超音波による気・液相界面の計測と挙動の観察

Measurement and monitoring of phase interfaces between gas-liquid and liquid-liquid using ultrasonic wave

秋野 詔夫; 小谷野 清*; 薄井 良子*; 太田 直美*

Akino, Norio; Koyano, Kiyoshi*; Usui, Yoshiko*; Ota, Naomi*

ISプロセスの反応器や分離器などの容器の中では、気・液界面や液・液界面が存在し、その位置の計測や界面の挙動の情報は、制御のために不可欠である。超音速の界面からの反射信号の時間遅れから界面の位置を計測し、その信号の特徴から界面の挙動に関する情報を得る手法を開発する目的で本研究を行った。ガラス製の円筒状セル内に、各種液体を注入し、音速を測定した。次いで、メスシリンダー状のガラス製の細長いセルに、水,油(比重2.0)及び空気を入れ、振盪後の混合状態から、相分離が進行し、3層に分離し安定かつ平坦な界面に落ち着く過程を、現象と超音波信号波形を同時にビデオに記録し、観察した。これらの成果として、液・液界面の挙動、重い油滴が水中を落下していく過程を、超音波信号から認識できることを明らかにした。円筒セル中で測定した音速を用いて、液・液界面及び気液界面を定量的に計測できることを明らかにした。

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