JP3455634B2 - 開放管路および閉鎖管路における媒体の相成分の検出方法および検出装置 - Google Patents
開放管路および閉鎖管路における媒体の相成分の検出方法および検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気誘導型通流容
積測定装置の駆動方法であって、該磁気誘導型通流容積
測定装置は、全体として実質的に管路の全高にわたって
延在する第１のコンデンサ板群と、該第１のコンデンサ
板群から管路の垂線により分離されており、かつ同様に
全体として実質的に管路の全高にわたって延在する第２
のコンデンサ板群と、制御評価装置とを有し、前記第１
のコンデンサ板群は少なくとも３つのコンデンサ板を有
し、前記第２のコンデンサ板群は少なくとも１つのコン
デンサ板を有する形式の磁気誘導型通流容積測定装置の
駆動方法に関する。
積測定装置の駆動方法であって、該磁気誘導型通流容積
測定装置は、全体として実質的に管路の全高にわたって
延在する第１のコンデンサ板群と、該第１のコンデンサ
板群から管路の垂線により分離されており、かつ同様に
全体として実質的に管路の全高にわたって延在する第２
のコンデンサ板群と、制御評価装置とを有し、前記第１
のコンデンサ板群は少なくとも３つのコンデンサ板を有
し、前記第２のコンデンサ板群は少なくとも１つのコン
デンサ板を有する形式の磁気誘導型通流容積測定装置の
駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような方法は、ＥＰ−Ａ−０５１４
９６４から公知である。この公知の方法では、１つの管
路の回りに有利には１０のコンデンサ板が配置され、こ
れらコンデンサ板が制御評価回路によって、管路内に周
回する電界が形成されるように制御される。公知の方法
では、電界が偶数回周回した後に、管路内に存在する媒
体を含めた平均容量が検出される。媒体の電気特性を知
ることにより、この容量から媒体の液相および気相成分
を計算することができる。この公知の方法ではすでに説
明したように、媒体の液相および気相成分を検出するた
めには電気特性、特に誘電率εと導電率σが既知でなけ
ればならない。したがって媒体が均質でないときにはそ
の電気特性が常時変化し、しかも媒体の電気特性は温度
（通常は一定でない）にも依存するため問題となる。
９６４から公知である。この公知の方法では、１つの管
路の回りに有利には１０のコンデンサ板が配置され、こ
れらコンデンサ板が制御評価回路によって、管路内に周
回する電界が形成されるように制御される。公知の方法
では、電界が偶数回周回した後に、管路内に存在する媒
体を含めた平均容量が検出される。媒体の電気特性を知
ることにより、この容量から媒体の液相および気相成分
を計算することができる。この公知の方法ではすでに説
明したように、媒体の液相および気相成分を検出するた
めには電気特性、特に誘電率εと導電率σが既知でなけ
ればならない。したがって媒体が均質でないときにはそ
の電気特性が常時変化し、しかも媒体の電気特性は温度
（通常は一定でない）にも依存するため問題となる。
【０００３】ＥＰ−Ａ−０５４７７５１には、開放管路
および閉鎖管路内の媒体の相成分を検出するための方法
が開示されている。この公知の方法では、相成分が、通
過容積測定のための磁気誘導方式と同じように、管路に
対して垂直の磁界と、管路の側面に配置された水平の電
極を介して検出される。この公知の方法では、本発明の
出発点となった公知技術と同じように、媒体の電気特性
が相成分の検出のために既知でなければならない点が問
題である。さらにこの公知の方法には、媒体が管路を通
流せず、管路に留まる場合には相成分を全く検出するこ
とができないという欠点がある。
および閉鎖管路内の媒体の相成分を検出するための方法
が開示されている。この公知の方法では、相成分が、通
過容積測定のための磁気誘導方式と同じように、管路に
対して垂直の磁界と、管路の側面に配置された水平の電
極を介して検出される。この公知の方法では、本発明の
出発点となった公知技術と同じように、媒体の電気特性
が相成分の検出のために既知でなければならない点が問
題である。さらにこの公知の方法には、媒体が管路を通
流せず、管路に留まる場合には相成分を全く検出するこ
とができないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、媒体
の電気特性が未知であり、また媒体が管路内に静止して
いても媒体の相成分を検出することのできる、磁気誘導
型通流容積測定装置の駆動方法を提供することである。
の電気特性が未知であり、また媒体が管路内に静止して
いても媒体の相成分を検出することのできる、磁気誘導
型通流容積測定装置の駆動方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明により
冒頭に述べた方法において、前記制御評価回路によっ
て、第１のコンデンサ板群の少なくとも１つのコンデン
サ板と第２のコンデンサ板群のコンデンサ板との間に交
流電圧が印加され、該制御評価回路によって、第１のコ
ンデンサ板群の個々のコンデンサ板と、第２のコンデン
サ板群の少なくとも１つのコンデンサ板との間の電流を
順次記録し、前記制御評価回路によって、媒体の表面レ
ベルに達する第１コンデンサ板群のうちの最高部のコン
デンサ板の電流を、第１コンデンサ板群のそれより低い
ところにあるコンデンサ板の電流、または第１コンデン
サ板群のそれより低いところにある複数のコンデンサ板
の電流の和に基づいて正規化し、制御評価回路によっ
て、媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ板群のう
ちの最高部のコンデンサ板の正規化電流を、媒体の表面
レベルと、媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ板
群のうちの最高部のコンデンサ板との相対位置に対する
尺度として評価するように構成して解決される。
冒頭に述べた方法において、前記制御評価回路によっ
て、第１のコンデンサ板群の少なくとも１つのコンデン
サ板と第２のコンデンサ板群のコンデンサ板との間に交
流電圧が印加され、該制御評価回路によって、第１のコ
ンデンサ板群の個々のコンデンサ板と、第２のコンデン
サ板群の少なくとも１つのコンデンサ板との間の電流を
順次記録し、前記制御評価回路によって、媒体の表面レ
ベルに達する第１コンデンサ板群のうちの最高部のコン
デンサ板の電流を、第１コンデンサ板群のそれより低い
ところにあるコンデンサ板の電流、または第１コンデン
サ板群のそれより低いところにある複数のコンデンサ板
の電流の和に基づいて正規化し、制御評価回路によっ
て、媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ板群のう
ちの最高部のコンデンサ板の正規化電流を、媒体の表面
レベルと、媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ板
群のうちの最高部のコンデンサ板との相対位置に対する
尺度として評価するように構成して解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明により、管路内の媒体の相
成分を、電気特性の影響を除去する正規化に基づき、誘
電率εおよび導電率σ等の媒体の電気特性に依存せずに
検出することができる。本発明の方法は、その間に媒体
の存在する２つのコンデンサ板間の容量検出に基づくも
のであるから、媒体の速度に依存しないで管路内の媒体
の相成分に対する測定値を得ることができる。
成分を、電気特性の影響を除去する正規化に基づき、誘
電率εおよび導電率σ等の媒体の電気特性に依存せずに
検出することができる。本発明の方法は、その間に媒体
の存在する２つのコンデンサ板間の容量検出に基づくも
のであるから、媒体の速度に依存しないで管路内の媒体
の相成分に対する測定値を得ることができる。
【０００７】本発明の方法の第１の有利な構成では、媒
体の表面レベルに達する第１コンデンサ板群の最高部の
コンデンサ板の電流を、第１コンデンサ群の低いところ
にあるコンデンサ板の電流の和に基づいて正規化する。
第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデンサ板の
電流の和は、例えば媒体の表面レベルに達する最高部の
コンデンサ板のすぐ下にある、第１コンデンサ板群のコ
ンデンサ板の電流よりも大きな絶対値を有するから、正
規化に起因する相成分測定結果の測定誤差は小さい。
体の表面レベルに達する第１コンデンサ板群の最高部の
コンデンサ板の電流を、第１コンデンサ群の低いところ
にあるコンデンサ板の電流の和に基づいて正規化する。
第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデンサ板の
電流の和は、例えば媒体の表面レベルに達する最高部の
コンデンサ板のすぐ下にある、第１コンデンサ板群のコ
ンデンサ板の電流よりも大きな絶対値を有するから、正
規化に起因する相成分測定結果の測定誤差は小さい。
【０００８】本発明の方法は次のように構成すると有利
である。すなわち、制御評価装置により、第１コンデン
サ板群の最下部のコンデンサ板から始めて、第１コンデ
ンサ板群のコンデンサ板のすべての電流を順次記録する
のである。これにより、本発明の方法の測定精度がさら
に向上する。前節に記載した正規化はこの場合、第１コ
ンデンサ板群の最下部のコンデンサ板から始まる順序
で、第１コンデンサ板群のコンデンサ板の電流に対する
ただ１つの測定値に基づいて行うことができる。個々に
記録された測定値を合計するのとは異なりこのことは、
第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデンサ板の
電流の和に対する測定精度の点で有利である。
である。すなわち、制御評価装置により、第１コンデン
サ板群の最下部のコンデンサ板から始めて、第１コンデ
ンサ板群のコンデンサ板のすべての電流を順次記録する
のである。これにより、本発明の方法の測定精度がさら
に向上する。前節に記載した正規化はこの場合、第１コ
ンデンサ板群の最下部のコンデンサ板から始まる順序
で、第１コンデンサ板群のコンデンサ板の電流に対する
ただ１つの測定値に基づいて行うことができる。個々に
記録された測定値を合計するのとは異なりこのことは、
第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデンサ板の
電流の和に対する測定精度の点で有利である。
【０００９】媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ
板群の最高部のコンデンサ板の正規化電流を量的に評価
することを保証するため、本発明の方法では、第１コン
デンサ板群の各コンデンサ板に対する較正過程で、媒体
の表面レベルがコンデンサ板の上縁部にあるときに正規
化電流を記録するようにする。
板群の最高部のコンデンサ板の正規化電流を量的に評価
することを保証するため、本発明の方法では、第１コン
デンサ板群の各コンデンサ板に対する較正過程で、媒体
の表面レベルがコンデンサ板の上縁部にあるときに正規
化電流を記録するようにする。
【００１０】第１コンデンサ板群の１つのコンデンサ板
が媒体表面レベルの下縁部にちょうど達している場合に
対しては、媒体の専ら気相により影響を受ける容量を無
視して、コンデンサ板の正規化電流がこの場合はゼロで
あると仮定するか、または測定精度を高めるという観点
からは、第１コンデンサ板群の各コンデンサ板に対する
較正過程で、媒体の表面レベルがコンデンサ板の下縁部
にあるときにそれぞれ正規化電流を記録するように本発
明を構成する。この場合は、実質的に媒体の気相によっ
て定められる、第１コンデンサ板群のそれぞれのコンデ
ンサ板と第２コンデンサ板群のコンデンサ板との間の容
量が考慮され、これにより測定精度が向上する。
が媒体表面レベルの下縁部にちょうど達している場合に
対しては、媒体の専ら気相により影響を受ける容量を無
視して、コンデンサ板の正規化電流がこの場合はゼロで
あると仮定するか、または測定精度を高めるという観点
からは、第１コンデンサ板群の各コンデンサ板に対する
較正過程で、媒体の表面レベルがコンデンサ板の下縁部
にあるときにそれぞれ正規化電流を記録するように本発
明を構成する。この場合は、実質的に媒体の気相によっ
て定められる、第１コンデンサ板群のそれぞれのコンデ
ンサ板と第２コンデンサ板群のコンデンサ板との間の容
量が考慮され、これにより測定精度が向上する。
【００１１】媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ
板群の最高部のコンデンサの正規化電流の評価を簡単に
するため、制御評価回路によって正規化電流が第１コン
デンサ板群の各コンデンサ板に対して、下縁部の媒体の
表面レベルと上縁部の媒体の表面レベルとの間で、媒体
の高さのそれぞれのコンデンサ板に、それぞれのコンデ
ンサ板に対して相対的に線形に割り当てられるようにす
る。
板群の最高部のコンデンサの正規化電流の評価を簡単に
するため、制御評価回路によって正規化電流が第１コン
デンサ板群の各コンデンサ板に対して、下縁部の媒体の
表面レベルと上縁部の媒体の表面レベルとの間で、媒体
の高さのそれぞれのコンデンサ板に、それぞれのコンデ
ンサ板に対して相対的に線形に割り当てられるようにす
る。
【００１２】第２コンデンサ板群も複数のコンデンサ板
からなるなら、本発明の方法を次のようにして簡単にす
ることができる。すなわち、電流の記録を第２コンデン
サ板群のコンデンサ板が統合接続されたときに制御評価
回路によって行うのである。
からなるなら、本発明の方法を次のようにして簡単にす
ることができる。すなわち、電流の記録を第２コンデン
サ板群のコンデンサ板が統合接続されたときに制御評価
回路によって行うのである。
【００１３】前記の手段に対して択一的に本発明の方法
を次のように構成することができる。すなわち、電流の
記録を制御評価回路によって、第１コンデンサ板群のコ
ンデンサ板に相応して第２コンデンサ板群のコンデンサ
板が接続されたときに行うのである。この手段によって
実質的に第１コンデンサ板群と第２コンデンサ板群の対
向するコンデンサ板間にある媒体だけが電流に影響を及
ぼすようになる。
を次のように構成することができる。すなわち、電流の
記録を制御評価回路によって、第１コンデンサ板群のコ
ンデンサ板に相応して第２コンデンサ板群のコンデンサ
板が接続されたときに行うのである。この手段によって
実質的に第１コンデンサ板群と第２コンデンサ板群の対
向するコンデンサ板間にある媒体だけが電流に影響を及
ぼすようになる。
【００１４】本発明の特に有利な構成では、媒体の表面
レベルが非常に低い場合には通流容積が直接、媒体の表
面レベルの高さから検出される。媒体の表面レベルが非
常に低いことは、媒体の流速が実質的に管路の壁の表面
研磨度と、測定値記録機の傾斜とによって定められるよ
うな表面レベルを意味する。このように表面レベルが非
常に低い場合には公知の通流容積測定方法は規則的に機
能しない。ここでは本発明の方法が助けとなる。
レベルが非常に低い場合には通流容積が直接、媒体の表
面レベルの高さから検出される。媒体の表面レベルが非
常に低いことは、媒体の流速が実質的に管路の壁の表面
研磨度と、測定値記録機の傾斜とによって定められるよ
うな表面レベルを意味する。このように表面レベルが非
常に低い場合には公知の通流容積測定方法は規則的に機
能しない。ここでは本発明の方法が助けとなる。
【００１５】さらに本発明の方法の別の構成では、制御
評価回路により媒体の導電率および／または誘電率が検
出される。媒体の導電率および／または誘電率を検出す
る手段は、これまでの相成分測定を次のように補充す
る。すなわち、導電率ないし誘電率から、媒体の組成を
知っていれば、例えば液相における媒体の密度を導出す
ることができる。
評価回路により媒体の導電率および／または誘電率が検
出される。媒体の導電率および／または誘電率を検出す
る手段は、これまでの相成分測定を次のように補充す
る。すなわち、導電率ないし誘電率から、媒体の組成を
知っていれば、例えば液相における媒体の密度を導出す
ることができる。
【００１６】本発明の方法と並んで、本発明の方法を実
現するためには、本発明の方法を実施するための装置の
有利な構成が重要である。この装置は少なくとも３つの
コンデンサ板と制御評価回路を有し、コンデンサ板は実
質的に管路の全高にわたって延在する。この装置はＥＰ
−Ａ−０５１４９６４から公知である。本発明の方法を
実施するために特に有利には次のように構成される。す
なわち、少なくとも２つの、有利には４つのコンデンサ
板が第１コンデンサ板群を形成し、少なくとも１つのコ
ンデンサ板が第２コンデンサ板群を形成し、第１コンデ
ンサ板群と第２コンデンサ板群とは管路の垂線により相
互に分離されているように構成される。公知の装置のこ
の構成により、第１の本発明の方法の実現が可能であ
る。
現するためには、本発明の方法を実施するための装置の
有利な構成が重要である。この装置は少なくとも３つの
コンデンサ板と制御評価回路を有し、コンデンサ板は実
質的に管路の全高にわたって延在する。この装置はＥＰ
−Ａ−０５１４９６４から公知である。本発明の方法を
実施するために特に有利には次のように構成される。す
なわち、少なくとも２つの、有利には４つのコンデンサ
板が第１コンデンサ板群を形成し、少なくとも１つのコ
ンデンサ板が第２コンデンサ板群を形成し、第１コンデ
ンサ板群と第２コンデンサ板群とは管路の垂線により相
互に分離されているように構成される。公知の装置のこ
の構成により、第１の本発明の方法の実現が可能であ
る。
【００１７】本発明の方法を実施するためには、第１コ
ンデンサ板群は少なくともコンデンサ板を必要とし、こ
のコンデンサ板は少なくとも媒体の表面レベルに達して
いるから、装置は有利には次のように構成される。すな
わち、第１コンデンサ板群の最下部コンデンサ板が、第
１コンデンサ板群のそれぞれ他のコンデンサ板より比較
的低い高さを有するように構成される。この手段によっ
て、第１コンデンサ板群の最下部コンデンサ板が媒体の
表面レベルが低い場合でも媒体の表面レベルの下側に存
在することが保証される。したがって、第１コンデンサ
板群のそのうえにあるコンデンサ板の電流の正規化が確
実となる。
ンデンサ板群は少なくともコンデンサ板を必要とし、こ
のコンデンサ板は少なくとも媒体の表面レベルに達して
いるから、装置は有利には次のように構成される。すな
わち、第１コンデンサ板群の最下部コンデンサ板が、第
１コンデンサ板群のそれぞれ他のコンデンサ板より比較
的低い高さを有するように構成される。この手段によっ
て、第１コンデンサ板群の最下部コンデンサ板が媒体の
表面レベルが低い場合でも媒体の表面レベルの下側に存
在することが保証される。したがって、第１コンデンサ
板群のそのうえにあるコンデンサ板の電流の正規化が確
実となる。
【００１８】本発明の方法は、前に述べたように、正規
化電流を第１コンデンサ板群の各コンデンサ板ごとに、
それぞれのコンデンサ板の下縁部における媒体の表面レ
ベルと上縁部における媒体の表面レベルとの間で、媒体
の高さに対してそれぞれのコンデンサ板に相対的に、線
形に割り当てることにより簡単になる。この手段によっ
て測定誤差が上昇しないようにするため、本発明の方法
を実施するための装置は有利には、コンデンサ板の幅が
管路の高さに依存して、それぞれの高さにおいて管路の
幅に比例するように構成される。この手段によって、コ
ンデンサ板に割り当てられた電流が媒体の表面レベルの
高さに比例するようになる。
化電流を第１コンデンサ板群の各コンデンサ板ごとに、
それぞれのコンデンサ板の下縁部における媒体の表面レ
ベルと上縁部における媒体の表面レベルとの間で、媒体
の高さに対してそれぞれのコンデンサ板に相対的に、線
形に割り当てることにより簡単になる。この手段によっ
て測定誤差が上昇しないようにするため、本発明の方法
を実施するための装置は有利には、コンデンサ板の幅が
管路の高さに依存して、それぞれの高さにおいて管路の
幅に比例するように構成される。この手段によって、コ
ンデンサ板に割り当てられた電流が媒体の表面レベルの
高さに比例するようになる。
【００１９】コンデンサ板を、場合により化学的に侵襲
性の媒体から保護するため、本発明の方法を実施するた
めの装置は有利には、コンデンサ板が少なくとも実質的
に管路の絶縁内装材に埋め込まれるように構成される。
このような内装材は通常管路内にいずれにしろ設けられ
ており、テフロン、ＰＦＡ、ポリウレタン、ゴム等から
なる。
性の媒体から保護するため、本発明の方法を実施するた
めの装置は有利には、コンデンサ板が少なくとも実質的
に管路の絶縁内装材に埋め込まれるように構成される。
このような内装材は通常管路内にいずれにしろ設けられ
ており、テフロン、ＰＦＡ、ポリウレタン、ゴム等から
なる。
【００２０】本発明の方法を実施するための装置を通流
容積を測定するための磁気誘導法と関連して使用する場
合には、媒体と接触している第１および第２コンデンサ
板群のそれぞれ１つのコンデンサ板を磁気誘導型通流容
積測定装置の電極として用いると有利である。この手段
によって、別の電極を磁気誘導型通流容積測定装置の構
成部材として管路内に埋め込み必要がなくなる。
容積を測定するための磁気誘導法と関連して使用する場
合には、媒体と接触している第１および第２コンデンサ
板群のそれぞれ１つのコンデンサ板を磁気誘導型通流容
積測定装置の電極として用いると有利である。この手段
によって、別の電極を磁気誘導型通流容積測定装置の構
成部材として管路内に埋め込み必要がなくなる。
【００２１】少なくとも２つの、有利には４つのコンデ
ンサ板が第２コンデンサ板群を形成するように構成すれ
ば、本発明の方法を、第１と第２コンデンサ板群を入れ
替えて実施することができる。このことは、管路内の媒
体の相成分に対して２つの測定結果が得られるから、本
発明の方法をコンデンサ板群を入れ替えて順次実施すれ
ば測定精度が向上する。コンデンサ板群間の分離線が管
路の垂線に正確に配向されていない場合でも、コンデン
サ板群を入れ替えることにより測定精度が向上する。
ンサ板が第２コンデンサ板群を形成するように構成すれ
ば、本発明の方法を、第１と第２コンデンサ板群を入れ
替えて実施することができる。このことは、管路内の媒
体の相成分に対して２つの測定結果が得られるから、本
発明の方法をコンデンサ板群を入れ替えて順次実施すれ
ば測定精度が向上する。コンデンサ板群間の分離線が管
路の垂線に正確に配向されていない場合でも、コンデン
サ板群を入れ替えることにより測定精度が向上する。
【００２２】コンデンサ板群を入れ替える場合の本発明
の方法の簡単化は、電流の記録を制御評価回路によっ
て、第１コンデンサ板群のコンデンサ板に相応に第２コ
ンデンサ板群のコンデンサ板が接続される前記手段の観
点から、次にように達成される。すなわち本発明を実施
するための装置において、第１および第２コンデンサ板
群が管路の垂線に対して相対的に対称であるように構成
するのである。
の方法の簡単化は、電流の記録を制御評価回路によっ
て、第１コンデンサ板群のコンデンサ板に相応に第２コ
ンデンサ板群のコンデンサ板が接続される前記手段の観
点から、次にように達成される。すなわち本発明を実施
するための装置において、第１および第２コンデンサ板
群が管路の垂線に対して相対的に対称であるように構成
するのである。
【００２３】本発明による、磁気誘導型通流容積測定装
置の駆動方法および本発明の方法を実施するための装置
はとくに、通流容積を測定するための方法ないし装置と
関連して使用するのに適する。磁気誘導型通流容積測定
装置または超音波通流容積測定装置のような公知の通流
容積測定装置は、通流する媒体の速度だけを測定するか
ら、通流容積を検出するためのこの方法では、液相の相
成分を検出するためには、一部だけが通流媒体の液相に
よって満たされた管路が必要である。
置の駆動方法および本発明の方法を実施するための装置
はとくに、通流容積を測定するための方法ないし装置と
関連して使用するのに適する。磁気誘導型通流容積測定
装置または超音波通流容積測定装置のような公知の通流
容積測定装置は、通流する媒体の速度だけを測定するか
ら、通流容積を検出するためのこの方法では、液相の相
成分を検出するためには、一部だけが通流媒体の液相に
よって満たされた管路が必要である。
【００２４】
【実施例】図１には、閉鎖された管路内を通流する媒体
の相成分を検出するための本発明の方法を実施するため
の装置の第１実施例が示されている。図１に示された装
置の第１実施例では４つのコンデンサ板２、３、４、５
が設けられており、これらコンデンサ板は全体で実質的
に管路１の全高にわたって延在している。図１にはさら
に制御評価回路６が示されている。この制御評価回路は
本発明の方法の経過を定める。
の相成分を検出するための本発明の方法を実施するため
の装置の第１実施例が示されている。図１に示された装
置の第１実施例では４つのコンデンサ板２、３、４、５
が設けられており、これらコンデンサ板は全体で実質的
に管路１の全高にわたって延在している。図１にはさら
に制御評価回路６が示されている。この制御評価回路は
本発明の方法の経過を定める。
【００２５】図１に示されたコンデンサ板２、３はコン
デンサ板群７を形成し、コンデンサ板４、５は第２コン
デンサ板群８を形成する。図１には、第１コンデンサ板
群７と第２コンデンサ板群とが一点鎖線で示された、管
路１の垂線により分離されていることが示されている。
デンサ板群７を形成し、コンデンサ板４、５は第２コン
デンサ板群８を形成する。図１には、第１コンデンサ板
群７と第２コンデンサ板群とが一点鎖線で示された、管
路１の垂線により分離されていることが示されている。
【００２６】図１に示された最下部のコンデンサ板２、
４は、相応するコンデンサ板群７、８のそれぞれ２つの
コンデンサ板３、５よりも短く全高を覆っている。図１
に示された管路１は円形状の横断面を有するから、コン
デンサ板２、３、４、５の幅はそれぞれ、管路１の水平
方向から管路１の底部方向および管部１の天井方向に向
かってそれぞれ減少する。これによって、コンデンサ板
２、３、４、５の幅は管路１の高さに依存して、それぞ
れの高さにおいて管路１の幅に常に比例する。
４は、相応するコンデンサ板群７、８のそれぞれ２つの
コンデンサ板３、５よりも短く全高を覆っている。図１
に示された管路１は円形状の横断面を有するから、コン
デンサ板２、３、４、５の幅はそれぞれ、管路１の水平
方向から管路１の底部方向および管部１の天井方向に向
かってそれぞれ減少する。これによって、コンデンサ板
２、３、４、５の幅は管路１の高さに依存して、それぞ
れの高さにおいて管路１の幅に常に比例する。
【００２７】図１に示された本発明の装置は、通流容積
を検出するための装置と組み合わされるものではないか
ら、この場合は図示されていないが、コンデンサ板２、
３、４、５を管路１の絶縁内装材に埋め込むと有利であ
る。
を検出するための装置と組み合わされるものではないか
ら、この場合は図示されていないが、コンデンサ板２、
３、４、５を管路１の絶縁内装材に埋め込むと有利であ
る。
【００２８】図１に示された本発明の装置の第１実施例
では、第１コンデンサ板群７と第２コンデンサ板群８と
が管路１の垂線に対して相対的に対称に構成されてい
る。
では、第１コンデンサ板群７と第２コンデンサ板群８と
が管路１の垂線に対して相対的に対称に構成されてい
る。
【００２９】以下説明で、図１に示された本発明の装置
の実施例と相応する機能を有する構成部材については同
じ参照符号を用いる。
の実施例と相応する機能を有する構成部材については同
じ参照符号を用いる。
【００３０】図２に示された第２の実施例は、図１の第
１の実施例と次の点で異なる。すなわち図２では、４つ
のコンデンサ板９、１０、１１、１２が第１コンデンサ
板群７を形成し、一方第２のコンデンサ板群８は１つの
コンデンサ板１３のみからなるのである。
１の実施例と次の点で異なる。すなわち図２では、４つ
のコンデンサ板９、１０、１１、１２が第１コンデンサ
板群７を形成し、一方第２のコンデンサ板群８は１つの
コンデンサ板１３のみからなるのである。
【００３１】図３に示された第３の実施例では、前の実
施例とは異なり、管路１４が開放管路であり、それぞれ
４つのコンデンサ板１５、１６、１７、１８が第１コン
デンサ板群７を形成し、４つの別のコンデンサ板１９、
２０、２１、２２が第２コンデンサ板群８を形成する。
図３に示された第３の実施例では、管路１４の幅が管路
１４の高さに依存しないから、コンデンサ板１５、１
６、１７、１８、１９、２０、２１、２２の幅も高さに
依存しない。
施例とは異なり、管路１４が開放管路であり、それぞれ
４つのコンデンサ板１５、１６、１７、１８が第１コン
デンサ板群７を形成し、４つの別のコンデンサ板１９、
２０、２１、２２が第２コンデンサ板群８を形成する。
図３に示された第３の実施例では、管路１４の幅が管路
１４の高さに依存しないから、コンデンサ板１５、１
６、１７、１８、１９、２０、２１、２２の幅も高さに
依存しない。
【００３２】図４には、図２に示された実施例が磁気誘
導型通流容積測定装置と組み合わせて示されている。磁
気誘導型通流容積測定装置は２つのフィールドコイル２
３、２４と処理回路２５を有する。フィールドコイルは
管路１の軸線に対して垂直に垂直磁界を形成するための
ものであり、概略的に示されている。この磁気誘導型通
流容積測定装置の電極として、本発明の装置のコンデン
サ板１０、１３を用いる。この機能を果たすことができ
るようにするため、磁気誘導型通流容積測定装置と関連
した第２の実施例では、少なくとのコンデンサ板１０、
１３が少なくとも部分的に、管路１の絶縁内装材に埋め
込まれておらず、管路１の媒体と直接接触している。図
４に示した磁気誘導型通流容積測定装置では、処理回路
２５がフィールドコイル２３、２４を公知のように制御
し、同じく公知のように電極として用いるコンデンサ板
１０、１３の信号を評価する。これは通流する媒体の流
速に対する測定結果を送出するためである。図４にはさ
らに中央処理回路２６が示されている。この中央処理回
路は、制御評価回路６から送出された位相成分に対する
測定値と、処理回路２５から送出された流速に対する測
定値に基づいて、管路１を流れる媒体の通流容積を計算
する。
導型通流容積測定装置と組み合わせて示されている。磁
気誘導型通流容積測定装置は２つのフィールドコイル２
３、２４と処理回路２５を有する。フィールドコイルは
管路１の軸線に対して垂直に垂直磁界を形成するための
ものであり、概略的に示されている。この磁気誘導型通
流容積測定装置の電極として、本発明の装置のコンデン
サ板１０、１３を用いる。この機能を果たすことができ
るようにするため、磁気誘導型通流容積測定装置と関連
した第２の実施例では、少なくとのコンデンサ板１０、
１３が少なくとも部分的に、管路１の絶縁内装材に埋め
込まれておらず、管路１の媒体と直接接触している。図
４に示した磁気誘導型通流容積測定装置では、処理回路
２５がフィールドコイル２３、２４を公知のように制御
し、同じく公知のように電極として用いるコンデンサ板
１０、１３の信号を評価する。これは通流する媒体の流
速に対する測定結果を送出するためである。図４にはさ
らに中央処理回路２６が示されている。この中央処理回
路は、制御評価回路６から送出された位相成分に対する
測定値と、処理回路２５から送出された流速に対する測
定値に基づいて、管路１を流れる媒体の通流容積を計算
する。
【００３３】図５にはさらに、本発明の装置の第２の実
施例が超音波型通流容積測定装置と関連して示されてい
る。この超音波型通流容積測定装置はそれ自体公知のよ
うに、本発明の装置とは完全に独立して構成される。管
路１の対向する２つの側面には、２つの超音波変換器２
７、２８が媒体の通流方向に対して相対的にずらして順
次配列して設けられている。この超音波変換器２７、２
８の送信信号は処理回路２９によりトリガされ、受信信
号は処理回路により評価される。この評価はそれ自体公
知のように行われ、磁気誘導型通流容積測定装置の場合
と同じように通流する媒体の速度に対する値が得られ
る。図４に示された組合せ装置と同じように、図５の装
置でも中央処理回路２６が制御評価回路６および処理回
路２９から送出された測定信号から、管路１を流れる媒
体の通流容積を計算する。
施例が超音波型通流容積測定装置と関連して示されてい
る。この超音波型通流容積測定装置はそれ自体公知のよ
うに、本発明の装置とは完全に独立して構成される。管
路１の対向する２つの側面には、２つの超音波変換器２
７、２８が媒体の通流方向に対して相対的にずらして順
次配列して設けられている。この超音波変換器２７、２
８の送信信号は処理回路２９によりトリガされ、受信信
号は処理回路により評価される。この評価はそれ自体公
知のように行われ、磁気誘導型通流容積測定装置の場合
と同じように通流する媒体の速度に対する値が得られ
る。図４に示された組合せ装置と同じように、図５の装
置でも中央処理回路２６が制御評価回路６および処理回
路２９から送出された測定信号から、管路１を流れる媒
体の通流容積を計算する。
【００３４】以下、本発明の方法を基礎となる物理的プ
ロセスに基づいて数学的に説明する。
ロセスに基づいて数学的に説明する。
【００３５】本発明の方法は実質的に、第１コンデンサ
板群のコンデンサ板と、例えばただ１つのコンデンサ板
からなるコンデンサ板群との間の容量の評価に基づくも
のである。これら２つのコンデンサ板間の容量は完全
に、２つのコンデンサ板間にある媒体の誘電率εに依存
する。本発明の方法では、コンデンサ板間の容量が次の
ようにして検出される。すなわち、コンデンサ板の１つ
に交流電圧を印加し、このコンデンサ板から発する電界
によって第２のコンデンサ板に誘導される電流を測定す
るのである。ここで交流電圧の周波数は、容量測定に対
して良好な測定精度が保証されるように選定し、従って
高周波領域にある。導電媒体の場合は、誘電率εの他
に、媒体の導電率σもコンデンサ板間の電流に対して影
響を及ぼす。誘電率εと同じように誘電率σも媒体に依
存して大きく変動する。導電率σは例えば１０から５０
００μＳ／ｃｍの間で変化する。したがってコンデンサ
板装置の容量の測定は媒体の電気特性に大きく依存して
いる。
板群のコンデンサ板と、例えばただ１つのコンデンサ板
からなるコンデンサ板群との間の容量の評価に基づくも
のである。これら２つのコンデンサ板間の容量は完全
に、２つのコンデンサ板間にある媒体の誘電率εに依存
する。本発明の方法では、コンデンサ板間の容量が次の
ようにして検出される。すなわち、コンデンサ板の１つ
に交流電圧を印加し、このコンデンサ板から発する電界
によって第２のコンデンサ板に誘導される電流を測定す
るのである。ここで交流電圧の周波数は、容量測定に対
して良好な測定精度が保証されるように選定し、従って
高周波領域にある。導電媒体の場合は、誘電率εの他
に、媒体の導電率σもコンデンサ板間の電流に対して影
響を及ぼす。誘電率εと同じように誘電率σも媒体に依
存して大きく変動する。導電率σは例えば１０から５０
００μＳ／ｃｍの間で変化する。したがってコンデンサ
板装置の容量の測定は媒体の電気特性に大きく依存して
いる。
【００３６】交流電圧を印加した際にコンデンサ板間を
実際に流れる電流は、一般的にはコンデンサ板装置のイ
ンピーダンスに依存する。インピーダンスの容量性成分
はコンデンサ板装置の容量によって検出される。表面積
Ｓを有し、相互に間隔Ｄを有する２つのプレートの容量
Ｃは Ｃ＝ε・Ｓ/Ｄ （１） である。
実際に流れる電流は、一般的にはコンデンサ板装置のイ
ンピーダンスに依存する。インピーダンスの容量性成分
はコンデンサ板装置の容量によって検出される。表面積
Ｓを有し、相互に間隔Ｄを有する２つのプレートの容量
Ｃは Ｃ＝ε・Ｓ/Ｄ （１） である。
【００３７】この実施例では、インピーダンスの第２成
分は２つのコンデンサ板間の抵抗によって定められる。
この抵抗は容量計算の基礎となる構成に対しては次の値
となる。
分は２つのコンデンサ板間の抵抗によって定められる。
この抵抗は容量計算の基礎となる構成に対しては次の値
となる。
【００３８】Ｒ＝１/σ・Ｄ/Ｓ （２）
インピーダンスＺは前記の構成に対して次のとおりであ
る。
る。
【００３９】Ｚ＝１/Ｒ ＋ ｊωＣ （３）
ｊ＝仮想ユニット
ω＝交流電圧の周波数
したがって、コンデンサ板間の、印加される電圧に対す
る電流の関係に対しては次式が成り立つ。
る電流の関係に対しては次式が成り立つ。
【００４０】
Ｉ＝（σ ＋ ｊεω）Ｓ／Ｄ・Ｕ （４）
本発明によれば、制御評価回路により、第１コンデンサ
板群のただ１つのコンデンサ板と第２コンデンサ板群の
少なくとも１つのコンデンサ板との間の電流が順次記録
される。個々に測定された電流に対して次の関係式が得
られる。
板群のただ１つのコンデンサ板と第２コンデンサ板群の
少なくとも１つのコンデンサ板との間の電流が順次記録
される。個々に測定された電流に対して次の関係式が得
られる。
【００４１】
式（５）で、定数Ｋ１，Ｋ２，....、Ｋｒは、それぞれ
制御されるコンデンサ板ペアの一定の特性を含む。これ
は例えば、コンデンサ板の幾何構成、管路の内装材の材
料特性等である。さらに式（５）では、第１コンデンサ
板群のそれぞれのコンデンサ板の制御の際に媒体の表面
レベルがどこまで達しているかという高さに対する尺度
も得られる。媒体の表面レベルが第１コンデンサ板群の
それぞれのコンデンサ板の下縁部に接触すると、ｆはほ
とんどゼロになる。しかし媒体の表面レベルが第１コン
デンサ板群のそれぞれのコンデンサ板の上縁部に達する
と、ｆは１をとる。
制御されるコンデンサ板ペアの一定の特性を含む。これ
は例えば、コンデンサ板の幾何構成、管路の内装材の材
料特性等である。さらに式（５）では、第１コンデンサ
板群のそれぞれのコンデンサ板の制御の際に媒体の表面
レベルがどこまで達しているかという高さに対する尺度
も得られる。媒体の表面レベルが第１コンデンサ板群の
それぞれのコンデンサ板の下縁部に接触すると、ｆはほ
とんどゼロになる。しかし媒体の表面レベルが第１コン
デンサ板群のそれぞれのコンデンサ板の上縁部に達する
と、ｆは１をとる。
【００４２】本発明で重要なことは、第１コンデンサ板
群の、媒体の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板
の電流を、第１コンデンサ板群の低いところにあるコン
デンサ板の電流に基づいて正規化することである。媒体
の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板の電流の正
規化を、第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデ
ンサ板の電流の和に基づいて行えば、最高部の、即ち例
えばｉ番目のコンデンサ板の正規化された電流αに対し
ては次式のとおりである。
群の、媒体の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板
の電流を、第１コンデンサ板群の低いところにあるコン
デンサ板の電流に基づいて正規化することである。媒体
の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板の電流の正
規化を、第１コンデンサ板群の低いところにあるコンデ
ンサ板の電流の和に基づいて行えば、最高部の、即ち例
えばｉ番目のコンデンサ板の正規化された電流αに対し
ては次式のとおりである。
【００４３】
【数１】
【００４４】式（６）では本発明の方法の利点が明白で
ある。すなわち、媒体の電気特性が電流の正規化の際に
相互に除去されるのである。
ある。すなわち、媒体の電気特性が電流の正規化の際に
相互に除去されるのである。
【００４５】本発明の方法によれば、第１コンデンサ板
群の媒体の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板の
正規化電流が、媒体の表面レベルとこの最高部のコンデ
ンサ板との相対的位置に対する尺度として使用される。
本発明の構成に従って、第１コンデンサ板群の各コンデ
ンサ板に対するプロセスで、コンデンサ板の上縁部にお
ける媒体の表面レベルと下縁部における表面レベルとに
対してそれぞれ正規化電流を記録すれば、コンデンサ板
の幅を適切に構成している場合には、管路のそれぞれの
高さに依存して、このコンデンサ板に対する媒体の表面
レベルの高さを簡単な比例式により計算することができ
る。この高さからもちろん管路内の表面レベルの高さが
得られる。なぜなら、コンデンサ板の位置は既知だから
である。
群の媒体の表面レベルに達した最高部のコンデンサ板の
正規化電流が、媒体の表面レベルとこの最高部のコンデ
ンサ板との相対的位置に対する尺度として使用される。
本発明の構成に従って、第１コンデンサ板群の各コンデ
ンサ板に対するプロセスで、コンデンサ板の上縁部にお
ける媒体の表面レベルと下縁部における表面レベルとに
対してそれぞれ正規化電流を記録すれば、コンデンサ板
の幅を適切に構成している場合には、管路のそれぞれの
高さに依存して、このコンデンサ板に対する媒体の表面
レベルの高さを簡単な比例式により計算することができ
る。この高さからもちろん管路内の表面レベルの高さが
得られる。なぜなら、コンデンサ板の位置は既知だから
である。
【図１】本発明の装置の第１実施例の概略図である。
【図２】本発明の装置の第２実施例の概略図である。
【図３】本発明の装置の第３実施例の概略図である。
【図４】第２実施例の装置を磁気誘導型通流容積測定装
置と組み合わせた実施例の概略図である。
置と組み合わせた実施例の概略図である。
【図５】第２実施例を超音波型通流容積測定装置と組み
合わせた実施例の概略図である。
合わせた実施例の概略図である。
１ 管路
２、３、４、５ コンデンサ板
７ 第１コンデンサ板群
８ 第２コンデンサ板群
フロントページの続き
(72)発明者 アールト ヤン ファン ベクム
オランダ国 ホールナール グルーネウ
ェグ 69
(56)参考文献 特開 昭56−6117（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−229797（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−97255（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭49−26713（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/00 - 27/24
G01F 23/00 - 23/76
Claims (2)
- 【請求項１】 磁気誘導型通流容積測定装置の駆動方法
であって、 該磁気誘導型通流容積測定装置は、 全体として実質的に管路（１）の全高にわたって延在す
る第１のコンデンサ板群（７）と、 該第１のコンデンサ板群（７）から管路（１）の垂線に
より分離されており、かつ同様に全体として実質的に管
路（１）の全高にわたって延在する第２のコンデンサ板
群（８）と、 制御評価装置（６）とを有し、前記第１のコンデンサ板群（７）は少なくとも３つのコ
ンデンサ板（９〜１２）を有し、 前記第２のコンデンサ板群（８）は少なくとも１つのコ
ンデンサ板（１３）を有する 形式の磁気誘導型通流容積
測定装置の駆動方法において、 前記制御評価回路（６）によって、第１のコンデンサ板
群（７）の少なくとも１つのコンデンサ板（９〜１２）
と第２のコンデンサ板群（８）のコンデンサ板（１３）
との間に交流電圧が印加され、 該制御評価回路（６）によって、第１のコンデンサ板群
（７）の個々のコンデンサ板（９〜１２）と、第２のコ
ンデンサ板群（８）の少なくとも１つのコンデンサ板
（１３）との間の電流を順次記録し、 前記制御評価回路によって、媒体の表面レベルに達する
第１コンデンサ板群（７）のうちの最高部のコンデンサ
板（１０〜１２）の電流を、第１コンデンサ板群（７）
のそれより低いところにあるコンデンサ板（９〜１１）
の電流、または第１コンデンサ板群（７）のそれより低
いところにある複数のコンデンサ板（９〜１１）の電流
の和に基づいて正規化し、 制御評価回路（６）によって、媒体の表面レベルに達す
る第１コンデンサ板群（７）のうちの最高部のコンデン
サ板（１０〜１２）の正規化電流を、媒体の表面レベル
と、媒体の表面レベルに達する第１コンデンサ板群
（７）のうちの最高部のコンデンサ板との相対位置に対
する尺度として評価する、 ことを特徴とする駆動方法。 - 【請求項２】 全体として実質的に管路（１）の全高に
わたって延在する第１のコンデンサ板群（７）と、該第
１のコンデンサ板群（７）から管路（１）の垂線により
分離されており、かつ同様に全体として実質的に管路
（１）の全高にわたって延在する第２のコンデンサ板群
（８）と、制御評価装置（６）とを有する磁気誘導型通
流容積測定装置であって、前記第１のコンデンサ板群（７）は少なくとも３つのコ
ンデンサ板（９〜１２）を有し、 前記第２のコンデンサ板群（８）は少なくとも１つのコ
ンデンサ板（１３）を有する 形式の磁気誘導型通流容積
測定装置において、 前記制御評価装置（６）によって、第１コンデンサ板群
（７）の少なくとも１つのコンデンサ板（９〜１２）と
第２コンデンサ板群（８）のコンデンサ板（１３）との
間に交流電圧が印加される、請求項１記載の駆動方法を
実施するための磁気誘導型通流容積測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19531124A DE19531124C2 (de) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | Verfahren zur Bestimmung des Phasenanteils eines Mediums in offenen und geschlossenen Leitungen |
| DE19531124.8 | 1995-08-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138211A JPH09138211A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3455634B2 true JP3455634B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=7770264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22250096A Expired - Fee Related JP3455634B2 (ja) | 1995-08-24 | 1996-08-23 | 開放管路および閉鎖管路における媒体の相成分の検出方法および検出装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5719340A (ja) |
| EP (1) | EP0760467B1 (ja) |
| JP (1) | JP3455634B2 (ja) |
| CN (1) | CN1066821C (ja) |
| DE (2) | DE19531124C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19655107C2 (de) * | 1996-04-17 | 2002-11-14 | Krohne Messtechnik Kg | Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät |
| DE19615140C2 (de) * | 1996-04-17 | 1999-12-16 | Krohne Messtechnik Kg | Magnetisch - induktives Durchflußmeßgerät |
| AU736392B2 (en) * | 1997-10-22 | 2001-07-26 | Japan National Oil Corporation | Method of measuring flow rates of respective fluids constituting multiphase fluid and flow meter for multiphase flow utilizing the same |
| DE19835345A1 (de) * | 1998-08-05 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Lambda-Sonde mit belüftetem Formschlauch |
| AT505013B1 (de) * | 2004-02-10 | 2008-10-15 | Univ Graz Tech | Vorrichtung zur messung von fördereigenschaften in rohren |
| DE102005009093A1 (de) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Benjamin Hoffmeier | Abstimmverfahren bei Vorrichtungen zur füllrichtigen kapazitiven Füllmessung mithilfe von Meßkondensatoranordnungen |
| NL2000362C2 (nl) * | 2006-12-07 | 2008-06-10 | Ihc Syst Bv | Systeem en werkwijze voor meten van een concentratieparameter van een vaste stof/vloeistof mengsel in een transportleiding. |
| KR101224362B1 (ko) * | 2008-11-06 | 2013-01-21 | 노스이스턴 유니버시티 | 2상류의 상농도 검출 장치, 2상류의 유동 파라미터 검출 시스템 및 그 방법 |
| EP2348293A1 (de) * | 2009-12-01 | 2011-07-27 | Hirschmann Automotive GmbH | Verfahren zur kapazitiven Füllstands- und Konzentrationsmessung von Flüssigkeiten |
| CN105158576B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-12-19 | 漳州市东方智能仪表有限公司 | 一种探测不同深度介质的方法及电路 |
| US20190101424A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-04 | 2M Engineering Limited | Thermal mass flowmeter for liquids in partially filled pipes |
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