JP2008170292A - Measuring device of liquid density - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、貯留された揮発性のある液体の密度を測定するための液体密度の測定装置に関する。 The present invention relates to a liquid density measuring apparatus for measuring the density of a stored volatile liquid, for example.
揮発性のある液体の密度を測定する場合、従来は、次のような測定方法で行っていた。
(1)液を密閉容器から取り出して、容積の分かった容器に液体を移し、その重さを測定して、容積で割ることで密度を求める。
この方法では、液体を貯蔵容器から測定用容器に移さなければならないので、手間が掛かるだけでなく、例えば、液化ガスのような低温液体の場合には扱いが非常に困難である。
Conventionally, when measuring the density of a volatile liquid, the following measurement method has been used.
(1) Remove the liquid from the sealed container, transfer the liquid to a container with a known volume, measure its weight, and divide by the volume to obtain the density.
In this method, since the liquid has to be transferred from the storage container to the measuring container, it is not only troublesome but also very difficult to handle in the case of a low-temperature liquid such as a liquefied gas.
(2)特許文献1に記載の方法では、液体の入った密閉容器に、圧力測定用の2本の気体導入管を、それぞれの先端部の浸漬深さを変えて配置し、導入管にエアーパージをしつつ、それぞれの位置での液体圧力を測定する。これにより、圧力差と浸漬深さの差から、密度の式(密度=圧力差/(圧力差の高さ*重力加速度))によって、密度を求めていた。
しかし、この方法も、エアーパージのための装置が必要であり、装置や作業が複雑になり、コストの上昇を招く。また、極低温の液化ガスのように、大気と接するとその性状が変わってしまう液体に関しては、これら従来の方法では、正確に密度を測定することはできなかった。
(2) In the method described in Patent Document 1, two gas introduction pipes for pressure measurement are arranged in a sealed container containing a liquid while changing the immersion depth of each tip, and air is introduced into the introduction pipe. While purging, the liquid pressure at each position is measured. Thereby, the density was calculated | required by the formula of the density (density = pressure difference / (height of pressure difference * gravity acceleration)) from the difference of a pressure difference and immersion depth.
However, this method also requires an apparatus for air purge, which complicates the apparatus and work, and causes an increase in cost. Further, with respect to a liquid whose properties change when it comes into contact with the atmosphere, such as a cryogenic liquefied gas, the density cannot be accurately measured by these conventional methods.
そこで、この発明は、密封容器から液体を取り出すことなく、密封容器内でエアーパージをすることなく、正確な密度を求めることが出来るような、液体密度の測定装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid density measuring apparatus that can obtain an accurate density without taking out a liquid from a sealed container and without performing an air purge in the sealed container. .
前記目的を達成するために、請求項1に記載の液体密度の測定装置は、揮発性の液体を貯留する断熱構造の貯留タンクと、前記貯留タンクの異なる高さ位置に設けた上下2つの導圧管と、前記導圧管の先端部に設置した圧力計もしくは差圧計とを有し、前記2つの導圧管に所定長さの水平部を設け、この水平部において前記液体が気化した気体が滞留するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a liquid density measuring device according to claim 1 includes a storage tank having a heat insulating structure for storing volatile liquid, and two upper and lower guides provided at different height positions of the storage tank. A pressure tube and a pressure gauge or a differential pressure meter installed at the tip of the pressure guiding tube are provided. A horizontal portion having a predetermined length is provided in the two pressure guiding tubes, and the gas obtained by vaporizing the liquid stays in the horizontal portion. It is characterized by doing so.
請求項1に記載の発明においては、先端部に設置した圧力計もしくは差圧計の部分からの入熱によって揮発性液体が気化し、これが水平部に滞留する。従って、圧力計もしくは差圧計に作用する液体の圧力は、気化したガスの量に拘わらず一定となり、簡単な構成と容易な作業で正確な液体密度の測定を行うことができる。 In the first aspect of the present invention, the volatile liquid is vaporized by heat input from the pressure gauge or the differential pressure gauge installed at the tip, and stays in the horizontal part. Therefore, the pressure of the liquid acting on the pressure gauge or the differential pressure gauge is constant regardless of the amount of vaporized gas, and an accurate liquid density can be measured with a simple configuration and an easy operation.
請求項2に記載の液体密度の測定装置は、請求項1に記載の発明において、前記2つの導圧管のそれぞれの少なくとも一部に温度調整手段を設けたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明においては、温度調整手段により導圧管の温度が調整されるので、導圧管から液体への入熱量を制御することができ、水平部に滞留するガス量を安定的に維持することができる。また、圧力計又は差圧計の周囲に安定な測定環境を形成してより精度の高い測定を行わせることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the liquid density measuring device according to the first aspect, wherein a temperature adjusting means is provided in at least a part of each of the two pressure guiding tubes.
In the invention described in claim 2, since the temperature of the pressure guiding tube is adjusted by the temperature adjusting means, the amount of heat input from the pressure guiding tube to the liquid can be controlled, and the amount of gas staying in the horizontal portion can be stably increased. Can be maintained. In addition, it is possible to form a stable measurement environment around the pressure gauge or the differential pressure gauge to perform measurement with higher accuracy.
請求項1及び請求項2に記載の液体密度の測定装置によれば、密封容器から液体を取り出したり、密封容器内でエアーパージをしたりすることなく、簡単な構成と容易な作業で正確な液体密度の測定を行うことができる。 According to the liquid density measuring apparatus according to claim 1 and claim 2, the liquid is not taken out from the sealed container or the air purge is not performed in the sealed container. Liquid density measurements can be made.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図1に示すのは、この発明の第1の実施の形態の液体密度の測定装置であり、例えば、常温で揮発性を有する液体Lを収容する断熱性の密閉容器(貯留タンク)10に付属するものとして構成されている。この貯留タンク10は所定の断熱性を有する素材から、所定高さを有する筒状に形成された圧力容器であり、側面の底部近傍に液体Lの流入配管12が、底部に流出配管14がそれぞれ接続されている。これらの配管12,14は、必要に応じて断熱材16によって被覆され、保温されている。容器の素材や断熱構造については、周知のものを採用しているので説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a liquid density measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is attached to, for example, a heat-insulating sealed container (storage tank) 10 that stores liquid L having volatility at room temperature. It is configured as something to do. The
貯留タンク10の側面には、2つの導圧管18A,18Bが上下に距離Hだけ離間して設けられている。これらの導圧管18A,18Bも、必要に応じて断熱材20によって被覆されて、保温されている。導圧管18A,18Bの内径は、内部で気化したガスの気泡が容易に移動しない程度に小さいことが必要で、例えば10mm以下であることが好ましい。それぞれの導圧管18A,18Bの先端には圧力計22A,22Bが設けられている。圧力計22A,22Bとしては、市販の適宜のものが採用可能であるが、例えば、セラミックの変形に伴う静電容量値の変化を検出するもの、金属製ダイアフラムの変形に伴う抵抗値の変化を検出するもの等が挙げられる。この実施の形態では、圧力計22A,22B自体は特に保温されておらず、従って、常温で動作している。なお、液体Lが腐食性であるような場合には、圧力計22A,22Bの圧力検出部も耐食性を有する構造とする必要がある。
Two pressure guiding pipes 18 </ b> A and 18 </ b> B are provided on the side surface of the
これらの圧力計22A,22Bの出力は、それぞれ差圧測定装置24に入力され、ここで例えば、アナログ値からデジタル値に変換されて差分が算出され、差圧値に変換される。この差圧値出力はさらに密度算出装置26に入力され、下記の算出式によって貯蔵された液体Lの密度に変換される。
ρ=(ΔP/(H×g))
ここで、ΔP=P2−P1、Hは導圧管18A,18Bの高低差、gは重力加速度、P1,P2はそれぞれ圧力計の検出値である。各圧力計22A,22Bで測定される圧力P1,P2は、液体Lのヘッド圧と、その温度における気化圧の和であり、2つの圧力計22A,22Bにおける温度が同じであるとすれば気化圧は相殺されるので、上記の式が成立する。
The outputs of these
ρ = (ΔP / (H × g))
Here, ΔP = P2−P1, H is the height difference between the
このように構成された液体密度の測定装置においては、貯留タンク10内に液化天然ガスや液化プロパンガス等の極低温の揮発性液体Lが注入されると、それぞれの導圧管18A,18Bの先端部は常温に近い温度であるので、これらの気体が気化し、ガスGとなって導圧管18A,18Bの先端側を満たしていく。ここで生成するガスGの量は、先端部側からの入熱量や該当部分の液圧力によって決まるが、過度の入熱が無い状態では、水平な導圧管18A,18B内に滞留する程度でバランスする。外気温度が高い、あるいは露出部が大きい等の理由で、入熱量が多すぎて、気化が激しい場合には、後述のような温度調整手段を設置する。
In the liquid density measuring apparatus configured as described above, when a cryogenic volatile liquid L such as liquefied natural gas or liquefied propane gas is injected into the
ここで、2つの圧力計22A,22Bの検知出力が自動的に差圧測定装置24及び密度算出装置26に出力され、内部の液体Lの密度が定常的に検知される。この時に、上下の導圧管18A,18Bでの入熱量は必ずしも同じではないので、図1に示すように上下の導圧管18A,18BのガスGの量が同じとは限らない。しかしながら、導圧管18A,18Bが水平であるので、導圧管18A,18B内の液面も同じ位置にあり、各圧力計22A,22Bで計測された圧力の差は距離Hに相当する圧力差となる。一方、図1Aに示すような導圧管18X,18Yが傾斜している場合には、気化したガスGの量に応じて液面の位置が変わってしまうので、測定された圧力差は距離Hに対応する圧力差ではなくなってしまい、正確な圧力差が測れない。
Here, the detection outputs of the two
以上のように、この装置によれば液化ガスのような揮発性の液体を、貯留タンク10内に外部から空気を送り込むような作業をすることなしに測定することができ、装置構成も簡単で作業も容易である。また、外部空気を内部液体Lと接触させる必要がないので、液体Lの性質を変化させたり汚染させたりすることもない。
As described above, according to this apparatus, a volatile liquid such as a liquefied gas can be measured without performing an operation of sending air from the outside into the
図3に示すのは、この発明の第3の実施の形態の液体密度の測定装置であり、導圧管18A,18B及び圧力計22A,22Bの温度を制御する温度調整手段28A,28Bを設けており、温度制御装置30の指示によりこれらの部分を所定温度に制御するようにしている。これにより、導圧管18A,18Bにおける液体への入熱量を適正に制御して、気化したガスが導圧管18A,18B内に収まるように調整することができる。もちろん、各部に温度センサを配置してフィードバック制御を行うことが好ましい。温度の制御は一定とは限らず、適当な温度勾配を形成するようにしてもよい。
FIG. 3 shows a liquid density measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention, which includes temperature adjusting means 28A and 28B for controlling the temperatures of the
この実施の形態の液体密度の測定装置においても、2つの圧力計22A,22Bの検知出力が自動的に差圧測定装置24及び密度算出装置26に出力され、内部の液体Lの密度が定常的に検知される。そして、温度調整手段28A,28Bによって2つの圧力計22A,22Bの温度を厳密に制御することができるので、安定した測定が行える。また、導圧管18A,18Bにおける気化圧の過度の上昇を防止して、測定状態を安定化させるとともに、圧力計22A,22Bが過度の低温に曝されることによる破損や故障を防止することができる。
Also in the liquid density measuring device of this embodiment, the detection outputs of the two
図4に示すのは、この発明の第4の実施の形態の液体密度の測定装置である。この実施の形態では、導圧管18A,18Bの先端部を上方に屈曲させ、その上部に圧力計22A,22Bを設置している。先の実施の形態と同様に、導圧管18A,18B及び圧力計22A,22Bの温度を制御する温度調整手段28A,28B及び温度制御装置30を設けており、これらの部分を所定温度に制御するようにしている。
FIG. 4 shows a liquid density measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the tip portions of the
この実施の形態の液体密度の測定装置においては、導圧管18A,18Bの先端部に気化したガスを溜めるガス溜め空間34A,34Bが形成される。従って、低温の貯蔵液体Lと圧力計22A,22Bが直接に接触する状態を抑制し、圧力を低温や腐食から保護することができる。もちろん、この例でも、気化ガス量を制御して、気泡と液体の境界が導圧管18A,18Bの水平部にあるようにする。
In the liquid density measuring apparatus of this embodiment,
10 貯留タンク
12 流入配管
14 流出配管
18A,18B 導圧管
20 断熱材
22A,22B 圧力計
24 差圧測定装置
26 密度算出装置
28A,28B 温度調整手段
30 温度制御装置
32A,32B 第1の温度調整手段
34A,34B ガス溜め空間
36A,36B 第2の温度調整手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記貯留タンクの異なる高さ位置に設けた上下2つの導圧管と、
前記導圧管の先端部に設置した圧力計もしくは差圧計とを有し、
前記2つの導圧管に所定長さの水平部を設け、この水平部において前記液体が気化した気体が滞留するようにしたことを特徴とする液体密度の測定装置。 A storage tank with a heat insulating structure for storing volatile liquid;
Two upper and lower pressure guiding pipes provided at different height positions of the storage tank;
A pressure gauge or a differential pressure gauge installed at the tip of the pressure guiding tube;
An apparatus for measuring a liquid density, wherein the two pressure guiding pipes are provided with a horizontal portion having a predetermined length, and a gas obtained by vaporizing the liquid is retained in the horizontal portion.
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