特許 7195079 トモグラフィ計測センサ及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】トモグラフィ計測センサ及び装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20221216BHJP

【ＦＩ】

G01N27/22 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018137487

(22)【出願日】2018-07-23

(65)【公開番号】P2020016445

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-06-24

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】304021831

【氏名又は名称】国立大学法人千葉大学

(74)【代理人】

【識別番号】100118267

【弁理士】

【氏名又は名称】越前 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】山根 善行

(72)【発明者】

【氏名】田中 雄飛

(72)【発明者】

【氏名】磯 良行

(72)【発明者】

【氏名】武居 昌宏

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１８５９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６４１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１４１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２５８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３５０８４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００ － Ｇ０１Ｎ ２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４ － Ｇ０１Ｎ ２７／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管路内の固気混相流の誘電率分布から固体及び気体の分布状態を求めるキャパシタンス・トモグラフィ法に用いるトモグラフィ計測センサであって、
撓曲可能な樹脂製の薄膜状の絶縁体であるフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の表面に形成された電極層と、
前記電極層を被覆する第一カバーレイと、
前記フレキシブル基板の裏面に形成された導電層と、
前記導電層を被覆する第二カバーレイと、
前記電極層と前記導電層とを電気的に接続する複数のスルーホールと、を備え、
前記電極層は、前記管路の軸方向に細長い矩形形状を有し前記管路の周方向に対応する方向に等間隔に配列された複数のセンサ電極と、前記センサ電極の外周を囲うグランド電極と、前記センサ電極の各々について前記管路の軸方向に対応する方向の両端に配置されたガード電極と、を含み、
前記電極層は、前記フレキシブル基板上に配置された金属箔と、該金属箔上に配置され電極パターンを形成する金属メッキと、により構成されている、
ことを特徴とするトモグラフィ計測センサ。

【請求項2】

前記電極層を備えた本体部と、前記電極層の配線を集約したベルト部と、該ベルト部の先端に形成されたコネクタ部と、を有する請求項１に記載のトモグラフィ計測センサ。

【請求項3】

前記本体部のみを前記管路の表面に巻き付けた状態を保持する粘着テープと、前記本体部の表面を覆う樹脂シートと、該樹脂シートの表面を覆う銅箔と、前記本体部、前記樹脂シート及び前記銅箔を固縛する結束バンドと、を含む、請求項２に記載のトモグラフィ計測センサ。

【請求項4】

管路内の固気混相流の誘電率分布から固体及び気体の分布状態を求めるキャパシタンス・トモグラフィ法を用いたトモグラフィ計測装置であって、
前記トモグラフィ計測装置は、請求項１～３の何れか一項に記載のトモグラフィ計測センサを有する、ことを特徴とするトモグラフィ計測装置。

【請求項5】

複数の前記トモグラフィ計測センサを前記管路に直列に並べて配置した、請求項４に記載のトモグラフィ計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トモグラフィ計測センサ及び装置に関し、特に、固気混相流動場の計測に適したトモグラフィ計測センサ及びトモグラフィ計測センサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

固気混相流（固体粒子と空気の混合した流れ）は、光非透過性を有するため、光学的な計測はほぼ不可能である。一方で、粉体搬送や流動層等の分野では、内部の流動状態や堆積状態を計測したいという要求は高まっている。

【0003】

かかる固気混相流動場の計測技術としては、キャパシタンス・トモグラフィ法が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。キャパシタンス・トモグラフィ法は、多数の電極からなるセンサを管路外周に配置し、各電極間のキャパシタンスの組み合わせを短時間で測定し、画像再構成法により管路断面の誘電率分布、すなわち、粒子と気体の分布を求める方法である。

【0004】

例えば、特許文献１に記載された発明は、混相流の静電容量を計測し、混相流の誘電率の分布状態を求め、混相流の混相状態分布の画像を再構成する技術に関するものである。かかる特許文献１には、少なくとも２つの媒体が存在する管路において、その周囲に配置された複数の電極を有するセンサと、前記電極間の静電容量を計測する計測手段と、少なくとも２つの媒体の分布画像を再構成する画像再構成手段と、再構成した分布画像を表示する表示手段と、を備えたる混相状態分布計測装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２２８４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の図２に記載されたように、センサは計測対象である配管の周囲に配設される複数の電極を備えている。かかる電極は、従来、計測対象となる配管の表面に直に接着されており、接着された電極に抵抗や配線をハンダ付けすることによって、センサを配管に取り付けていた。

【0007】

しかしながら、電極間を繋ぐ抵抗や配線をハンダ付けする際に、円弧上の配管面に対して作業する必要があり、作業性が悪く、作業時間を要するという問題があった。また、配管表面にセンサを取り付けた後で配管の取回し作業をする必要があり、作業性が悪く、配管取回し時にセンサ部品が損傷する懸念もあった。さらに、配管に一度取り付けてしまうと、その後に取り外して再利用することは難しく、費用対効果が低いという問題もあった。

【0008】

本発明はこれらの問題点に鑑み創案されたものであり、作業効率及び費用対効果の向上を図ることができる、トモグラフィ計測センサ及び装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、管路内の固気混相流の誘電率分布から固体及び気体の分布状態を求めるキャパシタンス・トモグラフィ法に用いるトモグラフィ計測センサであって、撓曲可能な樹脂製の薄膜状の絶縁体であるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の表面に形成された電極層と、前記電極層を被覆する第一カバーレイと、前記フレキシブル基板の裏面に形成された導電層と、前記導電層を被覆する第二カバーレイと、前記電極層と前記導電層とを電気的に接続する複数のスルーホールと、を備え、前記電極層は、前記管路の軸方向に細長い矩形形状を有し前記管路の周方向に対応する方向に等間隔に配列された複数のセンサ電極と、前記センサ電極の外周を囲うグランド電極と、前記センサ電極の各々について前記管路の軸方向に対応する方向の両端に配置されたガード電極と、を含み、前記電極層は、前記フレキシブル基板上に配置された金属箔と、該金属箔上に配置され電極パターンを形成する金属メッキと、により構成されている、ことを特徴とするトモグラフィ計測センサが提供される。

【0010】

また、本発明によれば、管路内の固気混相流の誘電率分布から固体及び気体の分布状態を求めるキャパシタンス・トモグラフィ法を用いたトモグラフィ計測装置であって、前記トモグラフィ計測装置は、撓曲可能な樹脂製の薄膜状の絶縁体であるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の表面に形成された電極層と、前記電極層を被覆する第一カバーレイと、前記フレキシブル基板の裏面に形成された導電層と、前記導電層を被覆する第二カバーレイと、前記電極層と前記導電層とを電気的に接続する複数のスルーホールと、を備え、前記電極層は、前記管路の周方向に対応する方向に等間隔に配列された複数のセンサ電極と、前記センサ電極の外周を囲うグランド電極と、を含み、前記電極層は、前記フレキシブル基板上に配置された金属箔と、該金属箔上に配置され電極パターンを形成する金属メッキと、により構成されている、ことを特徴とするトモグラフィ計測センサを有することを特徴とするトモグラフィ計測装置が提供される。

【0012】

前記トモグラフィ計測センサは、前記電極層を備えた本体部と、前記電極層の配線を集約したベルト部と、該ベルト部の先端に形成されたコネクタ部と、を有していてもよい。

【0013】

また、前記トモグラフィ計測センサは、前記本体部のみを前記管路の表面に巻き付けた状態を保持する粘着テープと、前記本体部の表面を覆う樹脂シートと、該樹脂シートの表面を覆う銅箔と、前記本体部、前記樹脂シート及び前記銅箔を固縛する結束バンドと、を含んでいてもよい。

【0014】

前記トモグラフィ計測装置は、複数の前記トモグラフィ計測センサを前記管路に直列に並べて配置したものであってもよい。

【発明の効果】

【0015】

上述した本発明に係るトモグラフィ計測センサ及び装置によれば、柔軟なフレキシブル基板にセンサ電極を含む電極層を配置したことにより、トモグラフィ計測センサ自身を撓曲可能に構成することができ、管路の表面にトモグラフィ計測センサを巻き付けることにより、キャパシタンス・トモグラフィ法に必要な電極を容易に配置することができる。また、かかる構成により、配管取回し後にトモグラフィ計測センサを配置することができ、トモグラフィ計測センサを着脱自在に構成することができる。したがって、本発明によれば、作業効率及び費用対効果の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第一実施形態に係るトモグラフィ計測装置を示す全体構成図である。

【図2】図１に示したトモグラフィ計測センサを示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は電極層の概略平面図、である。

【図3】トモグラフィ計測センサの取り付け方法を示す説明図であり、（ａ）は巻き付け工程、（ｂ）は樹脂シート被覆工程、（ｃ）は銅箔被覆工程、（ｄ）は固縛工程、を示している。

【図4】図１に示したトモグラフィ計測装置による試験結果の一例を示す図であり、（ａ）は第一例、（ｂ）は第二例、（ｃ）は第三例、を示している。

【図5】図１に示したトモグラフィ計測装置による試験結果の第四例を示す図であり、（ａ）は試験片、（ｂ）は計測画像、を示している。

【図6】第二実施形態に係るトモグラフィ計測装置を示す部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図１～図６を用いて説明する。ここで、図１は、第一実施形態に係るトモグラフィ計測装置を示す全体構成図である。図２は、図１に示したトモグラフィ計測センサを示す図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は電極層の概略平面図、である。

【0018】

図１に示したトモグラフィ計測装置１は、管路１１内の固気混相流の誘電率分布から固体及び気体の分布状態を求めるキャパシタンス・トモグラフィ法を用いたトモグラフィ計測装置であって、管路１１に取り付けられるトモグラフィ計測センサ２と、トモグラフィ計測センサ２の入出力信号を処理する信号処理装置３と、トモグラフィ計測センサ２の入出力信号を制御するとともにトモグラフィ計測センサ２からの出力信号に基づいて画像処理を行う制御装置４と、制御装置４により再構成された断層画像を出力する出力装置５と、を備えている。

【0019】

ここで、トモグラフィ法とは、さまざまな方向から対象物に光や電波等を当てて、その透過情報や散乱情報を基にマトリックス演算を行い、対象物の内部の物理量等を導き出して断層画像を得る方法であり、断層撮影法と呼ばれることもある。

【0020】

また、キャパシタンス・トモグラフィ法は、多数の電極からなるセンサを管路外周に配置し、各電極間のキャパシタンス（静電容量）の組み合わせを短時間で測定し、画像再構成法により管路断面の誘電率分布、すなわち、粒子と気体の分布を求める方法である。かかるキャパシタンス・トモグラフィ法は、計測対象物が非導電性である場合に有効な手法である。

【0021】

管路１１は、例えば、微粉炭等の粉体を気中搬送する配管である。トモグラフィ計測センサ２は、管路１１の外周に沿って配置される。

【0022】

トモグラフィ計測センサ２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、撓曲可能なフレキシブル基板２１と、フレキシブル基板２１の表面に形成された電極層２２と、電極層２２を被覆する第一カバーレイ２３と、フレキシブル基板２１の裏面に形成された導電層２４と、導電層２４を被覆する第二カバーレイ２５と、電極層２２と導電層２４とを電気的に接続する複数のスルーホール２６と、を備えている。なお、図２（ｂ）では、説明の便宜上、スルーホール２６及び導線の図を省略してある。

【0023】

フレキシブル基板２１は、例えば、ポリイミド等の樹脂によって構成される薄膜状の絶縁体である。また、第一カバーレイ２３は、電極層２２を保護する樹脂フィルムである。第一カバーレイ２３は、接着剤２３１を介して電極層２２上に貼付される。また、第二カバーレイ２５は、導電層２４を保護する樹脂フィルムである。第二カバーレイ２５は、接着剤２５１を介して導電層２４上に貼付される。

【0024】

このように、トモグラフィ計測センサ２は、樹脂製の薄膜（フィルム）を積層し、その中間に電極や導線を配置した構成を有しており、全体として撓曲可能に構成されている。

【0025】

電極層２２は、例えば、フレキシブル基板２１側に配置された銅箔２２１と、銅箔２２１上に配置され電極パターンを形成する銅メッキ２２２と、により構成される。銅箔２２１は、接着剤２２３を介してフレキシブル基板２１に貼付される。

【0026】

導電層２４は、例えば、フレキシブル基板２１側に配置された銅箔２４１と、銅箔２４１上に配置され導線パターンを形成する銅メッキ２４２と、により構成される。銅箔２４１は、接着剤２４３を介してフレキシブル基板２１に貼付される。

【0027】

また、電極層２２は、例えば、図２（ｂ）に示したように、管路１１の周方向に対応する方向に等間隔に配列された複数のセンサ電極２２ａと、センサ電極２２ａの各々について管路１１の軸方向に対応する方向の両端に配置されたガード電極２２ｂと、センサ電極２２ａ及びガード電極２２ｂの外周を囲うグランド電極２２ｃと、を備えている。

【0028】

センサ電極２２ａは、トモグラフィ計測センサ２の電極を構成する部分である。センサ電極２２ａは、例えば、図示したように、管路１１の軸方向に細長い矩形形状を有している。本実施形態では、８本のセンサ電極２２ａが等間隔に配置されている。したがって、管路１１にトモグラフィ計測センサ２を取り付けた場合、センサ電極２２ａは、管路１１の周方向に４５°の間隔で均等に配置される。なお、センサ電極２２ａの本数は任意であり、８本に限定されるものではない。

【0029】

また、センサ電極２２ａは、所定のスルーホール２６を介して導電層２４に電気的に接続されている。また、各センサ電極２２ａは、所定のスルーホール２６及び抵抗器を介してグランド電極２２ｃに電気的に接続されており、アースされている。なお、抵抗器は、フレキシブル性を担保可能な小型の角型チップ抵抗器であり、例えば、第一カバーレイ２３上に配置される。

【0030】

ガード電極２２ｂは、センサ電極２２ａのノイズを除去する機能を有している。センサ電極２２ａの両端に配置された一対のガード電極２２ｂは、スルーホール２６及び導電層２４を介して電気的に接続されている。また、各ガード電極２２ｂは、スルーホール２６及び抵抗器を介してグランド電極２２ｃに電気的に接続されており、アースされている。なお、抵抗器は、フレキシブル性を担保可能な小型の角型チップ抵抗器であり、例えば、第二カバーレイ２５上に配置される。

【0031】

また、トモグラフィ計測センサ２は、例えば、図２（ｂ）に示したように、電極層２２を備えた本体部２ａと、電極層２２（センサ電極２２ａ，ガード電極２２ｂ，グランド電極２２ｃ）の配線を集約したベルト部２ｂと、ベルト部２ｂの先端に形成されたコネクタ部２ｃと、を有している。なお、図２（ｂ）では、電極層２２のみを図示しているが、フレキシブル基板２１、第一カバーレイ２３、導電層２４及び第二カバーレイ２５も同一の外形を有している。

【0032】

このように、本体部２ａとコネクタ部２ｃとをベルト部２ｂで連結した構成とすることにより、トモグラフィ計測センサ２を管路１１に取り付けた場合であっても、コネクタ部２ｃをフレキシブルな状態に保持することができ、ケーブル等の着脱を容易に行うことができる。

【0033】

上述したトモグラフィ計測センサ２は、柔軟性を持つフレキシブル基板２１（FPC：Flexible printed circuits）上に電極や配線を一体成型し、ハンダ付け等の手間を省くとともに、基板ごと配管に巻き付けて簡単に固定するだけで計測可能な新たなセンサを提供するものである。

【0034】

かかるトモグラフィ計測センサ２は、要するに、ベースとなるフレキシブル基板２１の両面に銅箔が塗布されており、片側にセンサやグランド等の電極パターンを形成し、反対側に配線向けのパターンをエッチング成形したものである。また、配線は、本体部２ａからフレキシブル基板の状態で幅１５ｍｍ程度を引き出した部分の先端にまとめて取り付けてある。

【0035】

本実施形態に係るトモグラフィ計測センサ２によれば、本体部２ａの厚さを１ｍｍ程度に薄くすることができ、柔軟性も備えていることから、従来製法（銅シートを管路表面に貼って電極パターンを切り出し、抵抗と導線をハンダ付けする方法）で作成したセンサと比較して、センサ自体を容易に取回すことができる。

【0036】

次に、トモグラフィ計測センサ２の取り付け方法について、図３（ａ）～図３（ｄ）を参照しつつ説明する。ここで、図３は、トモグラフィ計測センサの取り付け方法を示す説明図であり、（ａ）は巻き付け工程、（ｂ）は樹脂シート被覆工程、（ｃ）は銅箔被覆工程、（ｄ）は固縛工程、を示している。図３（ａ）～図３（ｃ）は、管路１１の軸方向に平行な断面図を示しており、図３（ｄ）は管路１１の軸方向に垂直な断面図を示している。

【0037】

図３（ａ）に示した巻き付け工程は、トモグラフィ計測センサ２の本体部２ａのみを管路１１の表面に沿って巻き付けて仮留めする工程である。具体的には、本体部２ａを管路１１に沿って巻き付けたときの突き合わせ部に、図３（ｄ）に示した粘着テープ２ｄを貼り付けることにより、本体部２ａを仮留めする。すなわち、トモグラフィ計測センサ２は、本体部２ａのみを管路１１の表面に巻き付けた状態を保持する粘着テープ２ｄを備えている。

【0038】

図３（ｂ）に示した樹脂シート被覆工程は、管路１１の表面に仮留めされた本体部２ａの表面に樹脂シート２ｅを配置して、本体部２ａを絶縁材で被覆する工程である。かかる樹脂シート２ｅを配置することにより、トモグラフィ計測センサ２の本体部２ａの絶縁状態を効果的に保持することができる。すなわち、トモグラフィ計測センサ２は、本体部２ａの表面を覆う樹脂シート２ｅを備えている。

【0039】

図３（ｃ）に示した銅箔被覆工程は、樹脂シート２ｅの表面を銅箔２ｆで被覆して、外周スクリーンを形成する工程である。かかる銅箔２ｆを配置することにより、トモグラフィ計測センサ２のノイズを効果的に低減することができる。すなわち、トモグラフィ計測センサ２は、樹脂シート２ｅの表面を覆う銅箔２ｆを備えている。

【0040】

図３（ｄ）に示した固縛工程は、銅箔２ｆの上から結束バンド２ｇを巻き付けて本体部２ａを固縛する工程である。すなわち、トモグラフィ計測センサ２は、本体部、前記樹脂シート及び前記銅箔を固縛する結束バンド２ｇを備えている。かかるトモグラフィ計測センサ２の取り付け方法によれば、従来、数時間を要していた取り付け作業を１０～２０分程度まで短縮することができる。

【0041】

また、上述した取り付け方法により、図３（ｄ）に示したように、管路１１の外周に複数のセンサ電極２２ａが等間隔に配置される。その後、制御装置４の指令に基づいて信号処理装置３が、複数のセンサ電極２２ａから二つのセンサ電極２２ａを選択し、選択したセンサ電極２２ａに電圧を負荷し、そのキャパシタンス（静電容量）を計測する。

【0042】

この処理を二つのセンサ電極２２ａを選択する全ての組み合わせについて行い、画像再構成法により管路１１の断面における誘電率分布を算出する。この誘電率分布の算出は、制御装置４が行い、再構成された断層画像は外部モニタ等の出力装置５によって外部出力される。

【0043】

次に、上述したトモグラフィ計測装置１を用いた試験結果について、図４（ａ）～図５（ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図４は、図１に示したトモグラフィ計測装置による試験結果の一例を示す図であり、（ａ）は第一例、（ｂ）は第二例、（ｃ）は第三例、を示している。図５は、図１に示したトモグラフィ計測装置による試験結果の第四例を示す図であり、（ａ）は試験片、（ｂ）は計測画像、を示している。

【0044】

図４（ａ）に示した第一例は、左図に示したように、内径４０ｍｍのアクリル樹脂製のパイプ６の内部に、直径２ｍｍ×長さ３ｍｍ程度の大きさの樹脂ペレット７を断面の半分程度を埋めるように配置し、樹脂ペレット７が静止した状態で、トモグラフィ計測装置１を用いて計測を行ったものである。

【0045】

図４（ａ）の右図は、計測結果の誘電率分布を示したものである。図示したように、図の右下の位置に固体である樹脂ペレット７を示す誘電率εｓが表示され、図の左上の位置に気体である空気を示す誘電率εａが表示されている。左図の試験体と右図の計測結果とを比較すれば、実際の樹脂ペレット７の配置と誘電率εｓの分布とは一致していることがわかる。

【0046】

図４（ｂ）に示した第二例は、左図に示したように、内径４０ｍｍのアクリル樹脂製のパイプ６の内部に、直径２０ｍｍのアクリル樹脂製の中実棒８をパイプ６の内面から離れた状態に配置して、トモグラフィ計測装置１を用いて計測を行ったものである。

【0047】

図４（ｂ）の右図は、計測結果の誘電率分布を示したものである。図示したように、図の中心から下方にずれた位置に固体である中実棒８を示す誘電率εｓが表示され、その周囲に気体である空気を示す誘電率εａが表示されている。左図の試験体と右図の計測結果とを比較すれば、実際の中実棒８の配置と誘電率εｓの分布とは一致していることがわかる。

【0048】

図４（ｃ）に示した第三例は、左図に示したように、内径４０ｍｍのアクリル樹脂製のパイプ６の内部に、直径２０ｍｍのアクリル樹脂製の中実棒８をパイプ６の内面に接触した状態に配置して、トモグラフィ計測装置１を用いて計測を行ったものである。

【0049】

図４（ｃ）の右図は、計測結果の誘電率分布を示したものである。図示したように、図の左下の位置に固体である中実棒８を示す誘電率εｓが表示され、その周囲に気体である空気を示す誘電率εａが表示されている。左図の試験体と右図の計測結果とを比較すれば、実際の中実棒８の配置と誘電率εｓの分布とは一致していることがわかる。

【0050】

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した第四例は、内径４０ｍｍのアクリル樹脂製のパイプの内部に、図５（ａ）に示した試験片９を通過させながら、トモグラフィ計測装置１を用いて計測を行ったものである。試験片９は、例えば、３Ｄプリンタで作成したプラグ流形状を模擬した樹脂固体モデル（外形３９ｍｍ、長さ１００ｍｍ）である。

【0051】

なお、プラグ流とは、粉粒体が浮遊することなくプラグのような集団を形成しながら移動する搬送形態の一つである。かかるプラグ流は、図示したように、概ね、中央部が中実円柱形状であり、両端部が片方の側面に減衰する形状を有している。

【0052】

図５（ｂ）に示した計測画像は、トモグラフィ計測装置１の計測結果を左から順番に時系列に並べたものである。図示したように、固体である試験片９を示す誘電率εｓは、時間の経過とともに占有率が徐々に増加し、中間の時間帯では占有率は略１００％に達し、その後、占有率は徐々に低下していくことがわかる。図５（ｂ）に示した誘電率分布は、図５（ａ）に示した試験片９の形状に対応した妥当な結果であることがわかる。

【0053】

上述した試験結果によれば、本実施形態に係るトモグラフィ計測センサ２を備えたトモグラフィ計測装置１は、少なくとも従来のセンサを備えたトモグラフィ計測装置と同等の計測画像を取得することができる。

【0054】

また、上述した本実施形態に係るトモグラフィ計測センサ２によれば、柔軟なフレキシブル基板２１にセンサ電極２２ａを含む電極層２２を配置したことにより、トモグラフィ計測センサ２自身を撓曲可能に構成することができ、管路１１の表面にトモグラフィ計測センサ２を巻き付けることにより、キャパシタンス・トモグラフィ法に必要な電極を容易に配置することができる。

【0055】

また、トモグラフィ計測センサ２をフレキシブル化したことにより、配管取回し後にトモグラフィ計測センサ２を配置することができ、トモグラフィ計測センサ２を着脱自在に構成することができる。したがって、本実施形態に係るトモグラフィ計測センサ２及びトモグラフィ計測装置１によれば、作業効率及び費用対効果の向上を図ることができる。

【0056】

次に、第二実施形態に係るトモグラフィ計測装置１について、図６を参照しつつ説明する。ここで、図６は、第二実施形態に係るトモグラフィ計測装置を示す部分拡大図である。なお、図６において、説明の便宜上、信号処理装置３、制御装置４及び出力装置５の図を省略してある。

【0057】

図６に示したトモグラフィ計測装置１は、二つのトモグラフィ計測センサ２を管路１１に直列に並べて配置したものである。このように、トモグラフィ計測センサ２を直列に並べて、二つの計測断面における計測値の時間変化の相関を取ることで固体の速度を求めることができる。

【0058】

特に、本実施形態に係るトモグラフィ計測センサ２を用いることにより、センサ間隔を後から任意に変更することができ、速度レベルに応じて適切な時間分解能の距離設定を行うことができる。

【0059】

本発明は、上述した実施形態に限定されず、例えば、必要に応じてガード電極２２ｂを省略してもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0060】

１ トモグラフィ計測装置
２ トモグラフィ計測センサ
２ａ 本体部
２ｂ ベルト部
２ｃ コネクタ部
２ｄ 粘着テープ
２ｅ 樹脂シート
２ｆ 銅箔
２ｇ 結束バンド
３ 信号処理装置
４ 制御装置
５ 出力装置
６ パイプ
７ 樹脂ペレット
８ 中実棒
９ 試験片
１１ 管路
２１ フレキシブル基板
２２ 電極層
２２ａ センサ電極
２２ｂ ガード電極
２２ｃ グランド電極
２３ 第一カバーレイ
２４ 導電層
２５ 第二カバーレイ
２６ スルーホール
２２１，２４１ 銅箔
２２２，２４２ 銅メッキ
２２３，２３１，２４３，２５１ 接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】