JP2007309778A - 流量計およびガス流量計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】ガスボンベに充填されたガスの残量を正確に把握することに可能であり、ボンベへのガス補充時期やボンベの交換時期を最適化することができる流量計を提供する。
【解決手段】容器に充填されたガスを所定の工程に導くガス配管路に流れるガスの質量流量を計測する質量流量計測部と、容器に充填されたガスの特性情報を入力する入力部と、この特性情報から標準状態における体積値にガスの体積情報を換算する標準状態体積変換部と、入力部に入力されたガスの特性情報から体積流量に質量流量を換算する流量換算部と、この流量換算部が換算したガスの体積流量とガスが所定の工程に供給された時間との積からガスの積算流量を求める積算流量演算部と、標準状態体積変換部が換算したガスの体積値と積算流量演算部が求めた積算流量との差分から容器に充填されたガスの残量を求める残量演算部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は流量計およびガス流量計測システムに係り、特にボンベ等に充填されたガス供給源から供給されるガスの流量を計測する流量計およびガス流量計測システムに関する。

従来、例えばボンベやガスタンク（ガスホールダ）のような気密された容器（以下、単にボンベまたはガス供給源と称することがある）に充填された気体（ガス）の取引は、ガスの種類毎に定められた一定の条件下での重量もしくは体積で行われることが多く、専らボンベ単位での取引となっている。また、タンクローリ車で運搬された気体（ガス）の取引も同様に、一定の条件下での重量もしくは体積で行われることが多い。この気体（ガス）は、ガス充填工場等においてガス毎に定められた所定圧力（基準圧力）および所定温度（基準温度）の気体の状態（ガスの基準状態）を条件としてボンベ等に充填され、取引される。

ところで、ボンベ等のガス供給源のガス残量を管理する方法として、液面計を利用した方法がある。例えば、液化ガスボンベの内部に配置して液面計のセンサ部により液面位置を監視する方法であり、ガスを使用するうちに徐々に下がっていく液化ガスの液面が、所定の位置以下になったときには、液面計が所定値以下の液面であることを出力するので、ガス管理者は、その出力値に基づき液化ガスボンベの交換時期を判断することができる。

ところで、ガス充填工場等でボンベ等のガス供給源に充填されたガスは、ガスを使用する所定の工程（プロセス）に加圧して流したとしても、ガス残量管理においては、ボンベ等のガス供給源に充填された当初のガスの重量もしくは体積に対して、どれほどのガス使用量であるかを把握することになる。ガスの使用量を重量と捉える場合は、例えば、ガスボンベの重量を常時計量し、その計量値を当初のガスボンベ重量から除いた値を、ガス使用量とみなす方法がある。一方で、ガスの使用量を体積として捉える場合は、流量計で計測した体積流量の積算値を求め、その積算値をガス使用量とみなす方法がある。

また、工程に気体を送り込む際に、ガスの供給量を計測し制御する上で、ボンベ等のガス供給源と所定の工程との間に配設されたガス配管路に圧力調節計と流量計および流量調節計を介挿して、その体積流量を測定および制御する流量計測装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
一般的に体積流量は、気体の状態が変化して膨張または圧縮した気体の体積をそのまま流量として表される。一方で、質量流量は、文字どおり気体の流量を重さ（質量）で計測し、流量として表される。気体は、圧縮性流体であり、質量流量計測は、気体の状態の変化に左右されない質量（重さ）そのものを捉える。このため質量流量計測は、正確に気体の流量を計測することができる。例えば、図２に示すように、同じ体積（１m^３/h）の容器Ａと容器Ｂとに充填された同一の気体であっても、容器Ａ内の圧力が２気圧、容器Ｂ内の圧力が１気圧である場合、体積流量計の計測指示値は容器Ａおよび容器Ｂともに１m^３/hとなってしまう。しかるに質量流量計の計測指示値は、容器Ａが２m^３/h、容器Ｂが１m^３/hとなり正確に流量を計測できる。このため、ガス残量の管理は、質量流量を用いることが望ましい。なお、質量流量計で計測された流量の単位は、本来は単位時間あたりの質量で示すべきものであるが、商慣習により、便宜上、温度０℃，圧力１気圧（１０１.３kPa；以下同じ）を標準状態とする等の条件を明記した上で、単位時間当たりの体積で表示される。

ちなみに液化ガスボンベのガス残量管理をするために、液化ガスボンベと所定の工程との間に配設されたガス配管路に質量流量計を介挿して、所定の工程へ供給するガス流量を常時計測し、計測したガス流量からガス使用量を積算し、積算したガス使用量等をもとにガス残量を管理する残量管理装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
また質量流量を測定する装置としてガス供給源と所定の工程との間に配設されたガス配管路に流量計を介挿してその質量流量を測定する流量計測装置が知られている（例えば、特許文献３を参照）。この流量計測装置には、例えば熱式流量計として用いられるフローセンサが適用されている。このフローセンサは、基本的には例えば図３に示すようにシリコン基台上に設けた発熱抵抗体ＲＨを挟んで流体の通流方向Ｆに該発熱抵抗体ＲＨと独立して一対の測温抵抗体Ｒｕ，Ｒｄを設けて構成されて、発熱抵抗体ＲＨから発せられる熱の拡散度合い（温度分布）が前記流体の通流によって変化することを利用し、前記測温抵抗体Ｒｕ，Ｒｄの熱による抵抗値変化から前記流体の流量を検出する。つまり、このフローセンサを適用した熱式流量計は、発熱抵抗体ＲＨから発せられた熱が流体の流量に応じて下流側の測温抵抗体Ｒｄに加わることで、熱による抵抗値の変化が上流側の測温抵抗体Ｒｕよりも大きいことを利用して流量を計測するものである。

ところで、図４に示すように複数のボンベ（１ａ，１ｂ，１ｃ）にそれぞれ異なるガスが充填されてそれらのガスを混合してガス負荷（図示せず）に供給する場合、混合したガスの体積比を調整するべくそれぞれのボンベ（１ａ，１ｂ，１ｃ）からガス負荷に導くガス配管路（３ａ，３ｂ，３ｃ）には、これらのガス配管路に流れるガスの体積流量を計測する体積流量計（５ａ，５ｂ，５ｃ）が介挿される。この図は、三種類のガスとしてボンベ１ａに充填されたＣＯ_２ガス、ボンベ１ｂに充填されたＡｒガスおよびボンベ１ｃに充填されたＮ_２ガスを混合してガス負荷（図示せず）に混合ガス供給管３を介して供給するものである。
特許第２９３１２８９号公報 特開平０５−２２３６１２号公報 特開２００３−１０６８８７号公報

前述したように、容器に充填された気体（ガス）の取引は、ガスの種類毎に定められた一定の条件下での重量もしくは体積で行われることが多い。例えば、ボンベに充填されたアルゴンガスを取引するにあたり、ガス会社が定めた取引上の条件である「基準温度１５℃、基準圧力１気圧のガスの状態（ガスの基準状態）」において、１０kgのアルゴンガスが１本のボンベに充填されているとする。このボンベをガス供給源として、所定の工程（ガス負荷）にガスを供給する場合、ガス供給源と所定の工程との間に配設されたガス配管路に介挿された質量流量計で計測されたガス流量は、前述のとおり、商慣習により気体の標準状態（０℃，１気圧）における体積表示となっている。しかし、流量計測部におけるガスの状態は、取引上の条件である前記ガスの基準状態（前記基準温度と前記基準圧力）であり、気体の標準状態とは異なる。このためガス流量は、ガスの基準状態として定められた前記基準温度および前記基準圧力における流量に換算しなければならない。つまり、取引の単位が体積で行われた場合、すなわち、ボンベ内に充填された当初のガス体積で取引が行われた場合、上述した換算を行わなければボンベ内のガス残量を正確に求めることができない。

特に複数のボンベに充填された各ガスの基準温度および基準圧力がそれぞれ異なり、それら複数種のガスを混合して利用する工程（プロセス）がある場合、各ガスの供給路に介挿された流量計により計測されたガス流量は、それぞれのガスの基準温度および基準圧力の流量に換算しなければ各ボンベ内のガス残量を把握することができず、残量把握が著しく煩雑になるという管理上の問題があった。

例えば、図４に示したようにボンベ１ａに充填されたＣＯ_２ガスは、基準温度が３５℃であり、ボンベ１ｂに充填されたＡｒガスは、基準温度が１５℃、そして基準圧力が１気圧であり、またボンベ１ｃに充填されたＮ_２ガスは、基準温度が０℃、そして基準圧力が１気圧のように異なった基準温度および基準圧力で取引されており、なおかつ各ボンベ（１ａ，１ｂ，１ｃ）の充填ボンベ容積が異なっているので各ボンベ内のガス残量を把握することができず、残量把握は、著しく煩雑になっていた。

その上、ボンベから供給されるガスを計測する流量計は、一般的に体積流量計が用いられており、一方、流量計測部におけるガスの温度および圧力は、ボンベ充填時の基準温度および基準圧力と異なっている。このため、計測された体積流量は、流量計測部における温度と圧力の影響を受け、正確に流量を測定し難く、前記ガスの基準状態の流量に換算し難いという問題がある。

尚、ボンベ内の使用環境(温度、圧力)を予め所定の値に仮定して、なおかつ、流量計測部における温度および圧力を計測した計測値を用いて演算し、ガスの基準状態の流量を求めることもできるものの、ボンベ内の使用環境が不明である。このため、前述したように演算された体積流量は誤差を多く含む値となり、管理値として不適当であるという問題があった。

このようなことから、想定していたよりも早くボンベのガスが空になったために工程（プロセス）の稼働が停止したり、まだ残量があるにもかかわらずボンベを交換したりする等の不具合を招来することがあった。
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたものであって、その目的は、ガスボンベ等のガス供給源に充填されたガスの残量を正確に把握することが可能であり、ボンベへのガス補充時期やボンベの交換時期を最適化することができる流量計を提供することにある。

上述した目的を達成すべく本発明に係る流量計は、気密された容器に充填されたガスを所定の工程に導くガス配管路に介挿されて、このガス配管路に流れる前記ガスの質量流量を計測する質量流量計測部と、前記容器に充填されたガスの基準温度情報および基準圧力情報に加え、このガスの体積情報または質量情報および密度情報を含むガス特性情報を入力する入力部と、この入力部に入力された前記ガス特性情報から標準状態における体積値に前記ガスの体積情報を換算する標準状態体積変換部と、前記入力部に入力された前記ガスの基準温度および基準圧力における体積流量に前記質量流量を換算する流量換算部と、この流量換算部が換算した前記ガスの体積流量と前記ガスが所定の前記工程に供給された時間との積から前記ガスの積算流量を求める積算流量演算部と、前記標準状態体積変換部が換算した前記ガスの体積値と前記積算流量演算部が求めた積算流量との差分から前記容器に充填されたガスの残量を求める残量演算部とを備えることを特徴としている。

特に前記容器は、この容器に充填された前記ガスのガス特性情報を保持する特性情報保持手段を備え、前記入力部は、前記特性情報保持手段に保持された前記ガスのガス特性情報を読み込む特性情報読み取り手段を備えて構成される。
また前記特性情報保持手段は、所定のコードに前記ガス特性情報をコード化して印刷されたデータラベルであることを特徴としている。

次に本発明に係る流量計は、複数の気密された容器にそれぞれ充填された複数のガスを所定の工程に導くガス配管路にそれぞれ介挿されて、これらガス配管路に流れる前記各ガスの質量流量をそれぞれ計測する質量流量計測手段と、前記各ガスの基準温度情報、基準圧力情報に加え、前記各ガスの体積情報または質量情報および密度情報を含むガス特性情報をそれぞれ入力する入力手段と、この入力手段から入力された前記各ガスのガス特性情報から標準状態における体積値に前記各ガスの体積情報をそれぞれ換算する標準状態体積変換手段と、前記入力手段から入力された前記各ガスの基準温度および基準圧力における体積流量に前記質量流量をそれぞれ換算する流量換算手段と、この流量換算手段が換算した前記各ガスの体積流量とこれらガスが所定の前記工程に供給された時間との積から前記ガス毎の積算流量をそれぞれ求める積算流量演算手段と、前記標準状態体積変換部がそれぞれ換算した前記各ガスの体積値と前記積算流量演算部がそれぞれ求めた前記ガス毎の積算流量との差分から複数の前記容器にそれぞれ充填されたガスの残量を求める残量演算手段と
を備えることを特徴としている。

特に複数の前記容器は、これら容器にそれぞれ充填された前記各ガスのガス特性情報をそれぞれ保持する特性情報保持手段を備え、前記入力手段は、前記データ保持手段に保持された前記各ガスのガス特性情報を読み込むデータ読み取り手段を備えることを特徴としている。
また前記特性情報保持手段は、所定のコードに複数の前記ガス毎の特性情報をコード化してそれぞれ印刷された複数のデータラベルとして構成される。

本発明の請求項１に記載の流量計または請求項４に記載のガス流量計測システムによれば、質量流量計測部が計測したガス配管路を流れるガスの質量流量を入力部（入力手段）によって入力されたガスの特性情報を用いて、流量換算部（流量換算手段）が所定の使用状況下あるいは所定の環境条件下の温度に換算した質量流量を求めているので、異なる基準温度で充填されたガス毎の正しい質量流量を得ることができる。そして、流量換算部が換算したガスの質量流量と、このガスがガス負荷に供給された時間との積からガスの積算流量、即ちガス負荷に供給されたガスの使用容積を求めることができる。更にこの流量計は、残量演算部にてボンベに充填されたガスの容積と積算流量演算部が求めた積算流量との差分からボンベのガス残量を求めることができる。したがって例えば、ガス管理担当者は、ボンベ内のガス残量を正確に把握することができ、引いてはボンベに対するガスの補充時期を最適化することができる等の優れた効果を奏し得る。

また本発明の請求項２に記載の流量計または請求項５に記載のガス流量計測システムによれば、ガスが充填された容器の特性情報保持手段がガス特性情報を保持し、このガス特性情報をデータ読み取り手段によって読み取っているので迅速、容易にして正確なガスの特性情報を得ることができる。
特に本発明の請求項３に記載の流量計または請求項６に記載のガス流量計測システムによれば、前記特性情報保持手段は、ガスの特性情報を例えばバーコード等にコード化されたデータラベルとして用意されるので、取り扱いが容易である。

以下、本発明の一実施形態に係る流量計について図面を参照しながら説明する。尚、図１は本発明を実施する形態の一例であって、この図によって本発明が限定されるものではない。
この図において１は、流量計測対象の気体（以下、ガスと称する）が充填されて、所定の工程（ガス負荷）にガスを供給するガス供給源となる気密された容器（例えばボンベ。以下同じ）である。このボンベ１には、充填工場等にてガス２が充填される。ボンベ１に充填されたガス２は、ガス配管路３を介して図示しない下流側の工程（ガス負荷）へ供給される。

一方、ガス配管路３には、このガス配管路３内を流れるガスの流量を計測する流量計１０が介挿されている。この流量計１０は、ガス配管路３に流れる前記ガスの質量流量を計測する質量流量計測部１１、ボンベ１に充填されたガス２の基準温度情報、基準圧力情報、体積情報および密度情報を含むガス特性情報を入力する入力部１２、この入力部１２に入力されたガス２の基準温度情報、基準圧力情報および密度情報から標準状態における体積値にガス２の体積情報を換算する標準状態体積変換部１３、質量流量計測部１１が計測したガス２の質量流量を入力部１２から入力されたガス２の基準温度および基準圧力における体積流量に換算する流量換算部１４、この流量換算部１４が換算したガス２の質量流量とガス２がガス負荷に供給された時間との積からガス２の積算流量を求める積算流量演算部１５、標準状態体積変換部１３によって変換されたガス２の体積情報と積算流量演算部１５が求めたガス２の積算流量との差分、すなわちガス負荷に供給されたガス２の供給量との差分からボンベ１内のガス２の残量を求める残量演算部１６、流量換算部１４により換算されたガス２の体積流量や積算流量演算部１５が求めたガス２の積算流量を出力する出力部１７を備えて構成される。ちなみに質量流量計測部１１は、例えば前述した特許文献１に示された流量計測装置のフローセンサ等が適用される。

尚、上記ガス特性情報は、例えば所定のコード（例えば、バーコード）化されて、このガス２が充填されたボンベ１にラベル（特性情報保持手段１８）として貼付または取り付けられて掲示されるとともに、コードを読み取り可能な入力部１２（例えば特に図示しないバーコードリーダ：特性情報読み取り手段）で読み取るように構成するとよい。このように本発明の流量計またはガス流量計測システムを構成すれば、特に複数のボンベ１を備えるプラント等のガス残量管理を容易に行うことができ好ましい。

概略的には、上述したように構成された本発明の流量計が特徴とするところは、標準状態体積変換部１３によってガス２の基準温度情報、基準圧力情報および密度情報から標準状態における体積値にガス２の体積情報を換算する点、質量流量計測部１１にて計測されたガスの流量を流量換算部１４にてガス２の基準温度および基準圧力における体積流量に換算する点、この換算した流量とガス負荷に供給された時間との積からガス２の積算流量を求める積算流量演算部１５を備え、残量演算部１６にて標準状態体積変換部１３が換算したガス２の体積値と積算流量演算部１５が求めた積算流量との差分からボンベ１に充填されたガス２の残量を求める点にある。

このような特徴ある流量計についてより詳細に説明する。まず、ガス２の取引単位がガス質量［kg/s］であり、質量流量計測部１１の出力値が気体の標準状態における体積［Nm³/h］の場合を説明する。入力部１２は、ボンベ１に充填されたガス２の質量情報および密度情報を取得する。次いで標準状態体積変換部１３は、ボンベ１に充填されたガス２の質量情報を密度情報で除してガス２の標準状態における体積に換算する。尚、このガス密度情報が標準状態（０℃、１気圧）と異なる場合は、入力部１２から入力されたガス２の基準温度情報、基準圧力情報を用いて標準状態体積変換部１３によって標準状態における体積に換算するか、ガス供給会社が提供するガス密度情報を用いて換算する。

また流量計１０は、このようにして換算された流量を用いて、ガス負荷にガス２が供給された時間ｔとの積を求めて、積算流量演算部１５が積算流量すなわちガス負荷に供給された供給量Ｖ［m^３］を求める。
具体的に積算流量演算部１５は、
Ｖ＝∫Ｑｄｔ （１）
なる演算を施して供給量Ｖ［m^３］を求める。そして、残量演算部１６は、前述した標準状態体積変換部１３によって求められたボンベ１に充填されたガス２の標準状態における体積Ｖ_０［m^３］から積算流量演算部１５が求めた供給量Ｖ［m^３］を差し引いてボンベ１内のガス残量を求め、その結果を出力部１７から出力する。

このようにして換算されたボンベ体積から、積算流量演算部１５が上述した演算を施してガス負荷に対する供給量を求め、残量演算部１６がボンベ体積と供給量との差分を求めることでボンベ１のガス残量を導く。
次にガス２の取引単位が体積［Ｌ］で、質量流量計測部１１の計測値が気体の標準状態における体積［Nm^３/h］であり、ボンベ１に充填されたガス２の基準温度がＴｎ［℃］、基準圧力が１気圧であり、標準状態のガス温度をＴ［℃］とし、質量流量計測部１１が計測した流量がＱ［Nm^３/h］であるとすれば、質量流量計測部１１が計測した流量Ｑを基準温度における流量Ｑｎ換算した値は、ボイル・シャルルの法則を用いて次式で求めることができる。

Ｑ＝Ｑｎ×｛（２７３＋Ｔｎ）／（２７３＋Ｔ）｝
＝Ｑｎ×（２７３＋Ｔｎ）／２７３［Nm^３/h］
一方、基準温度Ｔｎ［℃］におけるガス使用量の積算値Ｖは、上述した（１）式の演算を積算流量演算部１５が行うことで求めることができる。したがって、ボンベ１のガス残量は、取引時のボンベ１のガス体積から積算流量演算部１５が求めたガス使用量の積算値Ｖを残量演算部１６が差し引くことで求めることができる。そして求めたガス残量は、出力部１７から出力される。

尚、質量流量計測部１１の計測値が質量表示［kg/s］である場合、取引上の条件であるガス基準状態を鑑みて換算すればよい。また、上述した実施形態は、一つのボンベ１に充填されたガス２の残量を求める場合を説明したが、複数のボンベ１にそれぞれ異なる種類のガス２が充填されていたとしても、それぞれのガス特性情報を用いることで正確な積算流量を求めることができ、引いてはボンベ１のガス残量を精度良く求めることができる。

かくして本発明の流量計は、質量流量計測部１１が計測したガス配管路３を流れるガス２の質量流量を入力部１２から入力されたガス２の基準温度および基準圧力における体積流量に変換しているので、基準温度の異なるガス種毎の正しい流量を求めることができる。また、本発明の流量計は、更に流量換算部１４が換算したガス２の質量流量と、このガス２がガス負荷に供給された時間との積からガス２の積算流量を求める積算流量演算部１５を備えているので、異なる基準温度で充填されたガス２ごとの正しい積算流量、すなわちガス負荷に供給されたガス２の使用容量を求めることができる。更に、本発明の流量計は、ボンベ１に充填されたガス２の容量と積算流量演算部が求めた積算流量との差分からボンベ１のガス残量を求める残量演算部を備えているので、ボンベ１内のガス残量を正確に把握することができ、引いてはボンベ１に対するガス２の補充時期を最適化することができる。

或いは本発明の流量計は、流量換算部１４により換算されたガス２の質量流量、積算流量演算部１５もしくは残量演算部１６が求めたガスの積算使用量およびボンベ１のガス残量を出力する出力部１７を備えているので、この出力部１７により所定の使用状況下あるいは所定の環境条件下の温度に換算されたガス２の質量流量、使用容量およびボンベ１のガス残量を確認することができる等の実用上多大なる効果を奏する。

また本発明の流量計またはガス流量計測システムによれば、特性情報保持手段１８は、ガス２の特性情報を例えばバーコード等にコード化されたデータラベルとして用意される一方、入力部１２は、このコード化されたガス特性情報を取り込んでいるので、ガス特性情報を容易にして、しかも入力ミスをすることなく流量計１０に取り込むことができる。このため本発明の流量計またはガス流量計測システムは、特に多数のボンベ１を有するプラント等のガス残量管理に最適である。

尚、上述したガス２の質量流量、積算流量およびボンベ１内のガス残量は、特に図示しないが所定の伝送路（有線伝送路または無線伝送路）を介して、パソコン等の機器が取り込むように構成してもかまわない。このようにすることで、複数のボンベ１内のガス２の残量を現場に設置された流量計１０の出力部１７にて確認しなくてもパソコン等が備える表示装置にて確認することができる。

逆にパソコンから有線伝送路または無線伝送路を介してボンベ１に充填されたガス２の基準温度等の情報を入力部１２に入力できるように構成してもよい。この場合は、現場に配設された流量計１０からガス２の基準温度等の情報等（性状情報）を入力することなく、パソコン等からガス２の性状情報を入力することができるので、極めて少ない手間で設定が完了するという利便性がある。

また、上述した本発明の流量計またはガス流量計測システムにおいて、上述したようにして求められたガス残量またはガス質量が所定の量を下回ったとき、或いは特に図示しないがボンベ１の内圧を検出する圧力センサの圧力値が所定の値を下回ったとき出力部１７から警報を出力するようにしてもよい。このように構成することによって、例えばガス管理者がボンベ１内のガス残量、ガス質量或いは内圧が低下したとき速やかにボンベ１内にガス２を充填する処理を行うことができる。

尚、ガス使用の用途によっては、１日或いは１ヶ月の期間中に、ガス使用量が大きく変動する使い方がなされる場合がある。ある施設では、１日の間でガス使用量の最小１％に対して最大１００％の割合で変動する使い方がなされている。このようなガス使用量の変動を捉えるためには、流量レンジが広い質量流量計測部が望ましい。
しかしながら、このような流量レンジを確保することが困難である場合、測定レンジの異なる複数の質量流量計測部を組み合わせて、幅広い測定レンジを確保すればよい。具体的には、測定レンジがガス使用量の最小１％に対して最大１００％の割合で変動するガス負荷に供給する場合、例えば図３に示すように計測可能な第１の測定範囲が１％（好ましくは、１％以下の質量流量）から５０％程度（低流量）を計測する第１の質量流量計測部１１ａおよび計測可能な第２の測定範囲が４０％から１００％程度（高流量）を計測する第２の質量流量計測部１１ｂを直列にガス配管路３に介挿すればよい。

この場合、ガス配管路３に流れるガスの質量流量が第１の質量流量計測部１１ａの計測範囲を超えたとき、第１の質量流量計測部１１ａは、フルスケールを出力する一方、第２の質量流量計測部１１ｂは、ガス配管路３に流れるガスの質量流量を計測して出力する。したがって、第２の質量流量計測部１１ｂの計測値を用いればよい。
一方、第２の質量流量計測部１１ｂが測定可能な第２の測定範囲よりも少ないガス流量の場合、第２の質量流量計測部１１ｂの計測値は、零となり、このとき第１の質量流量計測部１１ａは、ガス配管路３に流れるガスの質量流量を計測して出力する。したがって、第１の質量流量計測部１１ａの計測値を用いればよい。

また、ガス配管路３に流れるガスの流量が第１の質量流量計測部１１ａが測定可能な第１の計測範囲および第２の質量流量計測部１１ｂが計測可能な第２の測定範囲が重複する測定範囲の場合、それぞれの質量流量計測部１１ａ，１１ｂが同一の質量流量を出力する。したがって、第１の質量流量計測部１１ａまたは第２の質量流量計測部１１ｂのいずれかの計測値を用いればよい。

尚、上述した流量計は、二つの質量流量計測部１１ａ，１１ｂを組み合わせたものであるが、上述した測定範囲以外であっても勿論かまわない。また複数の質量流量計測部を組み合わせて幅広い測定レンジを確保する場合、複数の質量流量計測部がそれぞれ計測可能な測定範囲の一部が重複するようにして構成すれば流量計の測定範囲を拡大することができる。もちろん、二つ以上の質量流量計測部を組み合わせて構成してもかまわない。

ちなみに質量流量計の方式としては、コリオリ式質量流量計、熱式質量流量計等があり、これらのうち、ガス使用量の変動に応じた流量レンジをもつ質量流量計測部であることが好ましい。
尚、本発明の流量計は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論可能である。

本発明の一実施形態に係る流量計の概略構成を示すブロック図である。 ガスが充填されたボンベ内の気体の分子状態と体積流量計および質量流量計の指示値との関係を模式的に示した図である。 熱式流量検出装置（フローセンサ）の基本構造とその計測概念を説明するための図である。 複数のボンベにそれぞれ充填された複数種のガスを混合してガス負荷に供給するガス供給システムの構成例を示す図である。 計測可能な測定範囲が異なる二つの質量流量計を組み合わせて測定可能な流量レンジを拡張する構成例を示す図である。

符号の説明

１ ボンベ
２ ガス
３ ガス配管路
１０ 流量計
１１ 質量流量計測部
１２ 入力部
１４ 流量換算部
１５ 積算流量演算部
１６ 残量演算部
１７ 出力部

Claims (6)

1. 気密された容器に充填されたガスを所定の工程に導くガス配管路に介挿されて、このガス配管路に流れる前記ガスの質量流量を計測する質量流量計測部と、
   前記容器に充填されたガスの基準温度情報および基準圧力情報に加え、このガスの体積情報または質量情報および密度情報を含むガス特性情報を入力する入力部と、
   この入力部に入力された前記ガス特性情報から標準状態における体積値に前記ガスの体積情報を換算する標準状態体積変換部と、
   前記入力部に入力された前記ガスの基準温度および基準圧力における体積流量に前記質量流量を換算する流量換算部と、
   この流量換算部が換算した前記ガスの体積流量と前記ガスが所定の前記工程に供給された時間との積から前記ガスの積算流量を求める積算流量演算部と、
   前記標準状態体積変換部が換算した前記ガスの体積値と前記積算流量演算部が求めた積算流量との差分から前記容器に充填されたガスの残量を求める残量演算部と
   を備えることを特徴とする流量計。
2. 前記容器は、この容器に充填された前記ガスのガス特性情報を保持する特性情報保持手段を備え、
   前記入力部は、前記特性情報保持手段に保持された前記ガスのガス特性情報を読み込む特性情報読み取り手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の流量計。
3. 前記特性情報保持手段は、所定のコードに前記ガス特性情報をコード化して印刷されたデータラベルであることを特徴とする請求項２に記載の流量計。
4. 複数の気密された容器にそれぞれ充填された複数のガスを所定の工程に導くガス配管路にそれぞれ介挿されて、これらガス配管路に流れる前記各ガスの質量流量をそれぞれ計測する質量流量計測手段と、
   前記各ガスの基準温度情報および基準圧力情報に加え、各ガスの体積情報または質量情報および密度情報を含むガス特性情報をそれぞれ入力する入力手段と、
   この入力手段から入力された前記各ガスのガス特性情報から標準状態における体積値に前記各ガスの体積情報をそれぞれ換算する標準状態体積変換手段と、
   前記入力手段から入力された前記各ガスの基準温度および基準圧力における体積流量に前記質量流量をそれぞれ換算する流量換算手段と、
   この流量換算手段が換算した前記各ガスの体積流量とこれらガスが所定の前記工程に供給された時間との積から前記ガス毎の積算流量をそれぞれ求める積算流量演算手段と、
   前記標準状態体積変換部がそれぞれ換算した前記各ガスの体積値と前記積算流量演算部がそれぞれ求めた前記ガス毎の積算流量との差分から複数の前記容器にそれぞれ充填されたガスの残量を求める残量演算手段と
   を備えることを特徴とするガス流量計測システム。
5. 複数の前記容器は、これら容器にそれぞれ充填された前記各ガスのガス特性情報をそれぞれ保持する特性情報保持手段を備え、
   前記入力手段は、前記データ保持手段に保持された前記各ガスのガス特性情報を読み込むデータ読み取り手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のガス流量計測システム。
6. 前記特性情報保持手段は、所定のコードに複数の前記ガス毎の特性情報をコード化してそれぞれ印刷された複数のデータラベルであることを特徴とする請求項５に記載のガス流量計測システム。

Images