JP2956872B2 - 微圧変動測定装置 - Google Patents
微圧変動測定装置Info
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- JP2956872B2 JP2956872B2 JP31152693A JP31152693A JP2956872B2 JP 2956872 B2 JP2956872 B2 JP 2956872B2 JP 31152693 A JP31152693 A JP 31152693A JP 31152693 A JP31152693 A JP 31152693A JP 2956872 B2 JP2956872 B2 JP 2956872B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パージ管を用いた液
位、密度測定系（エアーパージ測定システム）における
上記パージ管の閉塞予知システムに関するもので、特に
パージ管により生ずる背圧の定常圧力に重畳した微少圧
力変動の周波数を測定する計測制御系に関するものであ
る。
位、密度測定系（エアーパージ測定システム）における
上記パージ管の閉塞予知システムに関するもので、特に
パージ管により生ずる背圧の定常圧力に重畳した微少圧
力変動の周波数を測定する計測制御系に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液位、或いは密度測定手段と
してパージ管を用いたエアーパージ測定システムが利用
されている。このシステムは、液中に挿入したエアーパ
ージ用のパージ管の上部から一定量の空気を供給し、パ
ージ管先端から気泡を放出させると、この時のパージ管
の背圧は液位レベル、或いは密度に比例するため、パー
ジ管の背圧を測定することにより液位、又は密度を測定
することができるのである。しかし、エアーパージ用の
パージ管の先端部は異物が詰まり易く、そのためパージ
管により生ずる背圧値が不安定となるため、それをもと
にして行われる液位、密度の測定精度が下がり、強いて
は、システム全体の信頼性にも影響を及ぼし兼ねないこ
とになる。
してパージ管を用いたエアーパージ測定システムが利用
されている。このシステムは、液中に挿入したエアーパ
ージ用のパージ管の上部から一定量の空気を供給し、パ
ージ管先端から気泡を放出させると、この時のパージ管
の背圧は液位レベル、或いは密度に比例するため、パー
ジ管の背圧を測定することにより液位、又は密度を測定
することができるのである。しかし、エアーパージ用の
パージ管の先端部は異物が詰まり易く、そのためパージ
管により生ずる背圧値が不安定となるため、それをもと
にして行われる液位、密度の測定精度が下がり、強いて
は、システム全体の信頼性にも影響を及ぼし兼ねないこ
とになる。
【０００３】そこで、図４に示すような測定システムに
より、パージ管の定常圧力に重畳した微少圧力変動の周
波数を圧力センサ（圧力計）で測定し、その変動を観測
することで、上記パージ管の閉塞を事前に検知し、シス
テム全体の信頼性を維持する方法が本願と同一出願人に
より提案されている（特開平４−１９８８２９号）。
より、パージ管の定常圧力に重畳した微少圧力変動の周
波数を圧力センサ（圧力計）で測定し、その変動を観測
することで、上記パージ管の閉塞を事前に検知し、シス
テム全体の信頼性を維持する方法が本願と同一出願人に
より提案されている（特開平４−１９８８２９号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記パ
ージ管により発生する微少圧力変動（例えば、４〜５ｍ
ｍＨ2 Ｏ）に比較して定常圧力（例えば、５００〜１０
０００ｍｍＨ2 Ｏ）が非常に大きい場合には、圧力計の
レンジ設定の関係から微少圧力変動を正確に測定するの
は難しく、その上微少圧力変動分が極めて小さい場合に
は、上記測定システムの圧力計、或いは増幅器等が発生
するノイズ分（ホワイトノイズ）の方が大きくなり、そ
の影響で正確な振幅測定もできなくなるという問題があ
った。又パージ管の液位レベルによって定常圧力が変わ
るので、作業者は、その都度上記圧力計のレンジを再設
定するといった煩わしい操作を強いられていた。
ージ管により発生する微少圧力変動（例えば、４〜５ｍ
ｍＨ2 Ｏ）に比較して定常圧力（例えば、５００〜１０
０００ｍｍＨ2 Ｏ）が非常に大きい場合には、圧力計の
レンジ設定の関係から微少圧力変動を正確に測定するの
は難しく、その上微少圧力変動分が極めて小さい場合に
は、上記測定システムの圧力計、或いは増幅器等が発生
するノイズ分（ホワイトノイズ）の方が大きくなり、そ
の影響で正確な振幅測定もできなくなるという問題があ
った。又パージ管の液位レベルによって定常圧力が変わ
るので、作業者は、その都度上記圧力計のレンジを再設
定するといった煩わしい操作を強いられていた。
【０００５】本発明は、上記欠点を改善し、エアーパー
ジ測定システムに使用されているパージ管の微少圧力変
動周波数を正確、且つ簡単に測定できる微圧変動測定装
置を提供することを目的としている。
ジ測定システムに使用されているパージ管の微少圧力変
動周波数を正確、且つ簡単に測定できる微圧変動測定装
置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】パージ管からの背圧導管
を分岐させた一方の導管を、微差圧トランスデューサの
高圧ポートもしくは、低圧ポートのいずれか一方のポー
トに直接接続し、上記背圧導管を分岐させた他方の導管
を、ニードル弁とバッファタンクを介して上記微差圧ト
ランスデューサの他方のポートに接続した。
を分岐させた一方の導管を、微差圧トランスデューサの
高圧ポートもしくは、低圧ポートのいずれか一方のポー
トに直接接続し、上記背圧導管を分岐させた他方の導管
を、ニードル弁とバッファタンクを介して上記微差圧ト
ランスデューサの他方のポートに接続した。
【０００７】
【０００８】
【作用】パージ管により生ずる背圧を本発明による微圧
変動測定装置に印加すると、分岐させた背圧導管の一方
を直接接続した微差圧トランスデューサの一方のポート
には、定常圧力に微少圧力変動が重畳した未除去の背圧
が印加され、微差圧トランスデューサの他方のポートに
は、ニードル弁とバッファタンクにより、微少圧力変動
が除去された定常圧力が印加される。その結果、微差圧
トランスデューサの出力には、定常圧力が相殺された微
少圧力変動分だけが電気信号として得られることにな
り、これによって微少圧力変動の周波数の正確な測定が
可能になる。
変動測定装置に印加すると、分岐させた背圧導管の一方
を直接接続した微差圧トランスデューサの一方のポート
には、定常圧力に微少圧力変動が重畳した未除去の背圧
が印加され、微差圧トランスデューサの他方のポートに
は、ニードル弁とバッファタンクにより、微少圧力変動
が除去された定常圧力が印加される。その結果、微差圧
トランスデューサの出力には、定常圧力が相殺された微
少圧力変動分だけが電気信号として得られることにな
り、これによって微少圧力変動の周波数の正確な測定が
可能になる。
【０００９】
【実施例】図１に、エアーパージ測定システムにおける
パージ管閉塞予知システムに本発明の微圧変動測定装置
１を適用した例を示す。
パージ管閉塞予知システムに本発明の微圧変動測定装置
１を適用した例を示す。
【００１０】このエアーパージ測定システムは、水槽２
内の液中にパージ管３を挿入し、マスフローコントロー
ラ４により、ほぼ一定量のエアーパージ用空気を液内に
パージすると、パージ管３内には、液位に比例した圧力
（背圧）が発生し、パージ管３の先端からは、パージし
た空気が気泡となって液中に放出される。このパージ管
３に発生する背圧は、液位が一定でも微圧な脈動（例え
ば、数ｍｍＨ2 Ｏ、周波数１Ｈｚ前後）をしており、こ
の脈動は気泡が液中へ放出される周期（バブリング周波
数）に同期している。
内の液中にパージ管３を挿入し、マスフローコントロー
ラ４により、ほぼ一定量のエアーパージ用空気を液内に
パージすると、パージ管３内には、液位に比例した圧力
（背圧）が発生し、パージ管３の先端からは、パージし
た空気が気泡となって液中に放出される。このパージ管
３に発生する背圧は、液位が一定でも微圧な脈動（例え
ば、数ｍｍＨ2 Ｏ、周波数１Ｈｚ前後）をしており、こ
の脈動は気泡が液中へ放出される周期（バブリング周波
数）に同期している。
【００１１】このようにして、上記パージ管３のパージ
により発生した背圧は、背圧導管５により微圧変動測定
装置１に導かれ、ここで分岐させた一方の導管６ａが微
差圧トランスデューサ７の高圧ポートＰH に、他方の導
管６ｂが、ニードル弁８を介してバッファタンク９に接
続され、更にその出口が上記微差圧トランデューサ７の
低圧ポートＰL に接続される。又、微圧変動測定装置１
には、上記微差圧トランスデューサ７の出力信号Ｓ0 観
測用にデジタルオシロスコープ１０が接続されている。
により発生した背圧は、背圧導管５により微圧変動測定
装置１に導かれ、ここで分岐させた一方の導管６ａが微
差圧トランスデューサ７の高圧ポートＰH に、他方の導
管６ｂが、ニードル弁８を介してバッファタンク９に接
続され、更にその出口が上記微差圧トランデューサ７の
低圧ポートＰL に接続される。又、微圧変動測定装置１
には、上記微差圧トランスデューサ７の出力信号Ｓ0 観
測用にデジタルオシロスコープ１０が接続されている。
【００１２】以下に微圧変動測定装置１による背圧の変
動周波数の測定方法について説明する。
動周波数の測定方法について説明する。
【００１３】上述のように、エアーパージ用空気をパー
ジ管３を通して液内にパージすると、その時発生する気
泡の液中への放出により周期Ｔの微圧な脈動が生じ、上
記パージ管３の液位と水槽２内の液体密度によって決ま
る定常圧力Ｐに上記脈動による微少圧力変動Ｐf が重畳
して、背圧（Ｐ＋Ｐf ）が発生する。そして、分岐され
た背圧導管の一方の導管６ａは、定常圧力Ｐに微少圧力
変動Ｐf が重畳した状態（Ｐ＋Ｐf ）の背圧をそのまま
微差圧トランスデューサ７の高圧ポートＰH に印加し、
もう一方の導管６ｂは、ニードル弁８による導管の絞り
操作で背圧中の微少圧力変動Ｐf の応答性を鈍くし、更
にバッファタンク９によりこの変動を完全に除去し、定
常圧力Ｐとして低圧ポートＰL に印加するので、微差圧
トランデューサ７の出力には、定常圧力Ｐを相殺した微
少圧力変動分のみが電気信号Ｓ0として出力されるので
ある。
ジ管３を通して液内にパージすると、その時発生する気
泡の液中への放出により周期Ｔの微圧な脈動が生じ、上
記パージ管３の液位と水槽２内の液体密度によって決ま
る定常圧力Ｐに上記脈動による微少圧力変動Ｐf が重畳
して、背圧（Ｐ＋Ｐf ）が発生する。そして、分岐され
た背圧導管の一方の導管６ａは、定常圧力Ｐに微少圧力
変動Ｐf が重畳した状態（Ｐ＋Ｐf ）の背圧をそのまま
微差圧トランスデューサ７の高圧ポートＰH に印加し、
もう一方の導管６ｂは、ニードル弁８による導管の絞り
操作で背圧中の微少圧力変動Ｐf の応答性を鈍くし、更
にバッファタンク９によりこの変動を完全に除去し、定
常圧力Ｐとして低圧ポートＰL に印加するので、微差圧
トランデューサ７の出力には、定常圧力Ｐを相殺した微
少圧力変動分のみが電気信号Ｓ0として出力されるので
ある。
【００１４】図２は本発明による微圧変動測定装置１の
等価電子回路である。図中、８は抵抗器でニードル弁８
と、９はコンデンサでバッファタンク９と、７は差動増
幅器で微差圧トランデューサ７と、そして差動増幅器７
の＋入力端子と−入力端子は、微差圧トランデューサ７
の高圧ポートＰH と低圧ポートＰL にそれぞれ等価なも
のとして置き換えることができる。又、〜は、回路
各部の信号波形を示したもので、は、直流電圧ＶＰに
周期Ｔ、振幅ＶＰf の信号が重畳した入力信号で、直流
電圧ＶＰは定常圧力Ｐに、振幅ＶＰf は微少圧力変動Ｐ
f に、周期Ｔは気泡の放出により発生した脈動の周期に
それぞれ対応している。したがって、差動増幅器７の＋
入力端子と−入力端子に図示した信号と信号を各々
印加すると両信号の差分が増幅され、に示すように出
力には直流電圧ＶＰが相殺された、周期Ｔ、振幅ＡPfの
微少圧力変動信号Ｓ0 を得ることができる。
等価電子回路である。図中、８は抵抗器でニードル弁８
と、９はコンデンサでバッファタンク９と、７は差動増
幅器で微差圧トランデューサ７と、そして差動増幅器７
の＋入力端子と−入力端子は、微差圧トランデューサ７
の高圧ポートＰH と低圧ポートＰL にそれぞれ等価なも
のとして置き換えることができる。又、〜は、回路
各部の信号波形を示したもので、は、直流電圧ＶＰに
周期Ｔ、振幅ＶＰf の信号が重畳した入力信号で、直流
電圧ＶＰは定常圧力Ｐに、振幅ＶＰf は微少圧力変動Ｐ
f に、周期Ｔは気泡の放出により発生した脈動の周期に
それぞれ対応している。したがって、差動増幅器７の＋
入力端子と−入力端子に図示した信号と信号を各々
印加すると両信号の差分が増幅され、に示すように出
力には直流電圧ＶＰが相殺された、周期Ｔ、振幅ＡPfの
微少圧力変動信号Ｓ0 を得ることができる。
【００１５】又、図３は、マスフローコントローラ４に
よりエアーパージ用空気の流量（Ｑ）を変化させ、その
時のバブリング周波数の変化を微差圧トランスデューサ
７の出力信号Ｓ0 によりデジタルオシロスコープ１１で
観測した波形の例である。
よりエアーパージ用空気の流量（Ｑ）を変化させ、その
時のバブリング周波数の変化を微差圧トランスデューサ
７の出力信号Ｓ0 によりデジタルオシロスコープ１１で
観測した波形の例である。
【００１６】図中、（１）はＱ＝３Ｎｌ／ｈ、（２）は
Ｑ＝１６Ｎｌ／ｈの場合の出力波形である。これらの波
形から明らかなように、エアーパージ用空気の流量
（Ｑ）を大きくしてバブリング周波数を高くしても、微
圧な脈動を正確に再生できる応答性を有しており、更に
ホワイトノイズを軽減し、信号分だけを増幅してＳＮ比
の良い出力信号Ｓ0 を発生していることがわかる。
Ｑ＝１６Ｎｌ／ｈの場合の出力波形である。これらの波
形から明らかなように、エアーパージ用空気の流量
（Ｑ）を大きくしてバブリング周波数を高くしても、微
圧な脈動を正確に再生できる応答性を有しており、更に
ホワイトノイズを軽減し、信号分だけを増幅してＳＮ比
の良い出力信号Ｓ0 を発生していることがわかる。
【００１７】したがって上述のように、本発明による微
圧変動測定装置１は、広範囲にわたるバブリング周波数
にも応答し微圧な脈動を正確に再生できるので、上記装
置をエアーパージ測定システムに適用すればパージ管の
閉塞によるバブリング周波数の変動も正確に検知し、信
頼性の高いパージ管の閉塞予知システムを実現すること
ができる。
圧変動測定装置１は、広範囲にわたるバブリング周波数
にも応答し微圧な脈動を正確に再生できるので、上記装
置をエアーパージ測定システムに適用すればパージ管の
閉塞によるバブリング周波数の変動も正確に検知し、信
頼性の高いパージ管の閉塞予知システムを実現すること
ができる。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、パージ管からの背圧を
ニードル弁とバッファタンクの組み合わせによって、背
圧に重畳している微少圧力変動を完全に除去すること
で、微少圧力変動の周波数測定に微差圧トランスデュー
サを使用できるようにしたので、その結果として広範囲
なバブリング周波数にも応答したＳＮ比の良い微少圧力
変動波形が得られ、精度の良い微圧変動測定装置を実現
することができる。
ニードル弁とバッファタンクの組み合わせによって、背
圧に重畳している微少圧力変動を完全に除去すること
で、微少圧力変動の周波数測定に微差圧トランスデュー
サを使用できるようにしたので、その結果として広範囲
なバブリング周波数にも応答したＳＮ比の良い微少圧力
変動波形が得られ、精度の良い微圧変動測定装置を実現
することができる。
【００２０】又、微差圧トランスデューサの出力には、
定常圧力を相殺した微少圧力変動分のみが電気信号とし
て得られるので、従来のようにパージ管の液位レベルの
変動に対して、作業者がその都度圧力計のレンジを変更
するといった面倒な操作が不要となり、操作性も一段と
改善される。
定常圧力を相殺した微少圧力変動分のみが電気信号とし
て得られるので、従来のようにパージ管の液位レベルの
変動に対して、作業者がその都度圧力計のレンジを変更
するといった面倒な操作が不要となり、操作性も一段と
改善される。
【００２１】したがって、本発明による微圧変動測定装
置をエアーパージ測定システムに適用することにより、
高性能で、且つ信頼性の高いパージ管の閉塞予知システ
ムを提供することが可能となる。
置をエアーパージ測定システムに適用することにより、
高性能で、且つ信頼性の高いパージ管の閉塞予知システ
ムを提供することが可能となる。
【図１】本発明による微圧変動測定装置をエアーパージ
測定システムに適用したパージ管閉塞予知システムのブ
ロック図を示す。
測定システムに適用したパージ管閉塞予知システムのブ
ロック図を示す。
【図２】微圧変動測定装置の等価電子回路図を示す。
【図３】微圧変動測定装置の出力波形を示す。
【図４】定常圧力上に重畳した微少圧力変動の周波数を
測定するための従来のシステムのブロック図を示す。
測定するための従来のシステムのブロック図を示す。
１ 微圧変動測定装置 ３ パージ管 ６ａ、６ｂ 背圧導管 ７ 微差圧トランスデューサ ８ ニードル弁 ９ バッファタンク １１ 電磁弁 ＰH 高圧ポート ＰL 低圧ポート Ｐ 定常圧力 Ｐf 微少圧力変動
Claims (1)
- 【請求項１】 エアーパージ用のパージ管（３）の背
圧として生ずる定常圧力（Ｐ）に重畳した微少圧力変動
（Ｐf ）の周波数測定装置において、上記パージ管
（３）からの背圧導管を分岐させた一方の導管（６ａ）
を微差圧トランスデューサ（７）の高圧ポート（ＰH
）、もしくは低圧ポート（ＰL ）のいずれか一方のポ
ートに直接接続し、上記背圧導管を分岐させた他方の導
管（６ｂ）をニードル弁（８）及びバッファタンク
（９）を介して上記微差圧トランスデューサ（７）の他
方のポートに接続したことを特徴とする微圧変動測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31152693A JP2956872B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 微圧変動測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31152693A JP2956872B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 微圧変動測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159261A JPH07159261A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2956872B2 true JP2956872B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=18018303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31152693A Expired - Fee Related JP2956872B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 微圧変動測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956872B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31152693A patent/JP2956872B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159261A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |