JP2003294504A

JP2003294504A - 流量計

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Publication number: JP2003294504A
Application number: JP2002097107A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Nakao; 雄一中尾
Original assignee: Oval Corp
Current assignee: Oval Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP3628308B2

Abstract

(57)【要約】【課題】臨界状態を検知することが可能な流量計を提
供する。【解決手段】コリオリ式質量流量計において被測定流
体が流通する流管６が絞られる部分（ここでは流管６の
駆動により絞られる部分：ａ〜ｂ区間の間）の上流側に
温度センサ２１を設け、その下流側にも温度センサ２２
を設ける。センサ２１，２２の温度差を算出し、温度差
が所定値以上であればその被測定流体は臨界状態に達し
ているものとして検出し、利用者に通知する。被測定流
体が臨界状態に達したときに、そのチョーキングした位
置の後では超音速域となるので、温度が急激に低下する
ことを利用したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流量計に関し、よ
り詳細には、被測定流体の臨界状態を検出することが可
能な流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の流量又は流速を測定する流量計と
しては様々な種類のものがあるが、特に流体を絞る機構
をもつ流量計においては、高速に流動する気体はその絞
り機構により臨界状態となる場合がある。気体を徐々に
膨張させていくと、速度は増加し、温度は低下し、した
がって局所音速も低下する。このため、局所マッハ数Ｍ
は、速度の増加よりも急激に増加し、Ｍ＝１の状態に達
する。この状態を臨界状態と呼ぶ。また、このときの圧
力を臨界圧力と呼ぶ。なお、液体は例外なく非圧縮性
（マッハ数が０.３未満）として取り扱えるものとして
も差し支えない。臨界状態では、流管の内部で衝撃波が
生じることがあり、被測定流体の流れを検出するセンサ
（ピックアップ）信号が乱れ、正確な測定ができなくな
る。衝撃波が生じなくても、測定管内の温度が一定に分
布しているとはいえず、温度補正を行って流量を測定す
る流量計においては正確な測定値が得られない。

【０００３】流体を絞る機構をもった流量計は、ノズ
ル，ベンチュリ管，オリフィス流量計が代表的な例であ
るが、コリオリ質量流量計においてもその流量検出能力
を上げるため、多くの場合、薄肉の細い良く曲がる測定
管を用いており、またコリオリ力を検出しやすい様に構
造的に捩れ易い湾曲構造を選んでいる場合が多い。その
ため、細管によって流れが絞られたり、曲がりによって
流れが絞られたりする場合がある。センサが影響を受け
ない場所にこのような絞られた部分が在ればよいが、コ
リオリ質量流量計では測定管自体が絞られた箇所をもっ
ており、上述のように測定管で衝撃波が生じた場合な
ど、測定結果への影響が大きい。さらに、センサの上下
流で流れが絞られていない場合でも、センサ自体の絞り
がラインの臨界流量を決定する要素となることがある。

【０００４】従来のコリオリ流量計やその他の流量計に
おいては、ガス計測での臨界状態を検出する手段が無
く、実験から臨界流速を求めたり、使用条件下での温
度，圧力から求めた音速から概算で使用条件下における
臨界流速（流量）を求めたりしていた。しかしながら、
使用者（ユーザ）が計測する流体の音速が不明であった
り、予め臨界流速を求めても、ユーザから得た温度，圧
力，流体の物性等の情報も正確でない場合が多く、実際
に設置した際に臨界状態となってしまう可能性があっ
た。

【０００５】流量計における計測時に臨界状態に達する
際、その流量計が瞬時流量を計測するタイプの流量計で
あれば、流管（フローチューブ）内及びその近傍で生じ
る衝撃波による振動や温度勾配による異常出力によりそ
の状態に気づき易いが、積算流量を計測するタイプの流
量計の場合には見逃してしまうことが多かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実状に鑑みてなされたものであり、臨界状態を検知す
ることが可能な流量計を提供することをその目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の技術手段
は、被測定流体の流量又は流速を測定する流量計におい
て、被測定流体が流通する流管の絞り部の上流側と、下
流側との温度差又は温度比を検出する温度差検出手段
と、該検出に基づいて被測定流体の臨界状態を検出する
臨界状態検出手段と、該臨界状態検出手段により検出さ
れた臨界状態を使用者に通知する通知手段とを備えるこ
とを特徴としたものである。

【０００８】第２の技術手段は、第１の技術手段におい
て、前記温度検出手段は、前記上流側に設けた第１の温
度センサと、前記下流側に設けた第２の温度センサと、
前記第１の温度センサが検出した温度に対する前記第２
の温度センサが検出した温度の差又は比を算出する手段
とを有し、前記臨界状態検出手段は前記差又は比が所定
の値より大きい場合に臨界状態として検出することを特
徴としたものである。

【０００９】第３の技術手段は、測定流体の流量又は流
速を測定する流量計において、被測定流体が流通する流
管の絞り部の下流側近傍と、該下流側近傍の下流側との
温度差又は温度比を検出する温度差検出手段と、該検出
に基づいて被測定流体の臨界状態を検出する臨界状態検
出手段と、該臨界状態検出手段により検出された臨界状
態を使用者に通知する通知手段とを備えることを特徴と
したものである。

【００１０】第４の技術手段は、第３の技術手段におい
て、前記温度検出手段は、前記下流側近傍に設けた第１
の温度センサと、該下流側近傍の前記下流側に設けた第
２の温度センサと、前記第１の温度センサが検出した温
度に対する前記第２の温度センサが検出した温度の差又
は比を算出する手段とを有し、前記臨界状態検出手段は
前記差又は比が所定の値より大きい場合に臨界状態とし
て検出することを特徴としたものである。

【００１１】第５の技術手段は、第１乃至４のいずれか
１の技術手段において、前記絞り部は、流管の形状及び
／又は動作状態に応じて閉塞状態となり得る位置である
ことを特徴としたものである。

【００１２】第６の技術手段は、第１乃至５のいずれか
１の技術手段において、前記絞り部は、被測定流体の流
量又は流速測定用のセンサに近い絞り部とすることを特
徴としたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、ノズル，オリフィス，
ベンチュリ管等の絞り機構を用いた流量計、コリオリ流
量計、或いはその他の流量計において、臨界状態を検知
する手段を備えたものである。以下、その実施形態とし
てコリオリ式質量流量計、ベンチュリ管、オリフィス流
量計を例示して詳細を説明するが、それらの流量計の他
の構成例でも、その他の流量計においても本発明は適用
可能であり、少なくとも被測定流体を流通させることに
より被測定流体が臨界状態になる可能性のある流管の位
置の、上流側近傍と下流側近傍と（或いは下流側近傍と
その下流側と）の温度差（又は温度比）を検出し、検出
したデータを所定値と比較して、比較結果に基づいて臨
界状態を検出し、ユーザに知らせるよう構成された流量
計であればよい。

【００１４】図１は、本発明の一実施形態に係る流量計
の構成を示す図で、コリオリ式質量流量計の一実施例を
説明するための斜視図である。図中、１は支持管、２，
３はフランジ、４，５は支切板、６，７はＵ字形流管、
８はコイル、９はコアー、１０，１２は磁石、１１，１
３はコイル、１４，１５は支持板、２１，２２は温度セ
ンサである。

【００１５】コリオリ式質量流量計は、被測定流体の流
通する流管の一端又は両端を支持し、流管内を流れる流
体の流れ方向と垂直な方向に流管を支持点回りに振動さ
せ、そのとき流管の加振部と両端支持部間にコリオリの
力に比例する位相差が生じ、コリオリの力が質量流量に
比例することから位相差を検出することにより質量流量
を求める流量計である。流管（チューブ）は、チューブ
の本数により単一チューブ方式と複数チューブ方式（主
として２本のチューブ）とに分類され、チューブ形状に
より直管形，ベンディング形，ループ形などに分類され
る。図１においては、２本のベンディング形チューブ
（Ｕ字形等）を使用した流管６，７を測定管としたコリ
オリ式質量流量計を例示している。

【００１６】本実施例のコリオリ式質量流量計は、支持
管１と、支持管１に開口する平行したＵ字形流管６，７
と、コイル８とコアー９とからなる駆動手段と、磁石１
０とコイル１１とからなるセンサ（磁石１２とコイル１
３とからなるセンサ）と、支持体としての支持板（振動
支点板）１４，１５とを備え、また被測定流体が流通す
る流管の絞り部の上流側と下流側と（或いは下流側近傍
とその下流側と）の温度差又は温度比を検出する温度差
検出手段として、２つの温度センサ２１，２２と、温度
センサ２１，２２間の温度差又は温度比を算出する手段
（図示せず）とを備え、さらに温度差又は温度比が所定
の値以上であれば流量計の使用者にアラームや表示によ
り知らせる通知手段（図示せず）とを備えるものとす
る。支持管１の両端にはフランジ２，３が取り付けられ
内部には支切板４，５が支持管１の軸Ｍ−Ｍに各々傾斜
して固着されている。Ｕ字形流管６，７は同形等寸の円
管からなっており、各々は両端が支持管１内に開口して
平行に固着されている。このときＵ字形流管６，７の各
々の対称軸Ｏａ−Ｏａ及びＯｂ−Ｏｂは支持管１の軸Ｍ
−Ｍに対し直角になっている。Ｕ字形流管６，７の対称
軸、例えばＵ字形流管６，７の先端には、Ｕ字形流管
６，７を近接離間するように駆動するコイル８とコアー
９とからなる駆動手段が配設されている。駆動手段は、
Ｕ字形流管６，７に取り付けられた基台上に固定され、
共振周波数で励磁されるコイル８と、コイル８内に挿通
するコアー９とからなり、Ｕ字形流管６，７は駆動手段
の電磁力により駆動される。センサは１つが磁石１０と
コイル１１、もう１つが磁石１２とコイル１３とからな
り、各々はＵ字形流管６，７の先端近傍で、軸Ｏａ−Ｏ
ａ（Ｏｂ−Ｏｂ）の対称位置に配設されている。ここで
は磁石１０（１２）はＵ字形流管６にコイル１１（１
３）はＵ字形流管７に装着されている。

【００１７】以上のごとく構成されたコリオリ式質量流
量計は、測定される流体が流れる流管（図示せず）に支
持管１のフランジ２，３で介装される。流体は支持管１
に流入して支切板５に遮ぎられてＵ字形流管６，７に等
流量流れる。コイル８に加振のための共振周波数の交流
電流が印加されると、コアー９を吸引反撥してＵ字形流
管６，７を音叉状に加振する。磁石１０とコイル１１、
磁石１２とコイル１３からなる位相差検出センサによ
り、流入側と流出側とでコリオリの力に比例する位相差
を有する正弦波信号が出力される。この位相を検知して
質量流量が求められる。

【００１８】図２は、本発明の一実施形態に係る流量計
におけるデータ処理部の構成を示す図で、図１のコリオ
リ式質量流量計を補足して説明するための図である。本
実施形態に係る流量計は、そのデータ処理に関し、少な
くとも所定の条件を満たす流管上の２箇所の温度差（又
は温度比）を検出する温度差検出手段と、検出した温度
差（又は温度比）を算出する手段と、算出した値を所定
値と比較して臨界状態を検出する臨界状態検出手段とを
備えるものとする。ここでの所定値は、流管上の２箇所
の位置と、それらの間の形状・動作（どういった運動を
する部分なのか等）などにより予め定められた値とす
る。さらに、臨界状態検出手段で検出された臨界状態を
ユーザに警報，表示などして通知する通知手段を備える
ものとする。この通知手段としては、被測定流体の流量
を減じるためにバルブを絞るための通知信号を発信する
手段であってもよい。図１の実施例に関連させて説明す
ると、温度差検出手段としては、例えば温度センサ２
１，２２と、温度センサ２１，２２の温度差又は温度比
を算出する手段を備えればよく、臨界状態検出手段とし
ては、算出した値を所定の値と比較して臨界状態を検出
する臨界状態検出器２３を備えればよい。温度差検出手
段としては、直接２箇所の温度差（又は温度比）取り出
し部から温度差（又は温度比）を検出する手段であって
もよい。通知手段として、図２においては臨界状態検出
器２３で検出した臨界状態をユーザに検知させるインジ
ケータ２４を設けている。なお、位相差検出センサから
の出力信号を増幅・フィルタリングなどの処理を施す変
換器２５や、変換器２５からの出力信号により流量又は
流速を演算するための流量演算器２６、さらにはコイル
８及びコアー９を駆動する電源、コイル１１，１３及び
磁石１０，１２などからなる位相差検出センサの電源な
ど、様々な機器が例えば支持管１を介して接続されてい
るものとする。なお、図２においては、インジケータ２
４を、流量演算器２６からの出力を臨界状態の通知とと
もに表示するものとして示している。

【００１９】図３及び図４は、本発明に係る流量計にお
ける温度センサの設置位置の原理を説明するための図
で、図３（Ａ），（Ｂ）は図１のコリオリ式質量流量計
における温度センサの位置を示す図、図４はノズルのス
ロート部での流れが十分臨界に達している場合のノズル
の内部流動の様子を示す図である。

【００２０】図３は図１のコリオリ式質量流量計におけ
る測定管のうち１本の流管（フローチューブ）６の断面
の概要を示しているが、この流管６は領域Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ
₃，Ｒ₄で曲がっており、領域Ｒ₁から領域Ｒ₄の手前の間
で被測定流体が臨界状態となる可能性を秘めている。な
お、流管６は支持管１での流れを狭めて流す管ともいえ
るので、断面積が減少する部分をノズル、増大する部分
をディフューザ、ノズルからディフューザ又はディフュ
ーザからノズルに移る部分をスロートとすると、領域Ｒ
₁はノズルとなっており、領域Ｒ₄はディフューザとなっ
ている。以下に、臨界状態となる可能性について図４を
参照して説明する。

【００２１】一般に亜音速（Ｍ＜１）のときは、ノズル
で気体は膨張・減温・増速し、ディフューザで気体は圧
縮・増温・減速する。逆に超音速（Ｍ＞１）のときは、
ノズルで気体は圧縮・増温・減速し、ディフューザで気
体は膨張・減温・増速する。亜音速から超音速に流れを
増速するには、必ずスロートが必要であり、スロートで
はＭ＝１となっている。逆に超音速から亜音速に流れを
減速するときもスロートが必要であるが、減速の場合に
限り不連続的な圧力上昇を伴う衝撃波が発生し、スロー
トなしに超音速から亜音速まで減速することもできる。
垂直衝撃波によって、流れは必ず超音速から亜音速に減
速される。なお、衝撃波が発生すると、もはや等エント
ロピ流れではない。理論的にはスロートでＭ＝１に達し
たスロートに接続したディフューザでは、圧縮／膨張の
いずれでも起こりうる。もし、圧縮が起これば流速は再
び亜音速となって減少し、スロートより上流での流速値
に近づいていく。逆に膨張が起これば流速はさらに増速
し、流れは超音速のままである。実際には、ディフュー
ザ以降の背圧により圧縮／膨張が決まる。図４はノズル
にディフューザを取り付けたラバール管３０に矢印方向
の気流がある場合の模式図であり、図中、３１はスロー
ト部、３２は亜音速域、３３は音速面、３４は超音速
域、３５は衝撃波面、３６は亜音速域を示している。ノ
ズルのスロート部３１での流れが十分臨界に達している
場合のノズルの内部流動として、亜音速域３２の気流が
スロート部３１で超音速域３４で超音速となり、ディフ
ューザ部で衝撃波（波面３５）が発生し、亜音速域３６
で亜音速となるといった様子を示している。

【００２２】一方、質量流量は、圧力比に対し、圧力比
の増加とともに増加し、臨界状態で最大値に達し、さら
なる圧力比の増加に伴い減少していくという関係をもっ
ている。また、質量流量は被測定流体の温度に依存する
ので、流量計は通常、温度による補正を行っているが、
臨界状態に達するか達しないかという状態の被測定流体
に対してはこの温度補正を行っても、実際の正確な質量
流量が測定値として出力されているとは言い切れず、裏
を返せば被測定流体が臨界状態に達しているかいないか
を判断することもできない。また、質量流量は上流側圧
力を上げることで際限なく増加するので、臨界状態にな
っていることに気づかない。例えば、常に臨界状態で使
用される音速ノズルでは、質量流量を増加させるために
上流圧を上げることは日常的に行われている。臨界状態
となっていると、質量流量は多くの誤差をもって出力さ
れる。質量流量，容積流量いずれの流量を求める場合で
も、積算流量を測定する流量計の場合、特にこの判断が
困難となる。本発明は、臨界状態前後で温度差が生ず
る、すなわち被測定流体が亜音速から超音速になったと
き超音速域での温度が亜音速域での温度より低くなるこ
とを利用して、この判断を流管上の所定の２箇所の温度
差（又は温度比）により行うことを特徴としている。

【００２３】流れの絞り部（スロート部３１）から衝撃
波発生位置（波面３５）までは気体の流れが加速されて
熱エネルギが運動エネルギに変換される為、気体の温度
及び圧力が下がる。参考までに衝撃波が生じないものと
すると、流動する気体の状態は等エントロピ的に変化
し、Ｔ₀，ｐ₀を静止状態（よどみ点）での温度，圧力、
Ｔ，ｐをその状態から等エントロピ的に変化した後の温
度，圧力とすると、Ｔ／Ｔ₀＝（ｐ／ｐ₀）＾（（κ−
１）／κ）の関係が成立する。例えば２５℃、１気圧の
大気を吸い込む場合、絞り部で音速になればその点の温
度と圧力は比熱比κ＝１.４とすると約−２５℃及び０.
５気圧となる。一般に絞りの後が急拡大であれば運動エ
ネルギが再び熱エネルギに変換され流体温度は流れが絞
られる前の状態まで回復するが、コリオリ流量計のフロ
ーチューブの様に絞られた部分が長い場合、複数のチョ
ーキング（閉塞）や、場合によっては上流側と下流側の
チョーキング間で圧力回復することの無いいわゆる超音
速風洞の様な状態になることもありうる。何れにして
も、非圧縮流として扱えるＭ＝０.３未満の流れでは見
られない流れ方向に温度分布が生じる現象が生じる。本
発明は、チョーキング位置の上流と下流に温度センサを
設置し、測定された温度差により臨界状態を検知するも
のである。

【００２４】図３（Ａ）を参照すると、本実施例のコリ
オリ式質量流量計においては、支切板５からＵ字形流管
６，７に流入する領域Ｒ₁では縮流となる。また、領域
Ｒ₁に加え、Ｒ₂，Ｒ₃で示す湾曲部には、垂直衝撃波又
は擬似衝撃波を生ずる可能性があり、さらにａ〜ｂで示
す区間では速度境界層の発達により図示したように尖っ
た速度分布となることがあり結果として擬似的なスロー
トが生ずる可能性がある。このように、いずれの場所で
も超音速となり温度が低下する可能性がある。図３
（Ａ）では、ａ〜ｂ区間の前に温度センサ２１を、区間
内に温度センサ２２を設置した場合を例示しているが、
これは流管６の振動により非圧縮流れから徐々に尖った
速度分布（図示）をしてくることによる擬似スロート状
態の発生をも前提とした設置位置である。なお、この場
合、領域Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃やその間の区間で超音速領域と
なる場合にも温度センサ２２における温度Ｔ₂と温度セ
ンサ２１における温度Ｔ₁との差が生じるので、温度セ
ンサ２１，２２の設置位置はそのままで問題ない。

【００２５】図３（Ｂ）ではａ〜ｃの区間が超音速域と
なりうるときの、２つの温度センサの設置場所の例を示
している。第１の温度センサ２１は領域Ｒ₁の後に、第
２の温度センサ２２′はＲ₃の後に設置し、それらの温
度差Ｔ₁−Ｔ₂′を求めるようにしている。ただし、領域
Ｒ₂手前で冷えていた被測定流体が、領域Ｒ₅などでなじ
み温度センサ２１における温度と同程度になってしまわ
ないような測定管、すなわち領域Ｒ₁以降で臨界状態が
発生するとｃまでが超音速領域となるような構造をもつ
測定管が必要である。

【００２６】また、図示しないが、領域Ｒ₁内がスロー
ト部となる流れも考えられるので、Ｒ₁手前と、Ｒ₁後に
それぞれ温度センサを設置してもよい。実際には図１に
おける支持管１に１箇所と、流管６に１箇所温度センサ
を配設しておけばよい。勿論、２つの温度センサの差が
臨界状態において明確に出る方が好ましいため、以上の
記述では超音速領域の手前の亜音速領域と、超音速領域
とに温度センサを設置した例を示したが、超音速領域内
に２箇所設置してもよいし、超音速領域内とその超音速
領域の後の亜音速領域内とに２箇所設置してもよい。実
際には、流管６においてどこの絞りが臨界状態を決める
要素となるかを見極めた上で温度センサ２１，２２の位
置を決定した方がよい。なお、温度センサ２１，２２は
複数チューブ方式の流量計の場合でも、少なくとも１組
設置しておけば臨界状態の検出は可能であり、流管６の
みに設置した例を示しているが、流管６，７両方に設置
しておいてもよい。

【００２７】図５は、本発明の一実施形態に係る流量計
の構成を示す図で、円錐形ベンチュリ管を用いた差圧流
量計の一実施例を説明するための断面図である。図中、
４０は円錐形ベンチュリ管、４１は入口円筒部、４２は
入口円錐部、４３はスロート部、４４は出口円錐部、４
５は出口円筒部、４６，４７は差圧取り出し部、４８，
４９は温度センサである。図５においては、入口円筒部
４１及び出口円筒部４５の直径をＤ、スロート部４３の
直径をｄ（＜Ｄ）とし、差圧取り出し部４６を入口円錐
部４１にもう１つの差圧取り出し部４７をスロート部４
３に設け、その差圧から流量又は流速を求めるものとし
ている。温度センサ４８，４９もそれぞれ差圧取り出し
部４６，４７と同様の場所に設置している。その他、流
量演算、温度センサ、及び臨界状態に関する説明は省略
する。

【００２８】図６は、本発明の一実施形態に係る流量計
の構成を示す図で、オリフィスを用いた差圧流量計の一
実施例を説明するための断面図である。図中、５０はオ
リフィス流量計、５１は測定管、５２はオリフィスプレ
ート、５３は絞り孔、５４，５５は差圧取り出し部、５
６，５７は温度センサである。差圧取り出し部５４をオ
リフィスプレート５２の手前に、もう１つの差圧取り出
し部５５をオリフィスプレート５２の後に設け、その差
圧から流量又は流速を求めるものとしている。温度セン
サ５６，５７もそれぞれ差圧取り出し部５４，５５と同
様の場所に設置している。その他、流量演算、温度セン
サ、及び臨界状態に関する説明は省略する。

【００２９】また、温度センサのプローブは、速度境界
層と温度境界層を考慮して設置するとよい。すなわち、
絞りの上流側にプローブを設置する際には絞り部でのフ
ローパタンに影響を与えず且つ温度境界層厚さ以上の高
さが必要である。また絞りの下流側では例えば図５のベ
ンチュリ管の場合では温度、速度の境界層が薄いので中
心部までプローブを延ばして設置する必要がなく、プロ
ーブを管壁内側に付けてもよい。但し、図６のオリフィ
スの場合では絞り部からの噴流が直接プローブに当たる
位置に設置するのが良い。

【００３０】なお、２つのうちの１つの温度センサの出
力を利用して、或いは２つの温度センサの平均値を利用
して、流量測定用センサの温度補正を行うようにしても
よい。コリオリ式質量流量計では、従来からフローチュ
ーブのバネ乗数の補正のために設置されている温度セン
サと、臨界状態検出に係わる温度センサとを併用しても
よく、さらに臨界状態検出に係わる下流側温度センサと
の平均値をバネ乗数の補正のために利用してもよい。な
お、図６においてはこのことを意識して温度センサを流
管の中心まで延ばして設置した例を示している。これ
は、以下のケースに有効となる。特に温度が変化してい
る場合、熱容量の小さいガス計測で且つ、流速が低い
と、温度境界層が厚いのでフローチューブの温度と流体
温度が異なる時間が長く存在する。この場合、上流側の
管壁にある温度センサだけでフローチューブの代表温度
とするよりも下流側にある温度センサとの平均値を使用
したり、複数の温度センサによる温度計測値に重みを付
けた関数により算出した代表温度により温度補正を行っ
た方がより正しい計測結果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、流量計において臨界状
態を検知することが可能となる。本発明によれば、さら
に、この検知により誤った測定結果を採用することがな
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る流量計の構成を示
す図で、コリオリ式質量流量計の一実施例を説明するた
めの斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る流量計におけるデ
ータ処理部の構成を示す図で、図１のコリオリ式質量流
量計を補足して説明するための図である。

【図３】本発明に係る流量計における温度センサの設
置位置の原理を説明するための図で、図１のコリオリ式
質量流量計における温度センサの位置を示す図である。

【図４】本発明に係る流量計における温度センサの設
置位置の原理を説明するための図で、ノズルのスロート
部での流れが十分臨界に達している場合のノズルの内部
流動の様子を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る流量計の構成を示
す図で、円錐形ベンチュリ管を用いた差圧流量計の一実
施例を説明するための断面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る流量計の構成を示
す図で、オリフィスを用いた差圧流量計の一実施例を説
明するための断面図である。

【符号の説明】

１…支持管、２，３…フランジ、４，５…支切板、６，
７…Ｕ字形流管、８…コイル、９…コアー、１０，１２
…磁石、１１，１３…コイル、１４，１５…支持板、２
１，２２，４８，４９，５６，５７…温度センサ、２３
…臨界状態検出器、２４…インジケータ、２５…変換
器、２６…流量演算器、３１，４３…スロート部、３２
…亜音速域、３３…音速面、３４…超音速域、３５…衝
撃波面、３６…亜音速域、４０…円錐形ベンチュリ管、
４１…入口円筒部、４２…入口円錐部、４４…出口円錐
部、４５…出口円筒部、４６，４７，５４，５５…差圧
取り出し部、５０…オリフィス流量計、５１…測定管、
５２…オリフィスプレート、５３…絞り孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定流体の流量又は流速を測定する流
量計において、被測定流体が流通する流管の絞り部の上
流側と、下流側との温度差又は温度比を検出する温度差
検出手段と、該検出に基づいて被測定流体の臨界状態を
検出する臨界状態検出手段と、該臨界状態検出手段によ
り検出された臨界状態を使用者に通知する通知手段とを
備えることを特徴とする流量計。
【請求項２】前記温度検出手段は、前記上流側に設け
た第１の温度センサと、前記下流側に設けた第２の温度
センサと、前記第１の温度センサが検出した温度に対す
る前記第２の温度センサが検出した温度の差又は比を算
出する手段とを有し、前記臨界状態検出手段は前記差又
は比が所定の値より大きい場合に臨界状態として検出す
ることを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項３】測定流体の流量又は流速を測定する流量
計において、被測定流体が流通する流管の絞り部の下流
側近傍と、該下流側近傍の下流側との温度差又は温度比
を検出する温度差検出手段と、該検出に基づいて被測定
流体の臨界状態を検出する臨界状態検出手段と、該臨界
状態検出手段により検出された臨界状態を使用者に通知
する通知手段とを備えることを特徴とする流量計。
【請求項４】前記温度検出手段は、前記下流側近傍に
設けた第１の温度センサと、該下流側近傍の前記下流側
に設けた第２の温度センサと、前記第１の温度センサが
検出した温度に対する前記第２の温度センサが検出した
温度の差又は比を算出する手段とを有し、前記臨界状態
検出手段は前記差又は比が所定の値より大きい場合に臨
界状態として検出することを特徴とする請求項３記載の
流量計。
【請求項５】前記絞り部は、流管の形状及び／又は動
作状態に応じて閉塞状態となり得る位置であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の流量計。
【請求項６】前記絞り部は、被測定流体の流量又は流
速測定用のセンサに近い絞り部とすることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか１記載の流量計。