JP2004077327A - 流量計 - Google Patents
流量計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004077327A JP2004077327A JP2002239112A JP2002239112A JP2004077327A JP 2004077327 A JP2004077327 A JP 2004077327A JP 2002239112 A JP2002239112 A JP 2002239112A JP 2002239112 A JP2002239112 A JP 2002239112A JP 2004077327 A JP2004077327 A JP 2004077327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- flow
- flow rate
- differential pressure
- unsteady
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
【課題】簡単な構成で非定常流量を測定できる流量計を提供すること。
【解決手段】断面形状が種々形状の細管２に測定する流体を流通させ、流体を層流状態に保持する。細管２の両端に発生した差圧を差圧検出手段３によって計測する。非定常流量算出手段４１には、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答と検出された差圧との畳み込み積分を行う演算式が設定されており、この演算式によって流量を算出する。層流助走区間による補正を考慮する必要がないので、簡単な構成で応答性よく非定常流の流体の流量を測定することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】断面形状が種々形状の細管２に測定する流体を流通させ、流体を層流状態に保持する。細管２の両端に発生した差圧を差圧検出手段３によって計測する。非定常流量算出手段４１には、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答と検出された差圧との畳み込み積分を行う演算式が設定されており、この演算式によって流量を算出する。層流助走区間による補正を考慮する必要がないので、簡単な構成で応答性よく非定常流の流体の流量を測定することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を計測する流量計に関する。より詳しくは、気体や液体などの流体の非定常流の流量を、差圧を利用して計測する流量計に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、定常流の流体の流量を計測する流量計に、差圧式流量計がある。これは、流体が流通する管路内に絞りや細管などの抵抗を設けて差圧を発生させ、その差圧から流体の流量を計算するものである。流量を計算する際には、絞りや細管内を流体が層流状態で流れているという条件下で、ハーゲン・ポワズイユの法則を利用する。つまり、このような条件下では流量と差圧とは比例関係にあるので、差圧を計測すれば流量を算出することができる。
【０００３】
このような流量計では、絞りや細管内での流体の流速分布は、全長にわたって放物線状になるポワズイユ流れであることが前提となっている。ところが、実際には絞りや細管内に流体が導入される最初の部分では流速分布が十分に発達せず、放物線状とならない層流助走区間がある。そこで、定常流の流量計ではこの層流助走区間を考慮に入れて補正値を定め、流量の計算値を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流体の流れが非定常流の場合には、流量が刻一刻と変化するので層流助走区間が一定とならない。したがって、従来のような定常流用の流量計では補正値を一定に定めることができず、計算値の補正をすることができないので、非定常流の流量を計測することができない。
厳密に層流助走区間での差圧と流量との関係を数値計算により求め、この関係を用いて演算を行うことも考えられる。しかしながら、この方法では、演算が複雑になってしまい、応答性に問題が生じる可能性があり、実用的でない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で非定常流の流体の流量を測定できる流量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明の流量計は、流体の流路の途中に設けられ、流体の流れを層流状態に保つ少なくとも一つの層流形成流路と、層流形成流路の両端における流体の差圧を検出する差圧検出手段と、差圧検出手段によって検出された差圧から流体の流量を求める演算手段とを備え、演算手段は、予め測定された基準差圧入力に対する流体の挙動応答に基づいて、差圧検出手段によって検出された差圧から非定常流の流体の流量を算出する非定常流量算出手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この構成の流量計では、層流形成流路を少なくとも一つ設けているので、層流形成流路内の流体の流れが層流状態に保たれ、差圧検出手段で検出された差圧と流量との間にハーゲン・ポワズイユの法則が適用可能となる。よって、検出が簡単な差圧から流量を算出することが可能となり、流量計の構成が簡単になる。
また、この構成の流量計では、非定常流量算出手段が、予め測定された基準差圧入力に対する流体の挙動応答に基づいて、非定常流の流量を算出する。つまり、予め基準差圧入力に対する流体の挙動応答を測定しておけば、任意の層流助走区間を有する発達していない流れにおける差圧から、層流形成流路内の全長において流速分布が放物線状となる発達した流れにおける流体の流量が算出される。これにより、簡単な構成で非定常流の流体の流量が測定可能となる。
【０００８】
この時、層流形成流路は、細管状に構成されていることが望ましい。
この構成の流量計では、層流形成流路が細管状に構成されているので、内部を流れる流体がより簡単かつ確実に層流状態に保たれる。また、これにより、流体を層流状態に保つことが容易なので様々な種類の流体に適用可能となり、流量計の適用範囲が広くなる。
【０００９】
そして、層流形成流路が一つの場合には、その断面形状は、円形、六角形、四角形および三角形のいずれかであり、層流形成流路が複数の場合には、その断面形状は円形、六角形、四角形および三角形のいずれかか、これらの形状の組み合わせであることが望ましい。
この構成の流量計では、層流形成流路の断面形状が適切に設定されているので、内部を流通する流体の層流状態が確実に保持される。したがって、本発明の流量計は様々な種類の流体に適用可能となり、適用範囲が広くなる。
【００１０】
本発明の流量計の非定常流量算出手段は、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流体の流量応答と、差圧検出手段により検出された層流形成流路両端の流体の差圧との畳み込み積分を行うことによって非定常流の流体の流量を算出することが望ましい。
この構成の流量計では、予め単位ステップ差圧入力に対する流体の流量応答を測定しておけば、畳み込み積分を行うことによって任意に変化する差圧入力に対する流量が算出される。よって、流体の流れが非定常流であっても流量の計測が簡単かつ高精度に実現される。また、非定常流量算出手段が畳み込み積分によって流量を算出するので、演算が簡単となり、演算手段の処理能力が問題となることなく、応答性が良好となる。
【００１１】
あるいは、本発明の流量計の非定常流量算出手段は、差圧検出手段より検出された流体の差圧から、予め測定され設定された一次遅れ要素を介して非定常流の流体の流量を算出することが望ましい。
この構成の流量計では、予め単位ステップ差圧入力に対する流量の挙動応答から、一次遅れ要素の伝達関数を設定しておく。これにより、非定常流量算出手段が畳み込み積分を行う場合と同様に、任意に変化する差圧入力に対する流量が算出される。よって、流体の流れが非定常流であっても流量の計測が簡単かつ高精度に測定される。また、非定常流量算出手段が一次遅れ要素を介して流量を算出するので、演算が簡単となり、演算手段の処理能力が問題となることなく、応答性が良好となる。さらに、一次遅れ要素を含んだ制御系は、前述の畳み込み積分を用いて算出する場合に比べてさらに簡単な制御系なので、より実現が簡単である。
【００１２】
本発明の流量計は、流体の温度を検出する温度検出手段と、流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、演算手段は、温度検出手段より検出された流体の温度と、圧力検出手段より検出された流体の圧力とから流体の粘度を算出し、粘度の変化による流量への影響を補正する粘度補正手段を備えていることが望ましい。
この構成の流量計では、粘度補正手段が流体の温度および圧力から流体の粘度を計算して逐次補正するので、粘度の変化による流量への影響が除去される。したがって、流量の計測がより正確になる。
【００１３】
また、本発明の流量計は、流体の温度を検出する温度検出手段と、流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、演算手段は、温度検出手段より検出された流体の温度と、圧力検出手段より検出された流体の圧力とから、流体の質量流量あるいは所定の基準状態における体積流量を算出する基準流量算出手段を備えていることが望ましい。
この構成の流量計では、基準流量算出手段が非定常流量算出手段により算出された体積流量を質量流量あるいは所望の基準状態における体積流量に換算する。よって、予め所定の基準状態を設定しておけば流量の計測と同時に所望の条件での流量が算出されるので、計測された流量からの換算の作業が省略され、測定が簡略化される。
【００１４】
さらに、本発明の流量計は、実流校正によって流量の校正係数が調整されていることが望ましい。
この構成の流量計では、製造工程などで生じる個々の計測誤差を予め実流校正によって調整しているので、流量計自身が有する計測誤差が最小限に抑えられ、より精度の高い計測が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００１６】
〔第一実施形態〕
図１には、第一実施形態の流量計１の概略図が示されている。
この図１において、流量計１は、内部を流体が層流状態で流通する層流形成流路としての細管２と、この細管２の両端に生じる差圧を検出する差圧検出手段３と、差圧検出手段３によって検出された差圧から非定常流の流量を算出する演算手段４とを備えている。また、流量計１は、細管２に流通する前の流体の圧力を検出する圧力検出手段５と、圧力検出手段５の圧力検出位置と同じ位置における流体の温度を検出する温度検出手段６とを備えている。
【００１７】
細管２は、断面円形のチューブ状部材で構成され、互いに平行に複数個設けられている。これらの細管２は、千鳥状に組み合わされ、かつそれぞれの隙間が埋め合わされて、全体として円柱の外形形状となっている。細管２の両端は、管２１および管２２に嵌入され、それぞれの接続部分が密封されている。管２１および管２２の細管２と接続していない側の端部には、例えばフランジ部分などが形成されており、これらのフランジ部分において測定対象の流体が流通する流路としての管などに接続可能となっている。したがって、管２１に流入した流体は細管２で流路が分散され、管２２において合流した後に反対側に流出するようになっている。
【００１８】
ここで、細管２の断面寸法や長さ寸法は、内部を流体が層流状態で流通するように設定されており、本実施形態では次のようにして設定される。
流量計１の応答性を特徴づける時定数パラメータＴν であるフーリエ数は、次の式で表される。
【００１９】
【数１】
【００２０】
ここで、ν は流体の動粘度、Ｒは細管の半径である。
この式において、測定する流体の動粘度νと、目標とする流量計１の応答性とが決定されれば、細管２の半径が定まる。例えば、流体として空気の流量を測定する場合を考えた場合では、Ｔνが５ｍｓの応答を目標とし、空気の動粘度νを０．１５とすると、この式より細管２の断面形状が円形である場合の半径Ｒは約３ｍｍと決定される。
また、細管２の長さ寸法は、流体の物理的性質や、流体の変動周波数、検出差圧範囲、測定流量範囲等を勘案して、適宜決定される。
【００２１】
差圧検出手段３は、一端の圧力導入口が細管２の上流である管２１に設けられ、また他端の圧力導入口は細管２の下流の管２２に設けられている。これにより差圧検出手段３は、管２１内の流体の圧力と、管２２内の流体の圧力との差圧、つまり細管２の両端に発生する差圧を検出する。この差圧検出手段３は、演算手段４と電気的に接続されており、細管２を挟んで発生した差圧を検出して、圧力信号を演算手段４に送信している。
なお、差圧検出手段３としては、液柱差式や、弾性式、沈鐘式、環状天秤式などの任意の測定原理を用いたものが採用できる。
【００２２】
圧力検出手段５は、管２１に設けられ、演算手段４に電気的に接続されている。この圧力検出手段５は、管２１を流れる流体の圧力、つまり、細管２上流の流体の圧力を検出し、その圧力信号を演算手段４に送信している。
また、温度検出手段６は、管２１の、圧力検出手段５が設けられている場所とほぼ同じ位置に設けられ、演算手段４に電気的に接続されている。この温度検出手段６は、管２１を流れる流体の温度を検出し、その温度信号を演算手段４に送信している。
【００２３】
演算手段４は、細管２両端の流体の差圧から非定常流の流量を算出する非定常流量算出手段４１と、流体の粘度変動による流量への影響を補正する粘度補正手段４２と、算出された流量を所望の基準状態における流量に換算する基準流量算出手段４３とを備えている。
【００２４】
非定常流量算出手段４１は、差圧検出手段３によって検出された差圧の信号を受信し、この差圧の信号から流量を算出する。この際、非定常流量算出手段４１は、検出された差圧と、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答との畳み込み積分を行う。単位ステップ差圧入力に対する流量応答は、等温チャンバーを備えた非定常流発生装置を用いて実験によって求められる。
【００２５】
ここで、非定常流発生装置は、等温チャンバー内の圧力を半導体式圧力センサで測定し、圧力変化を空気圧サーボ弁で制御することによって任意の基準となる非定常振動流が発生可能となっている。この非定常流発生装置を用いて測定する流体が流通する細管２に単位ステップ差圧を発生させる。この時の細管２内での圧力の時間変化は、図２に示されるようになる。本実施形態では、直径 ０．６ｍｍ、長さ２ ０ｍｍの細管２において、流体の入口側に単位ステップ圧力を導入し、この時に細管２の流体の入口側から ２ｍｍ、１０ｍｍ、１８ｍｍの距離Ｘにおける圧力の時間変化を図２に示す。この図２の圧力応答から、検出される差圧に対する流量は、高次遅れの伝達関数を有する関係式で表されることがわかる。よって、検出される差圧ΔＰと流量Ｑとの関係は、次のように表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】
この式において、ｓはラプラス演算子、Ｋ１およびＴ１１，Ｔ１２，…は係数である。これらの係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…は、図２の流量応答から求めることができる。このように、係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…が予め測定され設定された演算式が、非定常流量算出手段４１に予め設定されている。
【００２８】
粘度補正手段４２は、圧力検出手段５および温度検出手段６から流体の圧力および温度の信号を受信する。そして、これらの温度および圧力の信号から流体の粘度を算出し、この粘度変化による流量Ｑへの影響を考慮して補正値を求め、非定常流量算出手段４１に出力する。
【００２９】
基準流量算出手段４３は、非定常流量算出手段４１から演算された流量の信号を受信する。基準流量算出手段４３には、流体の物理的性質の情報が予め入力され、また、任意の体積流量から質量流量を算出する計算式が設定されている。あるいは、任意の体積流量から別の任意の体積流量を算出できるように、計算式および所望の流体の条件が設定されている。
【００３０】
このような流量計１では、細管２内に流体が流通して細管２両端で差圧ΔＰが発生すると、差圧検出手段３が細管２両端の差圧ΔＰを検出して非定常流量算出手段４１へ送信する。この時、検出された差圧ΔＰは、細管２内の流体の流速分布が全長にわたって放物線状とならない層流助走区間を含んだ差圧となっている。非定常流量算出手段４１は、この差圧ΔＰを予め設定された演算式へ入力することによって流量Ｑを算出する。これにより、非定常流量算出手段４１は、差圧ΔＰと予め測定した単位ステップ差圧入力に対する流量応答との畳み込み積分を行うことによって、流速分布が全長にわたって放物線状となる発達した流体の流量Ｑを算出することとなる。算出された流量Ｑの信号は、計測値として外部へ出力され、あるいは、基準流量算出手段４３へ送信される。
【００３１】
この時、非定常流量算出手段４１で算出された流量Ｑは、差圧検出手段３による差圧の検出時における流体の条件下、つまり圧力検出手段５および温度検出手段６で検出された圧力および温度における体積流量となっている。そこで、基準流量算出手段４３では、算出された体積流量から、流体の質量流量や、予め設定された所望の基準状態である流体の条件における体積流量を算出し、出力する。
また、流体の圧力や温度に変化があった場合には、圧力検出手段５や温度検出手段６がその変化を検出し、粘度補正手段４２に送信する。粘度補正手段４２では、検出された圧力および温度から流体の粘度の変化を算出し、この粘度の変化による流量への影響を除去するように補正値を設定する。そして非定常流量算出手段４１へ送信する。非定常流量算出手段４１では、この補正値を演算式に適用することによって、逐次演算式の補正を行う。
【００３２】
本実施形態の流量計１は、製造後、あるいは使用前に予め実流校正がされている。実流校正は、非定常流量算出手段の伝達関数の係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…を決定するのに使用した非定常流発生装置を用いて行う。まず、非定常流発生装置に製造された流量計１を接続し、測定する流体を流通させる。等温チャンバーから放出される流体が等温であることから、圧力の微分値と流量との間には比例関係が成り立つ。これによって、任意の基準流量を流した時の流量計１が示す流量を計測し、計測値が基準流量となるように実流係数を定める。この実流係数を非定常流量算出手段４１に予め組み込んでおくことによって、流量計１の製造工程などで生じる個々の測定誤差が除去される。
【００３３】
従って、このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１） 非定常流量算出手段４１が、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答と、検出された差圧ΔＰとの畳み込み積分によって流量Ｑを算出する。これにより、任意の層流助走区間を含んだ差圧ΔＰから層流助走区間を含まない流れにおける流量を算出することができるので、従来の定常流流量計のような層流助走区間を考慮した補正値が必要ない。したがって、従来測定できなかった非定常流量を精度よく測定できる。
【００３４】
（２） また、非定常流量算出手段４１が、畳み込み積分を行うことによって流量を算出しているので、複雑な演算を施す必要がなく、非定常流の流量計１が簡単かつ高精度に実現できる。また、演算が簡単であるから、演算手段４における処理速度に影響がなく、応答性よく流量を測定できる。
【００３５】
（３） 細管２が流体の流通を層流状態に保持するから、流量の算出にあたってハーゲン・ポワズイユの法則が利用でき、これにより非定常流量を測定することができる。また、細管２の断面形状が円形なので、細管２内の流体を確実に層流状態に保つことができる。
【００３６】
（４） 粘度補正手段４２が、刻一刻と変化する流体の粘度を圧力と温度から算出して、非定常流量算出手段４１に粘度補正を行うので、粘度の変化による流量への影響を除去できる。よって、より高精度に非定常流量を測定できる。
【００３７】
（５） 基準流量算出手段４３が、非定常流量算出手段４１で算出された体積流量から質量流量あるいは所望の基準状態における体積流量を換算してから出力するので、測定者が換算する必要がなく、測定を簡略化できる。したがって、これは連続して大量のデータを取る時等に有用である。また、質量流量や、任意の基準状態における体積流量を算出できるので、流体を所望の基準状態にすることが難しい場合等に有用である。
【００３８】
（６） 流量計１は、予め実流校正が行われているので、流量計１の製造工程などで発生する個々の測定誤差を除去できる。よって、流量計１が個々に有する測定誤差を最小限に抑制でき、より精度の高い流量測定ができる。
【００３９】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態における非定常流量算出手段４１が、畳み込み積分によって流量Ｑを算出する代わりに、一次遅れ要素によって差圧ΔＰと流量Ｑとの関係を表し、これによって流量を算出する。
【００４０】
非定常流量算出手段４１は、一次遅れ要素を用いた演算式を予め備えており、この演算式による差圧ΔＰと流量Ｑとの関係は、次の式のようになる。
【００４１】
【数３】
【００４２】
ここで、ｓはラプラス演算子、Ｋ２およびＴ２１は係数である。伝達関数の係数Ｋ２およびＴ２１は、図３に示される流速の時間変化の図から求められる。この図３は第一実施形態と同様に非定常流発生装置を用いて実験によって得られる。この図３より、流速の時間変化は、細管２の流体入口からの距離Ｘに関わらず全長にわたってほぼ同じであることがわかる。この関係より、例えば時定数Ｔ２１は、応答流速が目標値の６３．２％となった時点での時間として設定されるなど、適宜決定される。これにより、非定常流量算出手段４１は、差圧検出手段３で検出された差圧ΔＰを式に代入することにより流量Ｑを算出する。
【００４３】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態における（３）、（４）、（５）および（６）の効果と同様な効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（７） 非定常流量算出手段４１に、一次遅れ要素で表された演算式が予め設定されており、この演算式によって非定常流の流量Ｑを算出する。よって、第一実施形態と同様に、任意の層流助走区間を含んだ差圧ΔＰから層流助走区間を含まない流れにおける流量を算出することができるので、従来の定常流流量計のような層流助走区間を考慮した補正値が必要ない。したがって、従来測定できなかった非定常流量を精度よく測定することができる。
【００４４】
（８） 一次遅れ要素を用いた演算式は、畳み込み積分を用いたものよりもさらに簡単な制御系であるから、演算手段４における演算が簡単となり、さらに応答性を向上できる。また、これにより流量計１を容易かつ安価に製造できる。
【００４５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、細管２の断面形状は各実施形態では円形であったが、これに限らず例えば三角形、四角形、六角形などでもよく、あるいはこれらの組み合わせでもよい。つまり、細管２の断面形状は、細管２内を流れる流体が層流状態に保たれる断面形状であれば任意である。また、細管２は各実施形態では複数個平行に設けられていたが、これに限らず一本のみ設けられていてもよい。さらに、細管２は各実施形態では円形のチューブ状部材を組み合わせて形成されていたが、これに限らず円柱状の部材に円形の孔を穿設することによって形成するなど、細管状に形成されていればよい。また、層流形成流路は、細管２や細管状の構成に限らず、内部を流れる流体が層流状態に保たれる構成であれば任意である。
細管２の両端に設けられた管２１，２２は必ずしも設けられていなくてもよい。例えば、流体が流通する流路に直接細管２を取り付けた構成とし、細管２両端の流路内の差圧を測定することによって流量を計測してもよい。
【００４６】
差圧検出手段３は、細管２両端の圧力の差を直接計測する差圧計が用いられていたが、これに限らず、例えば細管２の両端に圧力検出手段をそれぞれ設け、これらから得た圧力を引き算することによって求めてもよい。また、この時、細管２の上流側の圧力検出手段を各実施形態に用いられた圧力検出手段５と兼用させてもよい。
【００４７】
基準流量算出手段４３は、必ずしも設けられていなくてもよい。つまり、例えば測定時点の流体の状態での流量のみを必要とする場合などでは、基準流量算出手段４３がなくても、非定常流量算出手段４１が備えられていればよい。また、同様に粘度補正手段４２も、必ずしも設けられていなくてもよい。例えば流量計１が定温室に設置されて流量が測定される場合などでは、粘度が変化しないので、補正する必要がない。基準流量算出手段４３や粘度補正手段４２が設けられていない場合には、温度検出手段６や圧力検出手段５を設けなくてもよい。
【００４８】
制御要素は、第一実施形態では高次遅れ要素で表される畳み込み積分、第二実施形態では一次遅れ要素であったが、これに限らず基準状態の流体の挙動に基づいて、発達していない流れにおける差圧から発達した流れにおける流量が求められるように制御要素を任意に定めてよい。
【００４９】
制御要素の伝達関数の係数は、各実施形態においては非定常流発生装置を用いて実験によって求めたが、これに限らず計算によって求めてもよい。
【００５０】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００５１】
【発明の効果】
このような本発明によれば、流体に差圧を発生させる抵抗要素として細管を用い、予め測定された差圧と流量との関係を用いて流量を計算するので、従来十分正確に測定することができなかった非定常流の流体の流量を算出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる流量計を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる細管内の圧力変化を示す図である。
【図３】本発明の第二実施形態にかかる細管内の流速変化を示す図である。
【符号の説明】
１…流量計、２…層流形成流路としての細管、３…差圧検出手段、４…演算手段、５…圧力検出手段、６…温度検出手段、４１…非定常流量算出手段、４２…粘度補正手段、４３…基準流量算出手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を計測する流量計に関する。より詳しくは、気体や液体などの流体の非定常流の流量を、差圧を利用して計測する流量計に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、定常流の流体の流量を計測する流量計に、差圧式流量計がある。これは、流体が流通する管路内に絞りや細管などの抵抗を設けて差圧を発生させ、その差圧から流体の流量を計算するものである。流量を計算する際には、絞りや細管内を流体が層流状態で流れているという条件下で、ハーゲン・ポワズイユの法則を利用する。つまり、このような条件下では流量と差圧とは比例関係にあるので、差圧を計測すれば流量を算出することができる。
【０００３】
このような流量計では、絞りや細管内での流体の流速分布は、全長にわたって放物線状になるポワズイユ流れであることが前提となっている。ところが、実際には絞りや細管内に流体が導入される最初の部分では流速分布が十分に発達せず、放物線状とならない層流助走区間がある。そこで、定常流の流量計ではこの層流助走区間を考慮に入れて補正値を定め、流量の計算値を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流体の流れが非定常流の場合には、流量が刻一刻と変化するので層流助走区間が一定とならない。したがって、従来のような定常流用の流量計では補正値を一定に定めることができず、計算値の補正をすることができないので、非定常流の流量を計測することができない。
厳密に層流助走区間での差圧と流量との関係を数値計算により求め、この関係を用いて演算を行うことも考えられる。しかしながら、この方法では、演算が複雑になってしまい、応答性に問題が生じる可能性があり、実用的でない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で非定常流の流体の流量を測定できる流量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明の流量計は、流体の流路の途中に設けられ、流体の流れを層流状態に保つ少なくとも一つの層流形成流路と、層流形成流路の両端における流体の差圧を検出する差圧検出手段と、差圧検出手段によって検出された差圧から流体の流量を求める演算手段とを備え、演算手段は、予め測定された基準差圧入力に対する流体の挙動応答に基づいて、差圧検出手段によって検出された差圧から非定常流の流体の流量を算出する非定常流量算出手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この構成の流量計では、層流形成流路を少なくとも一つ設けているので、層流形成流路内の流体の流れが層流状態に保たれ、差圧検出手段で検出された差圧と流量との間にハーゲン・ポワズイユの法則が適用可能となる。よって、検出が簡単な差圧から流量を算出することが可能となり、流量計の構成が簡単になる。
また、この構成の流量計では、非定常流量算出手段が、予め測定された基準差圧入力に対する流体の挙動応答に基づいて、非定常流の流量を算出する。つまり、予め基準差圧入力に対する流体の挙動応答を測定しておけば、任意の層流助走区間を有する発達していない流れにおける差圧から、層流形成流路内の全長において流速分布が放物線状となる発達した流れにおける流体の流量が算出される。これにより、簡単な構成で非定常流の流体の流量が測定可能となる。
【０００８】
この時、層流形成流路は、細管状に構成されていることが望ましい。
この構成の流量計では、層流形成流路が細管状に構成されているので、内部を流れる流体がより簡単かつ確実に層流状態に保たれる。また、これにより、流体を層流状態に保つことが容易なので様々な種類の流体に適用可能となり、流量計の適用範囲が広くなる。
【０００９】
そして、層流形成流路が一つの場合には、その断面形状は、円形、六角形、四角形および三角形のいずれかであり、層流形成流路が複数の場合には、その断面形状は円形、六角形、四角形および三角形のいずれかか、これらの形状の組み合わせであることが望ましい。
この構成の流量計では、層流形成流路の断面形状が適切に設定されているので、内部を流通する流体の層流状態が確実に保持される。したがって、本発明の流量計は様々な種類の流体に適用可能となり、適用範囲が広くなる。
【００１０】
本発明の流量計の非定常流量算出手段は、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流体の流量応答と、差圧検出手段により検出された層流形成流路両端の流体の差圧との畳み込み積分を行うことによって非定常流の流体の流量を算出することが望ましい。
この構成の流量計では、予め単位ステップ差圧入力に対する流体の流量応答を測定しておけば、畳み込み積分を行うことによって任意に変化する差圧入力に対する流量が算出される。よって、流体の流れが非定常流であっても流量の計測が簡単かつ高精度に実現される。また、非定常流量算出手段が畳み込み積分によって流量を算出するので、演算が簡単となり、演算手段の処理能力が問題となることなく、応答性が良好となる。
【００１１】
あるいは、本発明の流量計の非定常流量算出手段は、差圧検出手段より検出された流体の差圧から、予め測定され設定された一次遅れ要素を介して非定常流の流体の流量を算出することが望ましい。
この構成の流量計では、予め単位ステップ差圧入力に対する流量の挙動応答から、一次遅れ要素の伝達関数を設定しておく。これにより、非定常流量算出手段が畳み込み積分を行う場合と同様に、任意に変化する差圧入力に対する流量が算出される。よって、流体の流れが非定常流であっても流量の計測が簡単かつ高精度に測定される。また、非定常流量算出手段が一次遅れ要素を介して流量を算出するので、演算が簡単となり、演算手段の処理能力が問題となることなく、応答性が良好となる。さらに、一次遅れ要素を含んだ制御系は、前述の畳み込み積分を用いて算出する場合に比べてさらに簡単な制御系なので、より実現が簡単である。
【００１２】
本発明の流量計は、流体の温度を検出する温度検出手段と、流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、演算手段は、温度検出手段より検出された流体の温度と、圧力検出手段より検出された流体の圧力とから流体の粘度を算出し、粘度の変化による流量への影響を補正する粘度補正手段を備えていることが望ましい。
この構成の流量計では、粘度補正手段が流体の温度および圧力から流体の粘度を計算して逐次補正するので、粘度の変化による流量への影響が除去される。したがって、流量の計測がより正確になる。
【００１３】
また、本発明の流量計は、流体の温度を検出する温度検出手段と、流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、演算手段は、温度検出手段より検出された流体の温度と、圧力検出手段より検出された流体の圧力とから、流体の質量流量あるいは所定の基準状態における体積流量を算出する基準流量算出手段を備えていることが望ましい。
この構成の流量計では、基準流量算出手段が非定常流量算出手段により算出された体積流量を質量流量あるいは所望の基準状態における体積流量に換算する。よって、予め所定の基準状態を設定しておけば流量の計測と同時に所望の条件での流量が算出されるので、計測された流量からの換算の作業が省略され、測定が簡略化される。
【００１４】
さらに、本発明の流量計は、実流校正によって流量の校正係数が調整されていることが望ましい。
この構成の流量計では、製造工程などで生じる個々の計測誤差を予め実流校正によって調整しているので、流量計自身が有する計測誤差が最小限に抑えられ、より精度の高い計測が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降において、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００１６】
〔第一実施形態〕
図１には、第一実施形態の流量計１の概略図が示されている。
この図１において、流量計１は、内部を流体が層流状態で流通する層流形成流路としての細管２と、この細管２の両端に生じる差圧を検出する差圧検出手段３と、差圧検出手段３によって検出された差圧から非定常流の流量を算出する演算手段４とを備えている。また、流量計１は、細管２に流通する前の流体の圧力を検出する圧力検出手段５と、圧力検出手段５の圧力検出位置と同じ位置における流体の温度を検出する温度検出手段６とを備えている。
【００１７】
細管２は、断面円形のチューブ状部材で構成され、互いに平行に複数個設けられている。これらの細管２は、千鳥状に組み合わされ、かつそれぞれの隙間が埋め合わされて、全体として円柱の外形形状となっている。細管２の両端は、管２１および管２２に嵌入され、それぞれの接続部分が密封されている。管２１および管２２の細管２と接続していない側の端部には、例えばフランジ部分などが形成されており、これらのフランジ部分において測定対象の流体が流通する流路としての管などに接続可能となっている。したがって、管２１に流入した流体は細管２で流路が分散され、管２２において合流した後に反対側に流出するようになっている。
【００１８】
ここで、細管２の断面寸法や長さ寸法は、内部を流体が層流状態で流通するように設定されており、本実施形態では次のようにして設定される。
流量計１の応答性を特徴づける時定数パラメータＴν であるフーリエ数は、次の式で表される。
【００１９】
【数１】
ここで、ν は流体の動粘度、Ｒは細管の半径である。
この式において、測定する流体の動粘度νと、目標とする流量計１の応答性とが決定されれば、細管２の半径が定まる。例えば、流体として空気の流量を測定する場合を考えた場合では、Ｔνが５ｍｓの応答を目標とし、空気の動粘度νを０．１５とすると、この式より細管２の断面形状が円形である場合の半径Ｒは約３ｍｍと決定される。
また、細管２の長さ寸法は、流体の物理的性質や、流体の変動周波数、検出差圧範囲、測定流量範囲等を勘案して、適宜決定される。
【００２１】
差圧検出手段３は、一端の圧力導入口が細管２の上流である管２１に設けられ、また他端の圧力導入口は細管２の下流の管２２に設けられている。これにより差圧検出手段３は、管２１内の流体の圧力と、管２２内の流体の圧力との差圧、つまり細管２の両端に発生する差圧を検出する。この差圧検出手段３は、演算手段４と電気的に接続されており、細管２を挟んで発生した差圧を検出して、圧力信号を演算手段４に送信している。
なお、差圧検出手段３としては、液柱差式や、弾性式、沈鐘式、環状天秤式などの任意の測定原理を用いたものが採用できる。
【００２２】
圧力検出手段５は、管２１に設けられ、演算手段４に電気的に接続されている。この圧力検出手段５は、管２１を流れる流体の圧力、つまり、細管２上流の流体の圧力を検出し、その圧力信号を演算手段４に送信している。
また、温度検出手段６は、管２１の、圧力検出手段５が設けられている場所とほぼ同じ位置に設けられ、演算手段４に電気的に接続されている。この温度検出手段６は、管２１を流れる流体の温度を検出し、その温度信号を演算手段４に送信している。
【００２３】
演算手段４は、細管２両端の流体の差圧から非定常流の流量を算出する非定常流量算出手段４１と、流体の粘度変動による流量への影響を補正する粘度補正手段４２と、算出された流量を所望の基準状態における流量に換算する基準流量算出手段４３とを備えている。
【００２４】
非定常流量算出手段４１は、差圧検出手段３によって検出された差圧の信号を受信し、この差圧の信号から流量を算出する。この際、非定常流量算出手段４１は、検出された差圧と、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答との畳み込み積分を行う。単位ステップ差圧入力に対する流量応答は、等温チャンバーを備えた非定常流発生装置を用いて実験によって求められる。
【００２５】
ここで、非定常流発生装置は、等温チャンバー内の圧力を半導体式圧力センサで測定し、圧力変化を空気圧サーボ弁で制御することによって任意の基準となる非定常振動流が発生可能となっている。この非定常流発生装置を用いて測定する流体が流通する細管２に単位ステップ差圧を発生させる。この時の細管２内での圧力の時間変化は、図２に示されるようになる。本実施形態では、直径 ０．６ｍｍ、長さ２ ０ｍｍの細管２において、流体の入口側に単位ステップ圧力を導入し、この時に細管２の流体の入口側から ２ｍｍ、１０ｍｍ、１８ｍｍの距離Ｘにおける圧力の時間変化を図２に示す。この図２の圧力応答から、検出される差圧に対する流量は、高次遅れの伝達関数を有する関係式で表されることがわかる。よって、検出される差圧ΔＰと流量Ｑとの関係は、次のように表される。
【００２６】
【数２】
この式において、ｓはラプラス演算子、Ｋ１およびＴ１１，Ｔ１２，…は係数である。これらの係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…は、図２の流量応答から求めることができる。このように、係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…が予め測定され設定された演算式が、非定常流量算出手段４１に予め設定されている。
【００２８】
粘度補正手段４２は、圧力検出手段５および温度検出手段６から流体の圧力および温度の信号を受信する。そして、これらの温度および圧力の信号から流体の粘度を算出し、この粘度変化による流量Ｑへの影響を考慮して補正値を求め、非定常流量算出手段４１に出力する。
【００２９】
基準流量算出手段４３は、非定常流量算出手段４１から演算された流量の信号を受信する。基準流量算出手段４３には、流体の物理的性質の情報が予め入力され、また、任意の体積流量から質量流量を算出する計算式が設定されている。あるいは、任意の体積流量から別の任意の体積流量を算出できるように、計算式および所望の流体の条件が設定されている。
【００３０】
このような流量計１では、細管２内に流体が流通して細管２両端で差圧ΔＰが発生すると、差圧検出手段３が細管２両端の差圧ΔＰを検出して非定常流量算出手段４１へ送信する。この時、検出された差圧ΔＰは、細管２内の流体の流速分布が全長にわたって放物線状とならない層流助走区間を含んだ差圧となっている。非定常流量算出手段４１は、この差圧ΔＰを予め設定された演算式へ入力することによって流量Ｑを算出する。これにより、非定常流量算出手段４１は、差圧ΔＰと予め測定した単位ステップ差圧入力に対する流量応答との畳み込み積分を行うことによって、流速分布が全長にわたって放物線状となる発達した流体の流量Ｑを算出することとなる。算出された流量Ｑの信号は、計測値として外部へ出力され、あるいは、基準流量算出手段４３へ送信される。
【００３１】
この時、非定常流量算出手段４１で算出された流量Ｑは、差圧検出手段３による差圧の検出時における流体の条件下、つまり圧力検出手段５および温度検出手段６で検出された圧力および温度における体積流量となっている。そこで、基準流量算出手段４３では、算出された体積流量から、流体の質量流量や、予め設定された所望の基準状態である流体の条件における体積流量を算出し、出力する。
また、流体の圧力や温度に変化があった場合には、圧力検出手段５や温度検出手段６がその変化を検出し、粘度補正手段４２に送信する。粘度補正手段４２では、検出された圧力および温度から流体の粘度の変化を算出し、この粘度の変化による流量への影響を除去するように補正値を設定する。そして非定常流量算出手段４１へ送信する。非定常流量算出手段４１では、この補正値を演算式に適用することによって、逐次演算式の補正を行う。
【００３２】
本実施形態の流量計１は、製造後、あるいは使用前に予め実流校正がされている。実流校正は、非定常流量算出手段の伝達関数の係数Ｋ１，Ｔ１１，Ｔ１２，…を決定するのに使用した非定常流発生装置を用いて行う。まず、非定常流発生装置に製造された流量計１を接続し、測定する流体を流通させる。等温チャンバーから放出される流体が等温であることから、圧力の微分値と流量との間には比例関係が成り立つ。これによって、任意の基準流量を流した時の流量計１が示す流量を計測し、計測値が基準流量となるように実流係数を定める。この実流係数を非定常流量算出手段４１に予め組み込んでおくことによって、流量計１の製造工程などで生じる個々の測定誤差が除去される。
【００３３】
従って、このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１） 非定常流量算出手段４１が、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流量応答と、検出された差圧ΔＰとの畳み込み積分によって流量Ｑを算出する。これにより、任意の層流助走区間を含んだ差圧ΔＰから層流助走区間を含まない流れにおける流量を算出することができるので、従来の定常流流量計のような層流助走区間を考慮した補正値が必要ない。したがって、従来測定できなかった非定常流量を精度よく測定できる。
【００３４】
（２） また、非定常流量算出手段４１が、畳み込み積分を行うことによって流量を算出しているので、複雑な演算を施す必要がなく、非定常流の流量計１が簡単かつ高精度に実現できる。また、演算が簡単であるから、演算手段４における処理速度に影響がなく、応答性よく流量を測定できる。
【００３５】
（３） 細管２が流体の流通を層流状態に保持するから、流量の算出にあたってハーゲン・ポワズイユの法則が利用でき、これにより非定常流量を測定することができる。また、細管２の断面形状が円形なので、細管２内の流体を確実に層流状態に保つことができる。
【００３６】
（４） 粘度補正手段４２が、刻一刻と変化する流体の粘度を圧力と温度から算出して、非定常流量算出手段４１に粘度補正を行うので、粘度の変化による流量への影響を除去できる。よって、より高精度に非定常流量を測定できる。
【００３７】
（５） 基準流量算出手段４３が、非定常流量算出手段４１で算出された体積流量から質量流量あるいは所望の基準状態における体積流量を換算してから出力するので、測定者が換算する必要がなく、測定を簡略化できる。したがって、これは連続して大量のデータを取る時等に有用である。また、質量流量や、任意の基準状態における体積流量を算出できるので、流体を所望の基準状態にすることが難しい場合等に有用である。
【００３８】
（６） 流量計１は、予め実流校正が行われているので、流量計１の製造工程などで発生する個々の測定誤差を除去できる。よって、流量計１が個々に有する測定誤差を最小限に抑制でき、より精度の高い流量測定ができる。
【００３９】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態における非定常流量算出手段４１が、畳み込み積分によって流量Ｑを算出する代わりに、一次遅れ要素によって差圧ΔＰと流量Ｑとの関係を表し、これによって流量を算出する。
【００４０】
非定常流量算出手段４１は、一次遅れ要素を用いた演算式を予め備えており、この演算式による差圧ΔＰと流量Ｑとの関係は、次の式のようになる。
【００４１】
【数３】
ここで、ｓはラプラス演算子、Ｋ２およびＴ２１は係数である。伝達関数の係数Ｋ２およびＴ２１は、図３に示される流速の時間変化の図から求められる。この図３は第一実施形態と同様に非定常流発生装置を用いて実験によって得られる。この図３より、流速の時間変化は、細管２の流体入口からの距離Ｘに関わらず全長にわたってほぼ同じであることがわかる。この関係より、例えば時定数Ｔ２１は、応答流速が目標値の６３．２％となった時点での時間として設定されるなど、適宜決定される。これにより、非定常流量算出手段４１は、差圧検出手段３で検出された差圧ΔＰを式に代入することにより流量Ｑを算出する。
【００４３】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態における（３）、（４）、（５）および（６）の効果と同様な効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（７） 非定常流量算出手段４１に、一次遅れ要素で表された演算式が予め設定されており、この演算式によって非定常流の流量Ｑを算出する。よって、第一実施形態と同様に、任意の層流助走区間を含んだ差圧ΔＰから層流助走区間を含まない流れにおける流量を算出することができるので、従来の定常流流量計のような層流助走区間を考慮した補正値が必要ない。したがって、従来測定できなかった非定常流量を精度よく測定することができる。
【００４４】
（８） 一次遅れ要素を用いた演算式は、畳み込み積分を用いたものよりもさらに簡単な制御系であるから、演算手段４における演算が簡単となり、さらに応答性を向上できる。また、これにより流量計１を容易かつ安価に製造できる。
【００４５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、細管２の断面形状は各実施形態では円形であったが、これに限らず例えば三角形、四角形、六角形などでもよく、あるいはこれらの組み合わせでもよい。つまり、細管２の断面形状は、細管２内を流れる流体が層流状態に保たれる断面形状であれば任意である。また、細管２は各実施形態では複数個平行に設けられていたが、これに限らず一本のみ設けられていてもよい。さらに、細管２は各実施形態では円形のチューブ状部材を組み合わせて形成されていたが、これに限らず円柱状の部材に円形の孔を穿設することによって形成するなど、細管状に形成されていればよい。また、層流形成流路は、細管２や細管状の構成に限らず、内部を流れる流体が層流状態に保たれる構成であれば任意である。
細管２の両端に設けられた管２１，２２は必ずしも設けられていなくてもよい。例えば、流体が流通する流路に直接細管２を取り付けた構成とし、細管２両端の流路内の差圧を測定することによって流量を計測してもよい。
【００４６】
差圧検出手段３は、細管２両端の圧力の差を直接計測する差圧計が用いられていたが、これに限らず、例えば細管２の両端に圧力検出手段をそれぞれ設け、これらから得た圧力を引き算することによって求めてもよい。また、この時、細管２の上流側の圧力検出手段を各実施形態に用いられた圧力検出手段５と兼用させてもよい。
【００４７】
基準流量算出手段４３は、必ずしも設けられていなくてもよい。つまり、例えば測定時点の流体の状態での流量のみを必要とする場合などでは、基準流量算出手段４３がなくても、非定常流量算出手段４１が備えられていればよい。また、同様に粘度補正手段４２も、必ずしも設けられていなくてもよい。例えば流量計１が定温室に設置されて流量が測定される場合などでは、粘度が変化しないので、補正する必要がない。基準流量算出手段４３や粘度補正手段４２が設けられていない場合には、温度検出手段６や圧力検出手段５を設けなくてもよい。
【００４８】
制御要素は、第一実施形態では高次遅れ要素で表される畳み込み積分、第二実施形態では一次遅れ要素であったが、これに限らず基準状態の流体の挙動に基づいて、発達していない流れにおける差圧から発達した流れにおける流量が求められるように制御要素を任意に定めてよい。
【００４９】
制御要素の伝達関数の係数は、各実施形態においては非定常流発生装置を用いて実験によって求めたが、これに限らず計算によって求めてもよい。
【００５０】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００５１】
【発明の効果】
このような本発明によれば、流体に差圧を発生させる抵抗要素として細管を用い、予め測定された差圧と流量との関係を用いて流量を計算するので、従来十分正確に測定することができなかった非定常流の流体の流量を算出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる流量計を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる細管内の圧力変化を示す図である。
【図３】本発明の第二実施形態にかかる細管内の流速変化を示す図である。
【符号の説明】
１…流量計、２…層流形成流路としての細管、３…差圧検出手段、４…演算手段、５…圧力検出手段、６…温度検出手段、４１…非定常流量算出手段、４２…粘度補正手段、４３…基準流量算出手段。
Claims (8)
- 流体の流路の途中に設けられ、前記流体の流れを層流状態に保つ少なくとも一つの層流形成流路と、
前記層流形成流路の両端における前記流体の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段によって検出された差圧から流体の流量を求める演算手段とを備え、
前記演算手段は、予め測定された基準差圧入力に対する流体の挙動応答に基づいて、前記差圧検出手段によって検出された差圧から非定常流の流体の流量を算出する非定常流量算出手段を備えている
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１に記載の流量計において、
前記層流形成流路は、細管状に構成されている
ことを特徴とする流量計。 - 請求項２に記載の流量計において、
前記層流形成流路が一つの場合には、その断面形状は、円形、六角形、四角形および三角形のいずれかであり、前記層流形成流路が複数の場合には、その断面形状は円形、六角形、四角形および三角形のいずれかか、またはこれらの形状の組み合わせである
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の流量計において、
前記非定常流量算出手段は、予め測定された単位ステップ差圧入力に対する流体の流量応答と、前記差圧検出手段により検出された前記層流形成流路両端の流体の差圧との畳み込み積分を行うことによって非定常流の流体の流量を算出する
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の流量計において、
前記非定常流量算出手段は、前記差圧検出手段より検出された前記流体の差圧から、予め測定され設定された一次遅れ要素を介して非定常流の流体の流量を算出する
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の流量計において、
前記流体の温度を検出する温度検出手段と、
前記流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
前記演算手段は、前記温度検出手段より検出された前記流体の温度と、前記圧力検出手段より検出された前記流体の圧力とから前記流体の粘度を算出し、前記粘度の変化による流量への影響を補正する粘度補正手段を備えている
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の流量計において、
前記流体の温度を検出する温度検出手段と、
前記流体の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
前記演算手段は、前記温度検出手段より検出された前記流体の温度と、前記圧力検出手段より検出された前記流体の圧力とから、前記流体の質量流量あるいは所定の基準状態における体積流量を算出する基準流量算出手段を備えている
ことを特徴とする流量計。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の流量計において、
実流校正によって流量の校正係数が調整されている
ことを特徴とする流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002239112A JP3834534B2 (ja) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | 流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002239112A JP3834534B2 (ja) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | 流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004077327A true JP2004077327A (ja) | 2004-03-11 |
| JP3834534B2 JP3834534B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=32022299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002239112A Expired - Fee Related JP3834534B2 (ja) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | 流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3834534B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020134243A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | 株式会社エー・アンド・デイ | 流量計測システム |
| JP2020134244A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | 株式会社エー・アンド・デイ | 層流型流量計の特性情報取得システム、及び層流型流量計の特性情報取得方法 |
| WO2020241907A1 (ko) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 정경환 | 가스 측정 장치 및 그 가스 측정 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144311B (zh) * | 2017-04-21 | 2020-04-07 | 合肥江航飞机装备有限公司 | 一种小流量气体流量计及标定方法 |
| CN107101688B (zh) * | 2017-04-21 | 2020-04-07 | 合肥江航飞机装备有限公司 | 一种层流型气体流量计及标定方法 |
-
2002
- 2002-08-20 JP JP2002239112A patent/JP3834534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020134243A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | 株式会社エー・アンド・デイ | 流量計測システム |
| JP2020134244A (ja) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | 株式会社エー・アンド・デイ | 層流型流量計の特性情報取得システム、及び層流型流量計の特性情報取得方法 |
| JP7146664B2 (ja) | 2019-02-15 | 2022-10-04 | 株式会社エー・アンド・デイ | 層流型流量計の特性情報取得システム、及び層流型流量計の特性情報取得方法 |
| JP7192177B2 (ja) | 2019-02-15 | 2022-12-20 | 株式会社エー・アンド・デイ | 流量計測システム |
| WO2020241907A1 (ko) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 정경환 | 가스 측정 장치 및 그 가스 측정 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3834534B2 (ja) | 2006-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6926168B2 (ja) | 質量流量コントローラ | |
| JP7291176B2 (ja) | ガス流制御のための方法および装置 | |
| AU2008355583B2 (en) | Method for generating a diagnostic from a deviation of a flow meter parameter | |
| JP6522624B2 (ja) | 絶対圧差圧圧力トランスデューサー | |
| JP2020098653A (ja) | 質量流量制御装置の流量をリアルタイムで監視するシステムおよび方法 | |
| RU2573611C2 (ru) | Способ и устройство для определения и контроля статического давления флюида с помощью вибрационного измерителя | |
| US11150121B2 (en) | Monitoring of fluid flow | |
| JP2011501129A (ja) | 流量計 | |
| KR101824866B1 (ko) | 열식 마이크로 유량계 및 이를 이용한 유량측정방법 | |
| JP2004077327A (ja) | 流量計 | |
| US10539442B2 (en) | Fluid momentum detection method and related apparatus | |
| US9488509B2 (en) | Method or determining an absolute flow rate of a volume or mass flow | |
| KR20100111884A (ko) | 질량 유량계 | |
| JP3322451B2 (ja) | 微小差圧発生装置 | |
| RU2654934C1 (ru) | Способ калибровки критических сопел и устройство для калибровки критических сопел | |
| SIEV et al. | 2.13 Mass Flowmeters—Thermal | |
| JPH07209044A (ja) | 振動型流量計 | |
| WO2021262158A1 (en) | Method, system, and electronics for correcting a coriolis flow meter measurement for temperature effects | |
| JPH04359133A (ja) | 密度計 | |
| JPH0299830A (ja) | 管内流量の測定方法とその装置 | |
| JPH07209043A (ja) | 振動型流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040312 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060614 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060711 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060724 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3834534 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090728 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130728 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |