JP3408341B2 - 流量計測器 - Google Patents

流量計測器

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JP3408341B2 JP29888794A JP29888794A JP3408341B2 JP 3408341 B2 JP3408341 B2 JP 3408341B2 JP 29888794 A JP29888794 A JP 29888794A JP 29888794 A JP29888794 A JP 29888794A JP 3408341 B2 JP3408341 B2 JP 3408341B2
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秀男 加藤
克人 酒井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流速センサを用いて流
量を計測する流量計測器に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計測器と
して、熱式流速センサ等の流速センサを用いたものがあ
る。なお、熱式流速センサは、配管中における熱の移動
が配管中を流れる流体の流速と関係することを利用して
流速を求めるセンサである。
【0003】このような流速センサを用いた従来の流量
計測器は、例えば図5に示すように、配管101によっ
て形成される流路102中に流速センサ103を取り付
け、この流速センサ103によって流体の流速を検出
し、その検出出力から流量を算出するようになってい
る。
【0004】また、図6に示すように、流路102の一
部に絞り部104を設け、この絞り部104に流速セン
サ103を取り付けて、流速を上げて感度を向上させる
ことも行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示したような流量計測器では、流速センサの感度の関係
から、小流量のときに計測精度が悪化するという問題点
があった。これに対処するために、図6に示したように
流路102を絞った場合には、許容圧力損失の関係から
大流量側の計測範囲を広くとることができないという問
題点がある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、流速センサを用いた流量計測器であ
って、小流量域における計測精度を向上できると共に、
計測範囲を広くすることができるようにした流量計測器
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の流量計測
器は、流体を取り入れる入口部と、流体を排出する出口
部と、入口部から出口部の間において、流体が略直進す
るように形成された第1の流路と、入口部から出口部の
間において第1の流路と並行するように形成され、且つ
第1の流路よりも断面積の小さい第2の流路と、第1の
流路と第2の流路との分岐部よりも上流側の流路を形成
する壁および第2の流路を形成する壁に連続する湾曲し
た壁であって、小流量時において流体の流れを第2の流
路へ導く流体誘導用壁と、第2の流路中に設けられ、小
流量域における流速を検出するための小流量用流速セン
サと、入口部から第1の流路を経て出口部へ到る流路中
に設けられ、大流量域における流速を検出するための大
流量用流速センサと、小流量用流速センサおよび大流量
用流速センサの出力に基づいて流量を算出する流量演算
手段とを備えたものである。
【0008】この流量計測器では、小流量時における流
体が壁に沿って流れる性質を有することから、小流量時
には流体は流体誘導用壁に沿って第2の流路に導かれ、
この第2の流路中に設けられた小流量用流速センサによ
って流速が検出される。一方、大流量時には流体は第1
の流路を流れて略直進し、入口部から第1の流路を経て
出口部へ到る流路中に設けられた大流量用流速センサに
よって流速が検出される。そして、流量演算手段によっ
て、小流量用流速センサおよび大流量用流速センサの出
力に基づいて流量が算出される。このように、小流量時
には流体が断面積の小さい第2の流路を流れ、大流量時
には流体が断面積の大きい第1の流路を流れることか
ら、小流量時においても十分な流速を確保できると共
に、大流量時における圧力損失を低減することができ
る。
【0009】請求項2記載の流量計測器は、請求項1記
載の流量計測器において、第1の流路と第2の流路との
分岐部に設けられ、大流量時において流体の流れを流体
誘導用壁から剥離させて第1の流路へ導く流路拡大部を
更に備えたものである。
【0010】この流量計測器では、大流量時には、流路
拡大部によって流体の流れが流体誘導用壁から剥離され
て第1の流路へ導かれる。従って、流量に応じた第1の
流路と第2の流路の切り換えが良好に行われる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0012】図1および図2は本発明の一実施例に係る
流量計測器の構成を示す断面図である。これらの図に示
すように、流量計測器は、ガス等の流体を取り入れる入
口部11と、流体を排出する出口部12とを備えてい
る。入口部11から出口部12の間には、流体が略直進
するように形成された第1の流路としての流路21と、
この流路21と並行するように形成された第2の流路と
しての流路22とが設けられている。流路22は、側方
に膨出するように湾曲した壁23と、この壁23に対応
した側面を有し流路21と流路22とを隔てる隔壁24
とによって形成されている。また、流路22は、流路2
1よりも断面積が小さく形成されている。流路21と流
路22との分岐部20には、この分岐部20よりも上流
側の流路13を形成する一方の側壁14と流路22を形
成する壁23とに連続する湾曲した壁であって、小流量
時において流体の流れを流路22へ導く流体誘導用壁1
5と、分岐部20よりも上流側の流路13を形成する他
方の側壁16に対して直交する壁を有し、大流量時にお
いて流体の流れを流体誘導用壁15から剥離させて流路
21へ導く流路拡大部17とが設けられている。
【0013】流路22中には小流量域における流速を検
出するための小流量用流速センサ31が設けられ、分岐
部20よりも上流側の流路13中には大流量域における
流速を検出するための大流量用流速センサ32が設けら
れている。なお、大流量用流速センサ32を設ける位置
は、入口部11から流路21を経て出口部12へ到る流
路中であれば良く、図3に示すように、流路21と流路
22とが合流した後の流路18中に設けても良いし、図
示しないが流路21中に設けても良い。
【0014】小流量用流速センサ31と大流量用流速セ
ンサ32としては、例えば熱式流速センサが用いられ
る。この熱式流速センサは、発熱部と2つの温度センサ
を有し、2つの温度センサ間の温度差を一定に保つため
に必要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、
一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、2つの温度
センサ間の温度差から流速を求めるものでも良いし、1
つの発熱部を有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求
めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発
熱部の温度(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
【0015】図2は本実施例に係る流量計測器の回路部
分の構成を示すブロック図である。この図に示すよう
に、流量計測器は、小流量用流速センサ31の出力信号
をアナログ−ディジタル(以下、A/Dと記す。)変換
するA/D変換器33と、大流量用流速センサ32の出
力信号をA/D変換するA/D変換器34と、A/D変
換器33とA/D変換器34の各出力を入力し、小流量
用流速センサ31および大流量用流速センサ32の出力
に基づいて流量を算出する流量演算部35と、この流量
演算部35によって算出された流量を表示する表示部3
6とを備えている。流量演算部35は、例えばマイクロ
コンピュータによって構成される。
【0016】流量演算部35は、初めは、小流量用流速
センサ31の出力に基づいて流量を算出し、この流量が
第1の所定値以上に増加すると、大流量用流速センサ3
2の出力に基づいて流量を算出するようにする。流量演
算部35は、また、大流量用流速センサ32の出力に基
づいて流量を算出している状態から、流量が第2の所定
値以下に低下すると、小流量用流速センサ31の出力に
基づいて流量を算出するようにする。なお、第2の所定
値は第1の所定値よりも小さい値である。
【0017】次に、本実施例に係る流量計測器の動作に
ついて説明する。
【0018】小流量時における流体が壁に沿って流れる
性質を有することから、小流量時には、図1において符
号41で示すように、流体の流れは流体誘導用壁15に
沿って流路22に導かれ、この流路22中に設けられた
小流量用流速センサ31によって流速が検出される。一
方、大流量時には、図2または図3において符号42で
示すように、流体の流れは流路拡大部17によって流体
誘導用壁15から剥離されて流路21へ導かれ、流路2
1を流れて略直進し、入口部11から流路21を経て出
口部12へ到る流路中に設けられた大流量用流速センサ
32によって流速が検出される。そして、図4に示した
流量演算部35によって、小流量用流速センサ31およ
び大流量用流速センサ32の出力に基づいて流量が算出
され、算出された流量は表示部36によって表示され
る。
【0019】このように本実施例によれば、小流量時に
は流体が断面積の小さい流路22を流れ、大流量時には
流体が断面積の大きい流路21を流れることから、小流
量時においても十分な流速を確保でき、小流量域におけ
る計測精度を向上できると共に、大流量時における圧力
損失を低減することができ、計測範囲を広くすることが
できる。
【0020】また、本実施例では、流体誘導用壁15と
流路拡大部17によって、流量に応じて流路21と流路
22とが切り換えられるので、切り換え弁等の機械的機
構がなく、構造が簡単で信頼性が高く、製造費用も低く
て済む。
【0021】なお、本発明は、ガス等の気体に限らず、
液体の流量を計測する流量計測器にも適用することがで
きる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の流量
計測器によれば、小流量時には流体が断面積の小さい第
2の流路を流れ、この第2の流路中に設けられた小流量
用流速センサによって流速を検出し、大流量時には流体
が断面積の大きい第1の流路を流れ、入口部から第1の
流路を経て出口部へ到る流路中に設けられた大流量用流
速センサによって流速を検出するようにしたので、小流
量域における計測精度を向上できると共に、計測範囲を
広くすることができるという効果がある。
【0023】また、請求項2記載の流量計測器によれ
ば、大流量時において流体の流れを流体誘導用壁から剥
離させて第1の流路へ導く流路拡大部を設けたので、上
記効果に加え、流量に応じた第1の流路と第2の流路の
切り換えが良好に行われるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る流量計測器における小
流量時の状態を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る流量計測器における大
流量時の状態を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る流量計測器における変
形例を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例に係る流量計測器の回路構成
を示すブロック図である。
【図5】従来の流量計測器の構成の一例を示す断面図で
ある。
【図6】従来の流量計測器の構成の他の例を示す断面図
である。
【符号の説明】
11 入口部 12 出口部 15 流体誘導用壁 17 流路拡大部 21 流路(第1の流路) 22 流路(第2の流路) 31 小流量用流速センサ 32 大流量用流速センサ 35 流量演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−29121(JP,A) 特開 平6−241850(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/00 - 9/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体を取り入れる入口部と、 流体を排出する出口部と、 前記入口部から出口部の間において、流体が略直進する
    ように形成された第1の流路と、 前記入口部から出口部の間において前記第1の流路と並
    行するように形成され、且つ前記第1の流路よりも断面
    積の小さい第2の流路と、 前記第1の流路と第2の流路との分岐部よりも上流側の
    流路を形成する壁および前記第2の流路を形成する壁に
    連続する湾曲した壁であって、小流量時において流体の
    流れを第2の流路へ導く流体誘導用壁と、 前記第2の流路中に設けられ、小流量域における流速を
    検出するための小流量用流速センサと、 前記入口部から第1の流路を経て出口部へ到る流路中に
    設けられ、大流量域における流速を検出するための大流
    量用流速センサと、 前記小流量用流速センサおよび大流量用流速センサの出
    力に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたこ
    とを特徴とする流量計測器。
  2. 【請求項2】 前記第1の流路と第2の流路との分岐部
    に設けられ、大流量時において流体の流れを前記流体誘
    導用壁から剥離させて第1の流路へ導く流路拡大部を更
    に備えたことを特徴とする請求項1記載の流量計測器。
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JP5085889B2 (ja) * 2006-06-06 2012-11-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 発熱抵抗体式流量測定装置
CN114545025A (zh) * 2022-03-18 2022-05-27 南方电网数字电网研究院有限公司 宽量程风速及流量测量方法、装置、计算机设备、介质

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