according to the first or second aspect, wherein the impedance measurement sensor is held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode and the insulation between the excitation electrode and the measurement electrode is performed. The impedance measurement sensor further includes a ground electrode insulated at the portion.

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る。この結果、所定のインピーダンス計測の精度を向上させることができる。   According to this aspect, the influence of disturbance can be removed as much as possible. As a result, the accuracy of predetermined impedance measurement can be improved.

本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記多点電極センサは前記ロッド状部材の外周面に配設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 fourth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to third aspects, the multipoint electrode sensor is disposed on an outer peripheral surface of the rod-shaped member. It is in the characteristic impedance measurement sensor.

本態様によればロッド状部材の外周面の媒体の状態を良好に計測し得る。   According to this aspect, the state of the medium on the outer peripheral surface of the rod-shaped member can be measured satisfactorily.

本発明の第5の態様は、第1〜第3の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記多点電極センサは前記ロッド状部材の周囲を取り囲む壁面に配設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 fifth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to third aspects, the multipoint electrode sensor is disposed on a wall surface surrounding the periphery of the rod-shaped member. It is in the impedance measurement sensor characterized by this.

本態様によれば、前記壁面の媒体の状態を良好に計測し得る。   According to this aspect, the state of the medium on the wall surface can be measured satisfactorily.

本発明の第6の態様は、第1〜第5の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記他の電極は他のロッド状部材で形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 sixth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to fifth aspects, the other electrode is formed of another rod-shaped member. It is in.

本態様によれば、他のロッド状部材を第2の電極対の一方の電極とすることができる。   According to this aspect, the other rod-shaped member can be used as one electrode of the second electrode pair.

本発明の第7の態様は、第1〜第5の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記他の電極は他のロッド状部材に配設した他の多点電極センサの計測電極、励起電極または個別電極で形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 seventh aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to any one of the first to fifth aspects, the other electrode is another multi-point electrode sensor disposed on another rod-shaped member. The impedance measurement sensor is characterized by being formed of a measurement electrode, an excitation electrode, or an individual electrode.

本態様によれば、他の多点電極センサの計測電極、励起電極または個別電極を第2の電極対の一方の電極とすることができる。   According to this aspect, the measurement electrode, excitation electrode, or individual electrode of another multipoint electrode sensor can be used as one electrode of the second electrode pair.

本発明の第8の態様は、第1〜第5の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記他の電極は前記ロッド状部材の間に配設したワイヤで形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 fifth aspects, the other electrode is formed of a wire disposed between the rod-shaped members. It is in the characteristic impedance measurement sensor.

本態様によれば、ワイヤを第2の電極対の一方の電極とすることができる。   According to this aspect, the wire can be one electrode of the second electrode pair.

本発明の第9の態様は、第8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 ninth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to the eighth aspect, the wire includes a plurality of wires arranged in parallel to each other.

本態様によれば、第2の電極対の励起電極および計測電極間の距離を縮小することができる。すなわち、例えば2本のワイヤを配設することにより各ワイヤを一方の電極とする場合よりも、ロッド状部材のより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, the distance between the excitation electrode and the measurement electrode of the second electrode pair can be reduced. That is, for example, by arranging two wires, the local impedance near the surface of the rod-shaped member can be measured with higher accuracy than when each wire is used as one electrode.

本発明の第10の態様は、第8または第9の態様に記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ワイヤは、相互に所定の距離離隔させるとともに、相互に交叉する第1のワイヤおよび第2のワイヤ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 tenth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to the eighth or ninth aspect, the wires are separated from each other by a predetermined distance, and the first wire and the second wire intersect with each other. The impedance measurement sensor is characterized by comprising

本態様によれば、第1のワイヤと第2のワイヤとの間、第1のワイヤと多点電極センサとの間または第2のワイヤと多点電極との間のいずれをも第2の電極対による計測点とすることができる。   According to this aspect, both the first wire and the second wire, between the first wire and the multipoint electrode sensor, or between the second wire and the multipoint electrode are the second. It can be a measurement point by an electrode pair.

本発明の第11の態様は、第8〜第10の態様の何れか1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。   An eleventh aspect of the present invention is the impedance measurement sensor according to any one of the eighth to tenth aspects, wherein the wires are 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、ロッド状部材間に存在する媒体のインピーダンスを、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 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12の態様は、第11の態様に記載するインピーダンス計測センサにおいて、前記ロッド状部材にはそれぞれの軸方向に関する途中に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 twelfth aspect of the present invention, in the impedance measurement sensor according to the eleventh aspect, the rod-shaped member has an insulating portion formed in the middle of each axial direction. is there.

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防止することができる。   According to this aspect, it is possible to prevent 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13の態様は、
第1〜第12の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記多点電極センサは、前記絶縁部が、前記励起電極及び計測電極との間を前記絶縁部で絶縁されているグランド電極に周囲を囲まれてそれぞれ独立した絶縁領域を形成しており、前記各電極対のうち同一電極対における前記励起電極と前記計測電極との間には前記絶縁領域のみ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。
The thirteenth aspect of the present invention provides
In the impedance measurement sensor according to any one of the first to twelfth aspects,
In the multi-point electrode sensor, the insulating portion is surrounded by a ground electrode that is insulated by the insulating portion between the excitation electrode and the measurement electrode to form independent insulating regions, In the impedance measurement sensor, only the insulating region is formed between the excitation electrode and the measurement electrode in the same electrode pair among the electrode pairs.

本態様によれば、第1の電極対を形成する多点電極センサの励起電極および計測電極はそれぞれの周囲をグランド領域に囲まれることにより独立させた絶縁領域内で電極対を形成しており、しかも各励起電極および計測電極の間にはグランド領域が存在しないので、他の電極対の励起電極からの影響を排除して各電極対毎に固有の独立した電気力線が励起電極から計測電極へ向けて形成される。すなわち、各電極対の感度はどの電極対でも同じであり、隣接する電極対の影響を受けないようにすることができる。   According to this aspect, the excitation electrode and the measurement electrode of the multipoint electrode sensor forming the first electrode pair form the electrode pair in the insulating region that is made independent by being surrounded by the ground region. In addition, since there is no ground region between each excitation electrode and measurement electrode, the influence of the other electrode pairs from the excitation electrode is eliminated, and independent lines of electric force unique to each electrode pair are measured from the excitation electrode. It is formed toward the electrode. That is, the sensitivity of each electrode pair is the same for any electrode pair, and it can be prevented from being affected by adjacent electrode pairs.

本発明の第14の態様は、第1〜第13の態様の何れか1つに記載するインピーダンス計測センサと、前記第1の電極対の表面に存在する前記媒体による前記第1の電極対における励起電極及び計測電極間のインピーダンスに基づき、第1の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とともに、前記第2の電極対で計測される前記媒体を介したインピーダンスに基づき、第2の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 fourteenth aspect of the present invention is the impedance measurement sensor according to any one of the first to thirteenth aspects, and the first electrode pair by the medium existing on the surface of the first electrode pair. Based on the impedance between the excitation electrode and the measurement electrode, the abundance of a plurality of substances in the medium having different impedances existing at the first measurement position is calculated, and the medium measured by the second electrode pair is calculated. And an arithmetic processing unit that calculates the abundances of a plurality of substances in the medium having different impedances at the second measurement position based on the impedance through the impedance measurement apparatus.

本態様によれば、第1の電極対で多点電極センサの表面方向の媒体の状態を、また第2の電極対で多点電極センサと他の点との間に存在する媒体の状態を同時に計測することができる。   According to this aspect, the state of the medium in the surface direction of the multipoint electrode sensor is set with the first electrode pair, and the state of the medium existing between the multipoint electrode sensor and another point is set with the second electrode pair. It can be measured simultaneously.

本発明によれば、多点電極センサにより励起電極および計測電極の間の媒体のインピーダンスを計測することにより、多点電極の表面方向の媒体の状態を検出することができ、同時に多点電極センサと他の電極との間の媒体のインピーダンスを計測することにより、多点電極センサと他の電極との間の媒体の状態を計測することができる。   According to the present invention, the state of the medium in the surface direction of the multipoint electrode can be detected by measuring the impedance of the medium between the excitation electrode and the measurement electrode by the multipoint electrode sensor, and at the same time, the multipoint electrode sensor The state of the medium between the multipoint electrode sensor and the other electrode can be measured by measuring the impedance of the medium between the electrode and the other electrode.

この結果、多点電極の表面方向の媒体の状態を表す情報と、多点電極センサと他の電極との間の媒体の状態を表す情報を同時に得ることができる。   As a result, information representing the state of the medium in the surface direction of the multipoint electrode and information representing the state of the medium between the multipoint electrode sensor and the other electrode can be obtained simultaneously.

また、このとき、多点電極センサの励起電極または計測電極を第2の電極対の一方の電極として機能させているので、その分装置構成を簡略化し得る。   At this time, since the excitation electrode or measurement electrode of the multipoint electrode sensor functions as one electrode of the second electrode pair, the apparatus configuration can be simplified correspondingly.

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、(c)は第2の電極対の一方の電極となる多点電極センサの計測電極部分を拡大して示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 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, (c) is the first It is a figure which expands and shows the measurement electrode part of the multipoint electrode sensor used as one electrode of 2 electrode pairs. 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. 図2の各部の波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the waveform of each part of 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)は側面から見た図、(b)は第2の電極対の一方の電極となる多点電極センサの個別電極部分を拡大して示す図である。It is a schematic diagram which shows the impedance measurement sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (a) is the figure seen from the side surface, (b) is the multipoint electrode sensor used as one electrode of a 2nd electrode pair. It is a figure which expands and shows an individual electrode part. 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.

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、本形態における多点電極センサ1は、ロッド状部材2の一つの外周面に配設されており、励起電極4および計測電極5からなる第1の電極対3の複数個と、励起電極4の基準電位と同じ電位に保持されたグランド電極6と、励起電極4、計測電極5およびグランド電極6間を電気的に絶縁する絶縁部7とを有している。かくして、励起電極4と計測電極5間に接触される媒体である流体のインピーダンスを計測するように構成してある。すなわち、本形態は第1の電極対3でロッド状部材2の表面に形成される膜状の流体を構成する複数種類の流体の存在率等、前記流体に関する情報を検出するインピーダンス計測センサである。
<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 multipoint electrode sensor 1 in this embodiment is disposed on one outer peripheral surface of a rod-shaped member 2, and includes a plurality of first electrode pairs 3 including excitation electrodes 4 and measurement electrodes 5. And a ground electrode 6 held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode 4 and an insulating portion 7 that electrically insulates the excitation electrode 4, the measurement electrode 5, and the ground electrode 6. Thus, the impedance of the fluid that is a medium in contact with the excitation electrode 4 and the measurement electrode 5 is measured. That is, this embodiment is an impedance measurement sensor that detects information related to the fluid, such as the abundance ratios of a plurality of types of fluids that form the membrane fluid formed on the surface of the rod-shaped member 2 by the first electrode pair 3. .

本形態における他の電極は第1のワイヤ電極9で形成してある。すなわち、第1のワイヤ電極9は励起電極4または計測電極5(本形態では図1(c)に示すように計測電極5;以下同じ)との間の流体のインピーダンスを計測するよう、計測電極5との間で第2の電極対8を形成している。   The other electrode in this embodiment is formed by the first wire electrode 9. That is, the first wire electrode 9 is a measurement electrode so as to measure the impedance of the fluid between the excitation electrode 4 or the measurement electrode 5 (in the present embodiment, the measurement electrode 5 as shown in FIG. 1C). The second electrode pair 8 is formed between the second electrode pair 8 and the second electrode pair 8.

ロッド状部材2は、その多数が軸方向を同一方向に揃えられて集合させた既存の構造であり、各ロッド状部材2の間をそれぞれの軸方向に沿い流体が流通するようになっている。本形態では各ロッド状部材2は、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として機能させるように導電材料で構成してある。原子炉における燃料棒被覆管がこの種のロッド状部材2の好適な一例である。   The rod-shaped member 2 has an existing structure in which a large number of the rod-shaped members 2 are gathered so that the axial directions are aligned in the same direction, and fluid flows along the respective axial directions between the rod-shaped members 2. . In this embodiment, each rod-like member 2 is made of a conductive material so as to function as a ground electrode held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode, measurement electrode, or excitation electrode. A fuel rod cladding tube in a nuclear reactor is a suitable example of this type of rod-shaped member 2.

本形態においては、第1のワイヤ電極9の他に第2のワイヤ電極10も有している。ここで、第2のワイヤ電極10は、ロッド状部材2の軸方向に関し第1のワイヤ電極9から所定の距離離隔させるとともに、第1のワイヤ電極9に交差するように正方格子状にロッド状部材2の間に配設してある。したがって、本形態では、第1のワイヤ電極9と第2のワイヤ電極10との交点、第1のワイヤ電極9とロッド状部材2との間、第2のワイヤ電極10とロッド状部材2との間等も流体に基づくインピーダンスの計測点として選定し得る。   In this embodiment, in addition to the first wire electrode 9, the second wire electrode 10 is also provided. Here, the second wire electrode 10 is separated from the first wire electrode 9 by a predetermined distance in the axial direction of the rod-shaped member 2 and is rod-shaped in a square lattice shape so as to intersect the first wire electrode 9. It is disposed between the members 2. Therefore, in this embodiment, the intersection between the first wire electrode 9 and the second wire electrode 10, between the first wire electrode 9 and the rod-shaped member 2, the second wire electrode 10 and the rod-shaped member 2, Also, the impedance measurement point based on the fluid can be selected.

本形態によれば、第1の電極対3を有する多点電極センサ1により励起電極4および計測電極5の間の流体のインピーダンスを計測して多点電極センサ1の表面方向の流体の状態(例えば膜厚や波速等)を検出することができる。同時に第2の電極対8を形成する多点電極センサ1の計測電極5と他の電極である第1のワイヤ電極9との間の流体のインピーダンスを計測することで流れ方向に交差する断面の多点での流体の状態(例えば流体中における気液の存在比等)を検出することができる。   According to this embodiment, the impedance of the fluid between the excitation electrode 4 and the measurement electrode 5 is measured by the multipoint electrode sensor 1 having the first electrode pair 3 and the state of the fluid in the surface direction of the multipoint electrode sensor 1 ( For example, the film thickness, wave speed, etc.) can be detected. At the same time, by measuring the impedance of the fluid between the measurement electrode 5 of the multipoint electrode sensor 1 forming the second electrode pair 8 and the first wire electrode 9 which is another electrode, the cross section intersecting the flow direction It is possible to detect the state of the fluid at multiple points (for example, the abundance ratio of gas and liquid in the fluid).

ここで、第2の電極対8の多点電極センサ1側の電極を励起電極4で形成することも、また第2の電極対8の他の電極を第2のワイヤ電極10で形成することも勿論可能であり、これらの各場合においても本形態と同様の作用・効果を得る。さらに、第2の電極対8の他の電極を第1および第2のワイヤ電極9、10で形成することも可能である。この場合には、第1および第2のワイヤ電極9、10と多点電極センサ1との間のインピーダンスをそれぞれ計測することができる。   Here, the electrode on the multi-point electrode sensor 1 side of the second electrode pair 8 is formed by the excitation electrode 4, and the other electrode of the second electrode pair 8 is formed by the second wire electrode 10. Of course, it is possible, and in each of these cases, the same operation and effect as in the present embodiment can be obtained. Further, the other electrode of the second electrode pair 8 can be formed by the first and second wire electrodes 9 and 10. In this case, the impedance between the first and second wire electrodes 9, 10 and the multipoint electrode sensor 1 can be measured.

なお、本形態に係るインピーダンス計測センサは多点電極センサ1の他に第1および第2のワイヤ電極9、10とロッド状部材2とを有しているので、インピーダンス計測装置のセンサとして次のような3種類のモードの使用態様も考えられる。第1のワイヤ電極9を励起電極、第2のワイヤ電極10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9,10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の場合とを選択的に切替えて使用する第3のモードの3種類である。   Since the impedance measurement sensor according to the present embodiment includes the first and second wire electrodes 9 and 10 and the rod-shaped member 2 in addition to the multipoint electrode sensor 1, the following is used as a sensor of the impedance measurement device. Such usage modes of the three modes are also conceivable. A first mode in which the first wire electrode 9 functions as an excitation electrode, the second wire electrode 10 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: a second mode in which the electrodes 9 and 10 function as measurement electrodes, and a third mode in which the first case and the second case are selectively switched.

図2は本形態に係るインピーダンス計測センサの主に第1の電極対に関する模式図、図3は図2の各部の波形を示す波形図である。なお、図2中、図1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。   FIG. 2 is a schematic diagram mainly relating to the first electrode pair of the impedance measurement sensor according to the present embodiment, and FIG. 3 is a waveform diagram showing waveforms of respective parts in FIG. 2 that are the same as those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図2に示すように、励起電極4および計測電極5で形成される多数の第1の電極対3は図中の垂直方向に伸びる信号線26(右側の数字は各列に対応する番号である。)と図中の水平方向に伸びる信号線27(上側の数字は各行に対応する番号である。)とが交差する部分に配設してある。ここで、各励起電極4が信号線26に、また各計測電極5が信号線27にそれぞれ接続されている。また、本形態においては特定の行(図では第4行)に属する励起電極4が第2の電極対8の一方の電極として構成してある。したがって、第2の電極対8を構成する励起電極4は第1のワイヤ電極9を計測電極とする信号を検出する。ここで、励起電極4を第2の電極対8の一方の電極として機能させる場合には、計測電極5は電極としての機能を停止させておく。なお、図2に示す場合は、4行目に属する第1の電極対3における計測電極5は使用しないので、図中の表示を省略しているが、4行目の第1の電極対3も他の行の第1の電極対3と同様に構成してある。したがって、信号線27に励起信号、信号線26に出力信号が入出力されるように外部回路(スイッチ、電源、A/D変喚器、PC等)を入れ替え、第1のワイヤ電極9を励起電極として機能させることも可能である。   As shown in FIG. 2, a number of first electrode pairs 3 formed by the excitation electrode 4 and the measurement electrode 5 are signal lines 26 extending in the vertical direction in the figure (the numbers on the right are numbers corresponding to the respective columns). .) And a signal line 27 (the upper number is a number corresponding to each row) extending in the horizontal direction in the drawing. Here, each excitation electrode 4 is connected to the signal line 26, and each measurement electrode 5 is connected to the signal line 27. In this embodiment, the excitation electrode 4 belonging to a specific row (fourth row in the figure) is configured as one electrode of the second electrode pair 8. Therefore, the excitation electrode 4 constituting the second electrode pair 8 detects a signal using the first wire electrode 9 as a measurement electrode. Here, when making the excitation electrode 4 function as one electrode of the second electrode pair 8, the measurement electrode 5 stops functioning as an electrode. In the case shown in FIG. 2, the measurement electrode 5 in the first electrode pair 3 belonging to the fourth row is not used, so the display in the figure is omitted, but the first electrode pair 3 in the fourth row. Are configured in the same manner as the first electrode pairs 3 in the other rows. Therefore, the external circuit (switch, power supply, A / D converter, PC, etc.) is switched so that the excitation signal is input to and output from the signal line 27 and the output signal is input to and output from the signal line 26 to excite the first wire electrode 9. It is also possible to function as an electrode.

かくして、多点電極センサ1の表面に導電性の流体(例えば水)の液膜が形成された状態または多点電極センサ1と第1のワイヤ電極9との間を液体が流通している状態で、図3に示すパルス信号でオン・オフされるスイッチS1,S2,S3,S4により一列目から順次信号線26の何れかが選択されると、選択された列に接続されている励起電極4に、電源25から所定の励起信号SIが供給される。この励起信号SIは本形態の場合、スイッチSPの切換で極性が反転するバイポーラパルス信号である。   Thus, a state in which a liquid film of conductive fluid (for example, water) is formed on the surface of the multipoint electrode sensor 1 or a state in which liquid is flowing between the multipoint electrode sensor 1 and the first wire electrode 9. When one of the signal lines 26 is sequentially selected from the first column by the switches S1, S2, S3, and S4 that are turned on / off by the pulse signal shown in FIG. 3, the excitation electrode connected to the selected column. 4, a predetermined excitation signal SI is supplied from the power supply 25. In this embodiment, the excitation signal SI is a bipolar pulse signal whose polarity is inverted by switching the switch SP.

パルス信号で選択された列に励起信号SIが供給された場合、計測電極5との間の状態または第1のワイヤ電極9との間の状態に応じた計測信号SOが各行の信号線27から得られ、各A/D変換器30を介して演算処理部として機能するパーソナルコンピュータ(パソコン;以下同じ)31に供給される。ここで、計測電極5との間の状態とは、多点電極センサ1の表面に形成された流体の膜等の状態であり、この状態は液膜厚等で変化する。また、第1のワイヤ電極9との間の状態とは、第1のワイヤ電極9と多点電極センサ1との間の流体中の気液二相流等の状態であり、この状態は気液二相流中の気体と液体の存在比で変化する。すなわち、本形態によれば、第1の電極対3で多点電極センサ1の表面方向の流体の情報を、また第2の電極対8で多点電極センサ1と第1のワイヤ電極9との間の流体の情報を検出することができる。なお、図3に各部の波形を示す。   When the excitation signal SI is supplied to the column selected by the pulse signal, the measurement signal SO corresponding to the state with the measurement electrode 5 or the state with the first wire electrode 9 is sent from the signal line 27 of each row. Obtained and supplied to a personal computer (personal computer; the same applies hereinafter) 31 functioning as an arithmetic processing unit via each A / D converter 30. Here, the state between the measuring electrode 5 is a state of a fluid film or the like formed on the surface of the multipoint electrode sensor 1, and this state changes depending on the liquid film thickness or the like. The state between the first wire electrode 9 is a state such as a gas-liquid two-phase flow in the fluid between the first wire electrode 9 and the multipoint electrode sensor 1, and this state is a gas state. Varies with the abundance ratio of gas to liquid in a liquid two-phase flow. That is, according to the present embodiment, information on the fluid in the surface direction of the multipoint electrode sensor 1 is obtained by the first electrode pair 3, and the multipoint electrode sensor 1 and the first wire electrode 9 are obtained by the second electrode pair 8. The fluid information between the two can be detected. FIG. 3 shows the waveform of each part.

<第2の実施の形態>
図4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)は側面から見た図、(b)は第2の電極対の一方の電極となる多点電極センサの個別電極部分を拡大して示す図である。両図中、図1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。
<Second Embodiment>
4A and 4B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to the second embodiment of the present invention, where FIG. 4A is a side view, and FIG. 4B is a multi-point that is one electrode of the second electrode pair. It is a figure which expands and shows the individual electrode part of an electrode sensor. In both figures, the same parts as those in FIG.

図4に示すように、本形態では第2の電極対18の一方を構成する多点電極センサ11側の電極を励起電極4および計測電極5とは別に設けた個別電極16で構成したものである。個別電極16は絶縁部17を介して設けてある。すなわち、本形態は、第1の実施の形態における励起電極4または計測電極5を個別電極16で代替させたものであり、第2の電極対18を形成する一方の電極を個別電極16とした点のみが異なる。本形態を用いたインピーダンス計測装置を含め、その機能、作用・効果等は第1の実施の形態と全く同様に考えることができる。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the electrode on the multi-point electrode sensor 11 side constituting one of the second electrode pair 18 is constituted by an individual electrode 16 provided separately from the excitation electrode 4 and the measurement electrode 5. is there. The individual electrode 16 is provided via an insulating part 17. That is, in this embodiment, the excitation electrode 4 or the measurement electrode 5 in the first embodiment is replaced with the individual electrode 16, and one electrode forming the second electrode pair 18 is the individual electrode 16. Only the point is different. Including the impedance measuring apparatus using this embodiment, the functions, operations, effects, etc. can be considered in the same manner as in the first embodiment.

ただ、本形態によれば、第1の電極対3で構成する測定系と第2の電極対18で構成する測定系とを完全に二系統に分けることができる。   However, according to the present embodiment, the measurement system constituted by the first electrode pair 3 and the measurement system constituted by the second electrode pair 18 can be completely divided into two systems.

<第3の実施の形態>
図5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。両図中、図1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。
<Third Embodiment>
FIGS. 5A and 5B are schematic views showing an impedance measurement sensor according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a side view of FIG. In both figures, the same parts as those in FIG.

図5に示すように、本形態における多点電極センサ31は複数のロッド状部材2を取り囲んで配設されている。本形態の場合は、第2の電極対の一方の電極はロッド状部材2、第1および/または第2のワイヤ電極9,10の何れでも良い。また、多点電極センサ31自体は、多点電極センサ1または個別電極16を有する多点電極センサ11と同構成のもののいずれでも良い。すなわち、前者の場合は多点電極センサ1の励起電極4または計測電極5の何れか一方が、また後者の場合は多点電極センサ11の個別電極16が第2の電極対の他方の電極となる。したがって、本形態を用いたインピーダンス計測装置を含め、基本的な作用・効果においては第1および第2の実施の形態と全く同様に考えることができる。   As shown in FIG. 5, the multipoint electrode sensor 31 in this embodiment is disposed so as to surround the plurality of rod-shaped members 2. In the case of this embodiment, one electrode of the second electrode pair may be any of the rod-shaped member 2 and the first and / or second wire electrodes 9 and 10. The multipoint electrode sensor 31 itself may be of the same configuration as the multipoint electrode sensor 1 or the multipoint electrode sensor 11 having the individual electrodes 16. That is, in the former case, either the excitation electrode 4 or the measurement electrode 5 of the multipoint electrode sensor 1 is used, and in the latter case, the individual electrode 16 of the multipoint electrode sensor 11 is connected to the other electrode of the second electrode pair. Become. Accordingly, the basic operation and effect including the impedance measuring apparatus using this embodiment can be considered exactly the same as those of the first and second embodiments.

本形態によれば、多点電極センサ31で形成する壁面の表面方向の流体の情報を計測するとともに、第2の電極対で多点電極センサ31と一方の電極の間の流体の状態を良好に計測することができる。   According to this embodiment, the fluid information in the surface direction of the wall surface formed by the multipoint electrode sensor 31 is measured, and the fluid state between the multipoint electrode sensor 31 and one electrode is good with the second electrode pair. Can be measured.

<他の実施の形態>
上述の如く各実施の形態とともに本発明を具体的に説明したが、本発明は上記第1〜第3の実施の形態に限る必要は勿論ない。複数の第1の電極対を有する多点電極センサと、この多点電極センサの励起電極、計測電極または個別電極を一方の電極として対となる他方の電極とで第2の電極対が形成され、第1の電極対で多点電極センサの表面方向の媒体のインピーダンスを計測するとともに、第2の電極対で多点電極センサと他の電極との間の媒体のインピーダンスを計測するように構成してあれば、本発明の技術思想の範囲内に含まれる。
<Other embodiments>
Although the present invention has been specifically described together with the respective embodiments as described above, the present invention is not necessarily limited to the first to third embodiments. A second electrode pair is formed by a multipoint electrode sensor having a plurality of first electrode pairs and the other electrode paired with the excitation electrode, measurement electrode or individual electrode of the multipoint electrode sensor as one electrode. The first electrode pair is configured to measure the impedance of the medium in the surface direction of the multipoint electrode sensor, and the second electrode pair is configured to measure the impedance of the medium between the multipoint electrode sensor and another electrode. If there is, it is included within the scope of the technical idea of the present invention.

具体的には次のような他の実施の形態が考えられる。図1、図4に示す第1〜第3の実施の形態における多点電極センサ1,11,31は何れもグランド電極6を有するが、これは必ずしも必要ではない。ただ、グランド電極6を有する場合には、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。   Specifically, the following other embodiments are possible. Although the multipoint electrode sensors 1, 11, and 31 in the first to third embodiments shown in FIGS. 1 and 4 each have the ground electrode 6, this is not always necessary. However, when the ground electrode 6 is provided, the effect of disturbance can be removed as much as possible, and an effect that high-precision impedance measurement can be performed is obtained.

また、第1のワイヤ電極9と第2のワイヤ電極10との2本のワイヤ電極を設けたが、これは何れか一本でも構わない。さらに、第1のワイヤ電極9と第2のワイヤ電極10とをロッド状部材2の軸方向に関して複数段(図では3段)配設したが、少なくとも一段設ければ良い。   In addition, although two wire electrodes of the first wire electrode 9 and the second wire electrode 10 are provided, any one of them may be provided. Furthermore, although the first wire electrode 9 and the second wire electrode 10 are arranged in a plurality of stages (three stages in the figure) in the axial direction of the rod-shaped member 2, at least one stage may be provided.

さらに、第1および第2のワイヤ電極9、10はそれぞれ1本で形成したが、図6に示すように、これらをそれぞれ2本の第1および第2のワイヤ電極(9A,9B)、(10A,10B)で形成することもできる。この場合には第2の電極対8等の励起電極および計測電極間の距離を縮小することができるので、ロッド状部材2のより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。   Furthermore, the first and second wire electrodes 9 and 10 are each formed as a single piece, but as shown in FIG. 6, these are formed by two first and second wire electrodes (9A and 9B), ( 10A, 10B). In this case, since the distance between the excitation electrode such as the second electrode pair 8 and the measurement electrode can be reduced, the local impedance near the surface of the rod-shaped member 2 can be measured with high accuracy.

さらに、第1〜第3の実施の形態では、第1および第2のワイヤ電極9,10をロッド状部材2の横断面内において正方格子状に配設したが、これに限るものでもない。ロッド状部材2の配設状態によっては千鳥配置等、他の配置形態でも良く、また場合によってはロッド状部材2の軸方向に配設しても良い。   Furthermore, in the first to third embodiments, the first and second wire electrodes 9 and 10 are arranged in a square lattice shape in the cross section of the rod-shaped member 2, but the present invention is not limited to this. Depending on the arrangement state of the rod-shaped member 2, other arrangement forms such as a staggered arrangement may be used, and depending on the case, the rod-shaped member 2 may be arranged in the axial direction.

以上、要は必要なインピーダンス情報を得ようとする位置を考慮してワイヤ電極の数、配設位置、配設態様および段数を適宜決定すれば良い。   In short, the number of wire electrodes, the position of placement, the manner of placement, and the number of steps may be appropriately determined in consideration of the position where necessary impedance information is obtained.

第1および第2のワイヤ電極9,10を多段に配設した場合において、ロッド状部材2の軸方向に関する途中であって、各段の境界を規定する部分に絶縁部を形成しても良い。この場合には、ロッド状部材2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防止することができる。   In the case where the first and second wire electrodes 9 and 10 are arranged in multiple stages, an insulating portion may be formed in the middle of the rod-shaped member 2 in the axial direction and defining the boundary of each stage. . In this case, mutual interference of impedance measurement sensors formed at a plurality of locations in the axial direction of the rod-shaped member 2 can be prevented.

第1および第2の実施の形態において、第2の電極対8、18の他の電極はワイヤ電極9、10だけでなく、ロッド状部材2とすることもできる。また、図7に示すように、隣接するロッド状部材2の外周面にも多点電極センサ1(多点電極センサ11でも良い。以下同じ。)を配設し、この多点電極センサ1の励起電極4または計測電極5を用いて第2の電極対8の他の電極としても良い。   In the first and second embodiments, the other electrodes of the second electrode pair 8 and 18 can be not only the wire electrodes 9 and 10 but also the rod-shaped member 2. Further, as shown in FIG. 7, a multipoint electrode sensor 1 (may be a multipoint electrode sensor 11, the same shall apply hereinafter) is provided on the outer peripheral surface of the adjacent rod-shaped member 2. The excitation electrode 4 or the measurement electrode 5 may be used as another electrode of the second electrode pair 8.

第3の実施の形態において、図8に示すように、多点電極センサ31に相対向するロッド状部材2の外周面に多点電極センサ1を配設し、この多点電極センサ1の励起電極4、計測電極5等を第2の電極対の他の電極とすることもできる。   In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the multipoint electrode sensor 1 is disposed on the outer peripheral surface of the rod-shaped member 2 facing the multipoint electrode sensor 31, and the multipoint electrode sensor 1 is excited. The electrode 4, the measurement electrode 5, etc. may be other electrodes of the second electrode pair.

さらに、上記実施の形態では測定対象として流体を例に採り説明したが、測定対象を流体に限る必要もない。ゼリー状の物質等の固体であっても測定対象とすることができる。   Furthermore, although the above embodiment has been described by taking a fluid as an example of a measurement target, it is not necessary to limit the measurement target to a fluid. Even a solid such as a jelly-like substance can be measured.

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.

1、11、31 多点電極センサ
2 ロッド状部材
3 第1の電極対
4 励起電極
5 計測電極
6 グランド電極
7 絶縁部
8、18 第2の電極対
9 第1のワイヤ電極
10 第2のワイヤ電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 31 Multipoint electrode sensor 2 Rod-shaped member 3 1st electrode pair 4 Excitation electrode 5 Measurement electrode 6 Ground electrode 7 Insulation part 8, 18 2nd electrode pair 9 1st wire electrode 10 2nd wire electrode

Claims (14)

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、
励起電極および計測電極からなる第1の電極対の複数個と、前記励起電極および計測電極間を電気的に絶縁する絶縁部とを有して前記励起電極と前記計測電極間に接触される前記媒体のインピーダンスを計測するための多点電極センサと、
前記励起電極または計測電極との間の前記媒体のインピーダンスを計測するよう前記励起電極または計測電極の一方と第2の電極対を形成して計測電極または励起電極として機能させる他の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 plurality of first electrode pairs each including an excitation electrode and a measurement electrode; and an insulating portion that electrically insulates between the excitation electrode and the measurement electrode, and is in contact between the excitation electrode and the measurement electrode. A multipoint electrode sensor for measuring the impedance of the medium;
One of the excitation electrode or measurement electrode and another electrode that forms a second electrode pair and functions as the measurement electrode or excitation electrode so as to measure the impedance of the medium between the excitation electrode or the measurement electrode An impedance measurement sensor characterized by that.
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、
励起電極および計測電極からなる第1の電極対の複数個と、前記励起電極および計測電極間を電気的に絶縁する絶縁部とを有して前記励起電極と前記計測電極間に接触される前記媒体のインピーダンスを計測するための多点電極センサと、
前記多点電極センサに前記励起電極および計測電極と独立させて設けた励起電極または計測電極として機能させる個別電極と、
前記個別電極との間の前記媒体のインピーダンスを計測するよう前記個別電極とともに第2の電極対を形成する計測電極または励起電極として機能させる他の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 plurality of first electrode pairs each including an excitation electrode and a measurement electrode; and an insulating portion that electrically insulates between the excitation electrode and the measurement electrode, and is in contact between the excitation electrode and the measurement electrode. A multipoint electrode sensor for measuring the impedance of the medium;
An individual electrode that functions as an excitation electrode or a measurement electrode provided independently from the excitation electrode and the measurement electrode in the multipoint electrode sensor;
An impedance measurement sensor comprising: a measurement electrode that forms a second electrode pair together with the individual electrode so as to measure an impedance of the medium between the individual electrode and another electrode that functions as an 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、
前記励起電極の基準電位と同じ電位に保持されるとともに前記励起電極及び計測電極との間が前記絶縁部で絶縁されているグランド電極をさらに有す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 further comprising a ground electrode which is held at the same potential as the reference potential of the excitation electrode and is insulated from the excitation electrode and the measurement electrode by the insulating portion.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記多点電極センサは前記ロッド状部材の外周面に配設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 any one of claims 1 to 3,
The multi-point electrode sensor is disposed on an outer peripheral surface of the rod-shaped member.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記多点電極センサは前記ロッド状部材を取り囲む壁面に配設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 any one of claims 1 to 3,
The multipoint electrode sensor is disposed on a wall surface surrounding the rod-shaped member, and is an impedance measurement sensor.
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記他の電極は他のロッド状部材で形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 5,
The impedance measurement sensor according to claim 1, wherein the other electrode is formed of another rod-shaped member.
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記他の電極は他のロッド状部材に配設した他の多点電極センサの計測電極、励起電極または個別電極で形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 5,
The other electrode is formed of a measurement electrode, an excitation electrode or an individual electrode of another multipoint electrode sensor disposed on another rod-shaped member.
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記他の電極は前記ロッド状部材の間に配設したワイヤで形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 5,
The other electrode is formed of a wire disposed between the rod-shaped members.
請求項8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。
The impedance measurement sensor according to claim 8,
The impedance measurement sensor according to claim 1, wherein the wire includes a plurality of wires arranged in parallel to each other.
請求項8または請求項9に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記ワイヤは、相互に所定の距離離隔させるとともに、相互に交叉する第1のワイヤおよび第2のワイヤ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 claim 8 or 9,
An impedance measuring sensor characterized in that the wires are made up of a first wire and a second wire that are separated from each other by a predetermined distance and cross each other.
請求項8〜請求項10の何れか1項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 8 to 10,
An impedance measuring sensor, wherein the wires are arranged in a plurality of positions in a plurality of locations with respect to the axial direction of the rod-shaped member.
請求項11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はそれぞれの軸方向に関する途中に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。
The impedance measurement sensor according to claim 11,
An impedance measuring sensor, wherein an insulating portion is formed in the rod-shaped member in the middle of each axial direction.
請求項1〜請求項12の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサにおいて、
前記多点電極センサは、前記絶縁部が、前記励起電極及び計測電極との間を前記絶縁部で絶縁されているグランド電極に周囲を囲まれてそれぞれ独立した絶縁領域を形成しており、前記各電極対のうち同一電極対における前記励起電極と前記計測電極との間には前記絶縁領域のみ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 any one of claims 1 to 12,
In the multi-point electrode sensor, the insulating portion is surrounded by a ground electrode that is insulated by the insulating portion between the excitation electrode and the measurement electrode to form independent insulating regions, An impedance measurement sensor, wherein only the insulating region is formed between the excitation electrode and the measurement electrode in the same electrode pair among the electrode pairs.
請求項1〜請求項13の何れか1項に記載するインピーダンス計測センサと、
前記第1の電極対の表面に存在する前記媒体による前記第1の電極対における励起電極及び計測電極間のインピーダンスに基づき、第1の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とともに、前記第2の電極対で計測される前記媒体を介したインピーダンスに基づき、第2の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 13,
A plurality of substances in the medium having different impedances present at the first measurement position based on the impedance between the excitation electrode and the measurement electrode in the first electrode pair due to the medium existing on the surface of the first electrode pair The abundance of a plurality of substances in the medium having different impedances at the second measurement position is calculated based on the impedance through the medium measured by the second electrode pair. And an arithmetic processing unit for performing the impedance measurement.
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