JP2007108085A - 流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流量を測定する液体が流れ落ちる断面略V字状の溝を形成した傾斜樋62と、前記傾斜樋62及び液体の質量を荷重として検出する荷重検出機構63と、前記傾斜樋62と略同一質量の疑似質量66を荷重として検出する疑似荷重検出機構70と、該荷重検出機構63及び疑似荷重検出機構70の検出信号を所定時間ごとに取得して前記液体の流量を算出するデータ処理部8と備えて、流量測定装置18を構成した。また、流量測定装置18には器差を解消するために流量の校正を行うようにした。
【選択図】図2
Description
特許文献1では、従来の尿流量測定装置として、捕集容器に溜まる尿の重量変化検出することにより尿流量を測定するものや、回転する円盤に尿の流れを衝突させることにより円盤が受ける抵抗力を検出して尿流量を測定するものが、記載されている。
そこで、本願発明者らは、特許文献2に記載のように、病院や特殊な施設ではなく家庭においても簡易に尿流量を測定することができる、携帯型で安価な構造の尿流量測定装置を発明した。
また、上記特許文献3において、尿流量測定装置に備えられる荷重センサの検出具合や傾斜樋の形状などが個々の器体により異なるために器差が生じ、微量な流量の測定を行う場合には、精確な流量を得ることが難しくなっていた。
そこで、本発明では、上記課題に鑑み、上記従来技術に記載の発明をより発展させた流量測定装置を提案する。
図1は本発明の一実施例に係る流量測定システムの構成を示した図である。図2は流量測定装置の斜視図、図3は流量測定装置の正面図、図4は流量測定装置の側面図、図6は計測樋の構造を示す斜視図、図5は整流管の構成を示す側面断面図である。
図7はデータ処理部でのデータ処理の流れ図、図8は流量校正処理を説明する図、図9は尿流量率特性表の一例を示す図である。
図1に示すように、流量測定システム20は、液体の流量を測定する流量測定装置18と、該流量測定装置18による測定により得られた情報を処理する情報処理装置19とで構成される。
なお、流量測定装置18にて流量を測定する液体は、例えば、水、水溶液、血液、尿、その他の液体とすることができるが、本実施例においては、尿の流量を測定するために適した装置として構成している。
なお、外板材60は透明であって、フレーム61の内部を外部から視認することができる。但し、外板材60を不透明の板材としたり、或いは、軽量化などのために外板材60を設けない構成としたりすることもできる。
前記捕集管74は、フレーム61の外部に位置する一側端部に上部開口が形成され、該上部開口より液体が該捕集管74に流入する。また、捕集管74は、フレーム61の内部において下部開口が形成され、該下部開口は、捕集管74の下部に配設された整流管72に接続される。従って、捕集管74の下部開口より流出した液体は整流管72に流入することとなる。
例えば、流量測定システム20を尿流量測定のために用いる場合に、前記導入部74aをラッパ型として、男性が放尿時にそのまま尿を捕集管74に放出させたり、導入部74aを、ホースと該ホースの一側端部に漏斗を接続したものとして、女性が放尿時にそのまま尿を捕集管74に放出させたりすることができる。
この傾斜樋62により形成される溝を液体が自由落下して流れるうちに、該傾斜樋62と液体とを合わせた質量の変化が計測され、液体の流量が測定される。
前記荷重検出機構63は、支持部材67と、押圧部材65と、ロードセル64とで構成される。
前記押圧部材65には、前記支持部材67の連結部67bを連結する連結部65aと、ロードセル64を押圧する押圧部65bとが設けられる。なお、押圧部材65の押圧部65bは、支持部65cによりロードセル64の上方に保持される。
前記疑似荷重検出機構70は、フレーム61内であって、前記荷重検出機構63の近傍に配置される。これは、前記荷重検出機構63の姿勢変化と同期して同様に、疑似荷重検出機構70を姿勢変化させるためである。
図1に示すように、データ処理部8には、減算手段13、A/D変換手段14、リアルタイムクロック回路12、流量演算手段15及び出入力手段16などが備えられ、また、データ処理部8の処理結果を表示出力する表示出力手段10が接続される。
この尿流量測定データは、前記表示出力手段10において表示出力される。また、この尿流量測定データは、流量演算手段15に出入力手段16を介して接続された記憶媒体9に格納することができる。
但し、流量測定装置18とAC電源コンセント等を接続する電源コードを備えて、AC電源コンセントから直接電力供給を受けるように構成することもできる。
この場合、液体流量の測定のたびにスイッチ76を操作する必要がなく、スイッチ76の押し忘れによる計測ミスを防止することができる。
この減算手段13では、荷重検出機構63及び疑似荷重検出機構70から検出信号を受け、荷重検出機構63での検出値から、疑似荷重検出機構70の検出値を相殺する処理を行うことによって、傾斜樋62に形成された溝を流れる液体から受けた荷重のみを測定できるようにしている。
流量測定装置18は、携帯型であるので、流量測定装置18の傾きや振れにより、荷重検出機構63にて検出される傾斜樋62の荷重が変化することがあるが、この不具合を解消することができる。
最後に、このデータが液体の流量として、表示出力手段10にて表示出力され、また、出入力手段16に接続された記憶媒体9に記録される(流量出力過程S5)。
V=√2GH
H=L*tanθ
V=√2G*L*tanθ
ここで、Gを重力加速度、Hを傾斜樋62に流れる液体の重力方向の高さである。
T=L/V
T=L/√2G*L*tanθ
T=√L/2G*tanθ
従って、T時間毎(サンプリング時間=T)に傾斜樋62に流れる尿質量を計測することにより、単位時間当りの流れる尿質量が計測される。実用上は尿流量変動等を考慮して、滞留時間Tの数倍(3回以上)のサンプリングデータを取得しその平均値とすればよい。
また、継続使用のうちに、傾斜樋62に付着物や堆積物により傾斜樋62の質量が変化し、これによって測定誤差が生じることがある。
次に、上記流量校正処理について詳細に説明する。
なお、定流量精密ポンプより送出された液体の流量(既知流量)は、例えば、秤などを用いて液体の減少量を測定することにより算出することができる。
そして、X軸に実際に流した液体の流量(実流量)、Y軸に測定値をプロットすると、図8bに示すように、実流量と測定値とは、前述の器差などにより、異なる値となる。そこで、流量測定装置18は、測定値を実流値と略等しくするために、予め設定されている流量算出式[y=ax+b]の一次式の係数を適当な値に補正することにより得られる流量算出式[y=a’x+b’]を算出する。
これが校正後の流量算出式[y=a’x+b’]となり、図8aに示すように、予め設定されている流量算出式[y=ax+b]とは異なるものとなる。
前記出入力手段31にて取得した情報に基づいて液体の流量率を算出し、図表又は表として出力するための演算処理を行う流量率算出手段32と、
前記出入力手段31にて取得した情報に基づいて液体の総流量を算出し、図表又は表として出力するための演算処理を行う総流量算出手段33と、
前記流量率算出手段32又は総流量算出手段33の、演算処理結果を表示出力する表示出力手段34とが、少なくとも備えられる。
なお、前記情報処理装置19として、例えば、汎用コンピュータ50と、該汎用コンピュータ50に接続されたモニタ51とを採用することができ、この場合、汎用コンピュータ50は出入力手段31、流量率算出手段32及び総流量算出手段33として機能し、モニタ51は表示出力手段34として機能する。
なお、流量測定装置18及び情報処理装置19に赤外線通信機能を備え、記憶媒体9に格納された情報を、流量測定装置18から情報処理装置19へ該赤外線通信機能を利用して伝達するように構成することもできる。
これにより、例えば図9に示すような、排尿機能診断に必要とする尿流量率特性表を得ることができる。この尿流量率特性表より、放尿閾値、最大放尿量、平均放尿量等を知ることができる。
これにより、例えば、排尿機能診断に必要とする排尿の総量を得ることができる。
19 情報処理装置
20 流量測定システム
61 フレーム
62 傾斜樋
63 荷重検出機構
64 ロードセル
65 押圧部材
67 支持部材
70 疑似荷重検出機構
74 捕集管
72 整流管
Claims (4)
- 傾斜を有する溝を流れ落ちる液体の質量変化を検出して、該液体の流量を測定する流量測定装置において、
前記溝を断面略V字状としたことを特徴とする、
流量測定装置。 - 流量を測定する液体が流れ落ちる断面略V字状の溝を形成した傾斜樋と、
前記傾斜樋及び液体の質量を荷重として検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段の検出信号を所定時間ごとに取得して前記液体の流量を算出する流量演算手段とを、
備えることを特徴とする、
流量測定装置。 - 前記流量測定装置に、
前記傾斜樋と略同一質量の疑似質量と、
前記疑似質量を荷重として検出する疑似荷重検出手段と、
前記荷重検出手段の検出信号より前記疑似荷重検出手段の検出信号を相殺する減算手段とを、
備えることを特徴とする、
請求項2に記載の流量測定装置。 - 前記流量測定装置の前記流量演算手段は、
予め設定された一次式の流量算出式を用いて荷重検出手段の検出信号から液体の流量を算出し、
少なくとも複数の異なる既知流量の液体について流量を測定して得られた測定値と、既知流量値とを関連づける一次近似式を、前記流量算出式を校正した流量算出式とする校正処理を行うことを特徴とする、
請求項2又は請求項3に記載の流量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005301004A JP2007108085A (ja) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | 流量測定装置 |
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CN107478286A (zh) * | 2016-06-08 | 2017-12-15 | 红塔烟草(集团)有限责任公司 | 固体物料输送的流量检测装置及其流量检测方法 |
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-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005301004A patent/JP2007108085A/ja active Pending
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