JP5523908B2 - 流量測定装置及び流速測定装置 - Google Patents
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Description
10 流量測定装置
12 計測セル
14 計測手段
16 パージガス供給手段
18 流れ方向検出手段
20 主管
22 入射管
24 出射管
26、28 窓
30、32 パージガス供給管
40 発光部
42 光ファイバ
44 受光部
46 光源ドライバ
48 算出部
50 制御部
52 ポンプ
54 ドライヤ
56 流量計
62、64 検出素子
66 差圧検出器
200 流速測定装置
Claims (24)
- 両端が開放され、それぞれ流体を流す流路と連結可能な主管、前記主管に連結し、前記主管と連結している側と反対側の端部に光が通過可能な窓部が形成された入射管、前記主管に連結し、前記主管と連結している側と反対側の端部に光が通過可能な窓部が形成された出射管、前記入射管と連結された第1パージ流体供給管とで構成された計測セルと、
前記計測セルの前記第1パージ流体供給管にパージ流体を供給するパージ流体供給部と、
前記入射管にレーザ光を入射させる発光部と、
前記入射管から入射され、前記計測セルを通過し、前記出射管から出射された前記レーザ光を受光し、受光した光量を受光信号として出力する受光部と、
前記受光部から出力される受光信号に基づいて、前記計測セルを流れる流体の流量を算出する算出部と、
前記計測セルを流れる流体の流れ方向を検出する流れ方向検出部と、
各部の動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする流量測定装置。 - 前記流れ方向検出部は、流れ方向に平行な両方向からの圧力差を検出する差圧検出部を有し、前記差圧検出部で検出された圧力差に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項1に記載の流量測定装置。
- 前記流れ方向検出部は、前記流路に露出し、流体の流れにより変形する変形部を有し、前記変形部の変形方向に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項1に記載の流量測定装置。
- 前記発光部と、前記受光部と、前記算出部とで構成される測定ユニットを少なくとも2つ有し、
前記流れ方向検出部は、前記測定ユニットで算出される流量の算出値に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項1に記載の流量測定装置。 - 前記流れ方向検出部は、前記流路に超音波を出力する超音波出力部と、前記超音波出力部から出力された超音波を受信する超音波受信部とを有し、
前記超音波受信部で受信した超音波の周波数に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項1に記載の流量測定装置。 - 前記算出部は、前記受光部で受光した受光信号を1つの周波数で復調し、復調した信号の変動の大きさに基づいて、前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、前記受光部で受光した受光信号を異なる2つの周波数でそれぞれ復調し、復調した2つの周波数における信号の変動の大きさに基づいて、前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、前記受光部で受光した受光信号を複数の異なる周波数でそれぞれ復調し、復調した複数の周波数における信号の変動の大きさに基づいて、前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、予め算出した変動と流量との関係を記憶しており、前記関係と前記変動の大きさとに基づいて前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、前記入射管に流れるパージ流体の流量毎に、前記変動と前記流体の流量との関係を記憶しており、
前記入射管に流れるパージ流体の流量と前記変動に基づいて前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の流量測定装置。 - 前記制御部は、前記算出部で算出した前記流体の流量を含む領域で変動の変化量の大きくなる前記パージ流体の流量を算出し、算出結果に基づいて、前記パージ流体供給部から前記第1パージ流体供給管に供給するパージ流体の流量を調整することを特徴とする請求項10に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、さらに、前記発光部から出力したレーザ光の強度と、前記受光部で受光したレーザ光の強度とに基づいて、前記計測セルを流れる排流体の測定対象の物質の濃度も算出することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記受光部は、隣接して配置された複数の受光素子を有し、各受光素子で受光した光量を受光信号として出力し、
前記算出部は、各受光素子から送られた受光信号の強度の比較に基づいて、前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の流量測定装置。 - 前記算出部は、各受光素子から送られた受光信号の強度の比較に基づいて、前記レーザ光の到達位置を算出し、前記到達位置と基準位置とのずれに基づいて、前記流体の流量を算出することを特徴とする請求項13に記載の流量測定装置。
- 前記算出部は、各受光素子から送られた受光信号の強度の総量と、前記受光部で受光したレーザ光の強度とに基づいて、前記計測セルを流れる排流体の測定対象の物質の濃度も算出することを特徴とする請求項13または14に記載の流量測定装置。
- 前記計測セルは、前記主管の、前記流体の流れ方向において前記入射管の上流側、かつ、前記入射管の近傍に、前記入射管の近傍の空気の流れを乱流にする乱流発生部を有することを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- さらに、前記出射管と連結された第2パージ流体供給管を有し、
前記パージ流体供給部は、前記第2パージ流体供給管にもパージ流体を供給することを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の流量測定装置。 - 前記算出部は、さらに、前記受光部から出力される受光信号に基づいて、前記計測セルの前記主管を流れる流体の流速を計測することを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 前記流体は、気体であることを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の流量測定装置。
- 一方の端部が測定領域と向かい合う開口であり、反対側の端部に光が通過可能な窓部が形成された入射管、一方の端部が前記入射管と対向し、かつ、前記測定領域と向かい合う開口であり、反対側の端部に光が通過可能な窓部が形成された出射管、前記入射管と連結された第1パージ流体供給管とで構成された計測セルと、
前記計測セルの前記第1パージ流体供給管にパージ流体を供給するパージ流体供給部と、
前記入射管にレーザ光を入射させる発光部と、
前記入射管から入射され、前記測定領域を通過し、前記出射管から出射されたレーザ光を受光し、受光した光量を受光信号として出力する受光部と、
前記受光部から出力される受光信号に基づいて、前記測定領域を流れる流体の流速を算出する算出部と、
前記測定領域を流れる流体の流れ方向を検出する流れ方向検出部と、
各部の動作を制御する制御部と、を有すること特徴とする流速測定装置。 - 前記流れ方向検出部は、流れ方向に平行な両方向からの圧力差を検出する差圧検出部を有し、前記差圧検出部で検出された圧力差に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項20に記載の流速測定装置。
- 前記流れ方向検出部は、前記測定領域に露出し、流体の流れにより変形する変形部を有し、前記変形部の変形方向に基づいて、流れ方向を検出することを特徴とする請求項20に記載の流速測定装置。
- 前記計測セルは、前記入射管の一方の端部及び前記出射管の一方の端部とそれぞれ連結され、測定対象の流体が流れる主管を有し、
前記測定領域は、前記主管の一部であることを特徴とする請求項20から22のいずれか1項に記載の流速測定装置。 - 前記流体は、気体であることを特徴とする請求項20から23のいずれか1項に記載の流速測定装置。
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