JP2000162013A - 流量検出装置 - Google Patents

流量検出装置

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JP2000162013A
JP2000162013A JP10333845A JP33384598A JP2000162013A JP 2000162013 A JP2000162013 A JP 2000162013A JP 10333845 A JP10333845 A JP 10333845A JP 33384598 A JP33384598 A JP 33384598A JP 2000162013 A JP2000162013 A JP 2000162013A
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JP
Japan
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flow rate
flow
small
flow path
passage
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JP10333845A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Oda
清志 小田
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路断面積を大きくすることなく、少流量か
ら大流量まで広域に亙って瞬間流量の検出を正確に行う
こと。 【解決手段】 外管2により画定された主流路1の中央
部に、主流路1の通路断面積より小さい通路断面積の小
流路4を画定する細管5を配置し、この小流路4内に流
量検出用の流速センサ6を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、流量検出装置に
関するものであり、特に、流速センサによる流速計測値
より流量を検出する型式の流量検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量検出装置
として、配管内を流れる流体の流速をマイクロフローセ
ンサと云われるような半導体式の流速センサによって計
測し、流速センサによる流速計測値と流路断面積との乗
算によって流量を検出する流量検出装置が、従来より知
られている。この種の流量検出装置は、たとえば、特開
平9−68448号公報に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のような流量検出
装置は、瞬間流量を検出することができるが、流速計測
を行う流体流れに乱れ(乱流)があると、流速センサが
乱流による渦速度まで計測するため、正確な流量検出を
行えない。このことに対して、数十秒〜数分間の計測値
を平均すれば、乱流に拘わらず、安定した流量検出を行
えるが、これでは瞬間流量を検出できる流速センサの特
徴を活かすことができず、流量演算用の回路構成も複雑
になる。
【0004】瞬間流量を正確に検出するためには、流速
計測を行う流体の流れに乱れがなく、層流状態であるこ
とを要求され、大流量検出であるほど、流路断面積を大
きくする必要がある。たとえば、100m3 /hr程度
の流量検出のためには、直径が1m程度の巨大な配管が
必要になり、実用的でない。
【0005】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、流路断面積を大きくすることな
く、少流量から大流量まで広域に亙って瞬間流量の検出
を正確に行うことができる流量検出装置を提供すること
を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明による流量検出装置は、外
管により画定された主流路の中央部に当該主流路の通路
断面積より小さい通路断面積の小流路を画定する細管が
配置され、前記小流路内に流量検出用の流速センサが設
けられているものである。
【0007】また、請求項2に記載の発明による流量検
出装置は、前記小流路の横断面形状は前記主流路の横断
面形状と相似形であるものである。
【0008】また、請求項3に記載の発明による流量検
出装置は、前記外管と前記細管との間の流路を選択的に
閉塞するシャッタが設けられているものである。
【0009】請求項1に記載の発明による流量検出装置
によれば、細管により画定された小流路を流れる流体の
流量は、主流路の流量(全流量)より小流量であり、主
流路の流量が多くて主流路で乱流が発生していても、小
流路を流れる流体は層流状態を保ち、この小流路内に設
けられた流速センサによって層流状態の流体流れの流速
が計測される。
【0010】請求項2に記載の発明による流量検出装置
によれば、小流路の横断面形状と主流路の横断面形状と
が相似形であることにより、小流路と主流路での流路抵
抗特性が近似し、定常流における主流路での流速分布と
小流路での流速分布とが近似する。
【0011】請求項3に記載の発明による流量検出装置
によれば、シャッタによって外管と細管との間の流路を
閉塞することにより、小流量時の偏流を避けることがで
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。
【0013】(実施の形態1)図1、図2はこの発明に
よる流量検出装置の実施の形態1を示している。
【0014】流量検出装置は、内側に主流路1を画定す
る外管(ケース)2と、管支持枠体3によって主流路1
の中央部に固定配置され、主流路1の通路断面積より小
さい通路断面積の小流路4を画定する細管5と、小流路
4内に固定配置されたマイクロフローセンサ等による流
量検出用の流速センサ6とを有している。
【0015】この実施の形態では、外管2と細管5は各
々円管により構成され、主流路1の横断面形状と小流路
4の横断面形状は相似形をなしており、外管2と細管5
との間には円環状流路7が画定される。
【0016】細管5は流速センサ6の配置部において主
流路1に発生した乱流の影響を受けない程度に充分な管
長を有していることを要求される。この必要管長は、所
謂、ぬれぶち長さであり、小流路4の周長と同等の長さ
であればよい。
【0017】細管5により画定された小流路4を流れる
流体の流量は、主流路1の流量(全流量)より小流量で
あり、主流路1の流量が多くて主流路1で乱流が発生し
ていても、小流路4を流れる流体は層流状態を保つ。こ
れにより、流速センサ6は、主流路1にて乱流が発生し
ていても、小流路4における層流状態の流体流れの流速
を計測する。
【0018】したがって、主流路1の流路断面積を大き
くすることなく、換言すれば、流量検出装置の外郭寸法
を大きくすることなく、少流量から大流量まで広域に亙
って瞬間流量の検出を正確に行うことができる。
【0019】たとえば、直径11.5mmの円形の流路
では1m3 /hrまで層流を保つことはレイノズル数の
計算より明らかであり、この大きさの小流路4を、直径
115mmの円形流路による主流路1の中心部に配置す
る。小流路4内に流速センサ6が配置去れていること
で、直径115mmの主流路1に100m3 /hr近く
の流量でガスが流れても、直径11.5mmの小流路4
においては1m3 /hr以下の流量による層流になり、
安定した流量計測を行うことができる。
【0020】実際には、直径115mmの主流路1に1
00m3 /hrの流量でガスが流れても、圧力損失のバ
ランスにより、直径11.5mmの小流路4には1m3
/hrの流量のガスが流れことはなく、200m3 /h
r程度までの流量検出を安定して行うことができる。
【0021】また、小流路4の横断面形状と主流路1の
横断面形状とが相似形であることにより、小流路4と主
流路1での流路抵抗特性が近似し、定常流における主流
路での流速分布と小流路での流速分布とが近似するか
ら、流速センサ6による小流路4における部分的な流速
計測でも正確な流量検出が行われるようになる。
【0022】なお、上述の実施の形態では、小流路4の
横断面形状と主流路1の横断面形状を円形としたが、こ
れは、四角形や六角形等の多角形、楕円等であってもよ
い。
【0023】(実施の形態2)図3、図4はこの発明に
よる流量検出装置の実施の形態2を示している。なお、
図3、図4において、図1に示されているもの同等ある
いは同一の構成要件には、図1に付けた符号と同一の符
号を付けてその説明を省略する。
【0024】この実施の形態では、外管2内に円盤状の
シャッタ板8が配置されている。シャッタ板8は、ばね
部材9によって外管2より主流路1における流体流れ方
向に移動可能に支持され、ばね部材9のばね力により外
管2の途中に形成された拡径部10の端面が与える弁座
面11に、図3に示されているように、押し付けられて
主流路1を閉塞し、主流路1を流れる流体の圧力を開弁
方向の力として受圧し、図4に示されているように、弁
座面11より離れて主流路1を連通状態にする。
【0025】小流路4を画定し、流速センサ6を取り付
けられた細管5は、シャッタ板8の中央部に固定されて
いる。シャッタ板8の中央部には小流路4と連通する貫
通孔12が形成されている。
【0026】この構造は、小流路4は常時開で、シャッ
タ板8が外管2と細管4との間の円環状流路7を選択的
に閉塞することを意味し、小流量時には外管2内を流れ
る流体によりシャッタ板8に作用する開弁圧が小さいこ
とにより、シャッタ板8は、図3に示されているよう
に、ばね部材9のばね力により弁座面11に押し付けら
れて主流路1、換言すれば円環状流路7を閉塞し、外管
2内の流体流れを小流路4に限定する。
【0027】これにより、小流量時の偏流を避けること
ができ、小流量時も、小流路4内に設けられている流速
センサ6により計測される流速より正確な流量検出が行
われる。
【0028】外管2内を流れる流体の流量が増えると、
シャッタ板8に作用する開弁圧が大きくなり、シャッタ
板8がばね部材9のばね力により弁座面11より離れ、
円環状流路7が連通状態になり、円環状流路7にも流体
が流れるようになる。これにより、大流量時に大きい流
路抵抗が作用することがなく、小流路4における流速が
過度に高速になることも回避される。
【0029】なお、シャッタ板8の開閉により、流量検
出流路の実効通路断面積が変化するから、流量検出の演
算のための断面積値をシャッタ板8の開閉に応じて変更
する必要がある。このため、図示はしていないが、シャ
ッタ板8の開度を検出する開度センサを組み込み、開度
センサにより検出されるシャッタ板開度に応じて流量検
出の演算のための断面積値を変化させる制御を行えばよ
い。
【0030】また、シャッタ板8は、流体圧による開弁
力とばね力との平衡関係により開閉するものではなく、
アタチュエータにより全閉(閉塞)位置と全開(連通)
位置との2位置に駆動されてもよく、この場合には、ア
タチュエータ駆動信号によって流量検出の演算のための
断面積値を切替設定すればよい。
【0031】(実施の形態3)図5、図6はこの発明に
よる流量検出装置の実施の形態3を示している。なお、
図5、図6においても、図1に示されているもの同等あ
るいは同一の構成要件には、図1に付けた符号と同一の
符号を付けてその説明を省略する。
【0032】この実施の形態では、4組の両開き式のシ
ャッタ機構13が外管2と細管5との間の円環状流路7
に設けられている。シャッタ機構13は各々、中心角が
45度の扇形を呈する2枚のシャッタ板14を各々枢軸
15の軸線周りに回動可能に有している。
【0033】2枚のシャッタ板14は、枢軸15の軸線
周りに回動可能で、図5に示されているように、板面が
外管2内の流体流れ方向に直交する方向に延在して円環
状流路7を閉塞する閉塞位置と、図6に示されているよ
うに、板面が外管2内の流体流れ方向に同じ方向に延在
して円環状流路7を連通状態(開状態)にする連通位置
の2位置を観音開き式に取れる構造になっている。
【0034】上述の構造のものでは、小流量時には各シ
ャッタ機構13の2枚のシャッタ板14が図5に示され
ているような閉塞位置することで、円環状流路7を閉塞
し、外管2内の流体流れを小流路4に限定する。これに
より、小流量時の偏流を避けることができ、小流量時
も、小流路4内に設けられている流速センサ6により計
測される流速より正確な流量検出が行われる。
【0035】これに対し、大流量時には各シャッタ機構
13の2枚のシャッタ板14が図6に示されているよう
な連通位置することで、円環状流路7が連通(全開)状
態になり、円環状流路7にも流体が流れるようになる。
これにより、大流量時に大きい流路抵抗が作用すること
がなく、小流路4における流速が過度に高速になること
も回避される。
【0036】この実施の形態におけるシャッタ機構13
の開閉は、実施の形態2のものと同様の機構のもので行
うことができ、流量検出のための演算もシャッタ機構1
3の開閉に応じて実施の形態2のものと同様に行うこと
ができる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明したように、請求項1に記載
の発明による流量検出装置よれば、外管により画定され
た主流路の中央部に当該主流路の通路断面積より小さい
通路断面積の小流路を画定する細管が配置され、前記小
流路内に流量検出用の流速センサが設けられている構成
とした。
【0038】このため、細管により画定された小流路を
流れる流体の流量は、主流路の流量より小流量であり、
主流路の流量が多くて主流路で乱流が発生していても、
小流路を流れる流体は層流状態を保ち、この小流路内に
設けられた流速センサによって層流状態の流体流れの流
速が計測されるから、主流路の流路断面積を大きくする
ことなく、ひいては流量検出装置の外郭寸法を大きくす
ることなく、少流量から大流量まで広域に亙って瞬間流
量の検出を正確に行うことができる。
【0039】また、請求項2に記載の発明による流量検
出装置によれば、前記小流路の横断面形状が前記主流路
の横断面形状と相似形である構造とした。
【0040】このため、小流路の横断面形状と主流路の
横断面形状とが相似形であることにより、小流路と主流
路での流路抵抗特性が近似し、定常流における主流路で
の流速分布と小流路での流速分布とが近似するから、流
速センサによる小流路における部分的な流速計測でも正
確な流量検出が行われるようになる。
【0041】また、請求項3に記載の発明による流量検
出装置によれば、前記外管と前記細管との間の流路を選
択的に閉塞するシャッタが設けられている構造とした。
【0042】このため、シャッタによって外管と細管と
の間の流路を閉塞することにより、小流量時の偏流を避
けることができるから、小流量時も小流路内に設けられ
ている流速センサにより計測される流速より正確な流量
検出を行うことができ、大流量時にはシャッタが開くこ
とにより、大流量時に大きい流路抵抗が作用することが
なく、小流路における流速が過度に高速になることも回
避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による流量検出装置の実施の形態1を
示す縦断面図である。
【図2】図1の線A−Aに沿った断面図である。
【図3】この発明による流量検出装置の実施の形態2を
シャッタ閉じ状態について示す縦断面図である。
【図4】この発明による流量検出装置の実施の形態2を
シャッタ開き状態について示す縦断面図である。
【図5】この発明による流量検出装置の実施の形態3を
シャッタ閉じ状態について示す斜視図である。
【図6】この発明による流量検出装置の実施の形態3を
シャッタ開き状態について示す斜視図である。
【符号の説明】
1 主流路 2 外管 3 管支持枠体 4 小流路 5 細管 6 流速センサ 7 円環状流路 8 シャッタ板 9 ばね部材 10 拡径部 11 弁座面 12 貫通孔 13 シャッタ機構 14 シャッタ板 15 枢軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外管により画定された主流路の中央部に
    当該主流路の通路断面積より小さい通路断面積の小流路
    を画定する細管が配置され、前記小流路内に流量検出用
    の流速センサが設けられていることを特徴とする流量検
    出装置。
  2. 【請求項2】 前記小流路の横断面形状は前記主流路の
    横断面形状と相似形であることを特徴とする請求項1に
    記載の流量検出装置。
  3. 【請求項3】 前記外管と前記細管との間の流路を選択
    的に閉塞するシャッタが設けられていることを特徴とす
    る請求項1または2に記載の流量検出装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017596A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流量計測方法および超音波式流量計測装置
JP2010112876A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Hino Motors Ltd 流体の流量測定装置
JP2011053081A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Panasonic Corp 流体の流れ計測装置
JP2012529652A (ja) * 2009-06-10 2012-11-22 マイクロ モーション インコーポレイテッド ケースを振動式フローメーターと結合するための方法および装置
JP2020504807A (ja) * 2016-10-12 2020-02-13 エナビー 導管内を循環する流体の特性を測定するための自律デバイス、及びそのデバイスを用いた換気、空気調節、及び/又は加熱を制御するためのシステム
CN111765936A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 湖南润天智科机械制造有限公司 一种高精度液料计量装置及其计量方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017596A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流量計測方法および超音波式流量計測装置
JP2010112876A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Hino Motors Ltd 流体の流量測定装置
JP2012529652A (ja) * 2009-06-10 2012-11-22 マイクロ モーション インコーポレイテッド ケースを振動式フローメーターと結合するための方法および装置
JP2011053081A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Panasonic Corp 流体の流れ計測装置
JP2020504807A (ja) * 2016-10-12 2020-02-13 エナビー 導管内を循環する流体の特性を測定するための自律デバイス、及びそのデバイスを用いた換気、空気調節、及び/又は加熱を制御するためのシステム
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