JPH03135732A - 石けん膜式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気体の流量を測定する石けん膜式流量計の改
良に関する。

〔従来の技術〕

現在、気体の流量を測定する流量計の種類としては、質
量流量計と体積流量計とがあり、さらに、体積流量計の
一つに石けん膜式流量計がある。この石けん膜式流量計
は、構造の簡便さ、小型・軽量などの利点を有するとこ
ろから広く用いられており、例えば特公昭６３−４３６
９２号公報や実公昭６３−３０９７７号公報などに示さ
れるように、上下方向に設けられた体積管内に導入され
た測定対象の気体（以下、測定ガスと云う）によって体
積管内を下方から上方に向かって移動する石けん膜が体
積管の下部側に設けられたスタートディテクタと体積管
の上部側に設けられたストップディテクタとの間を通過
するのに要する時間Ｔを測定し、この時間Ｔと前記両デ
ィテクタ間における体積管の容積値（前記時間Ｔ内に石
けん膜が掃いた容積値）■とから、前記測定ガスの流量
５（＝Ｖ／Ｔ）を求めるのである。

ところで、このような石けん膜式流量計は、その測定原
理上、測定ガスの温度や測定時における気圧（大気圧）
を補正しないと正確な流量が得られず、従って、測定ガ
スの温度や大気圧を別途測定し、測定ガスの温度や大気
圧による影響を補正するようにしている。

そして、大気圧については気圧計によって簡単に測定す
ることができる。ところが、測定ガスの温度については
、体積管内の中央部に温度計を挿入する直接測定が理想
的であるが、このようにした場合、石けん膜の形状に影
響が及ぼされ、その結果、測定に誤差が生ずるといった
問題点がある。

そこで、従来においては、０体積管が設けられている部
分の温度、つまり、雰囲気温度を測定してこれを測定ガ
スの温度と見做したり、■体積管を二重構造にし、内管
内に測定ガスおよび石けん膜を通過させ、外管内に水ま
たは油などの熱媒体が流れるようにして、この熱媒体の
温度が適宜の温度になるように制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記■の手段によれば、測定ガスの体積
管内における移動速度が遅く測定時間が十分に長いとき
は、測定ガスの温度と雰囲気温度との間に殆ど差がない
から測定精度は確保できるが、測定ガスが乾いており、
しがも、これが比較的大流量である場合、測定ガスの温
度と雰囲気温度とに差が住するため測定精度が低下する
。これは、乾いた測定ガスが体積管内で石けん液で加湿
されるとき、石けん液の気化熱で冷却され測定ガスの温
度が低下するためである。

これを回避するため、測定ガスが乾いている場合、体積
管へのガス流路に加湿器や冷却装置を設けて測定ガスが
体積管内に導入される前に適宜前処理を施すことが考え
られる。しかし、このようにすると、構造の簡便さ、小
型・軽量であるといった石けん膜式流量計の利点が損な
われてしまう。

また、上記■の手段によれば、体積管の構造が複雑・大
型化すると共に、その取付けも面倒になり、この場合も
前記利点が損なわれる。

本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、本来の利点を損なうことなく測定
ガスの温度を正確に把握することができ、これによって
測定ガスの流量を正確に測定することができる石けん膜
式流量計を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明に係る石けん膜式流
量計は、内部を測定ガスおよび石けん膜が通過する体積
管の外壁に温度センサを設けている。

〔作用］ 上記構成によれば、石けん膜の形状に影響が及ぼされる
ことがなく、しかも、体積管内を通過する測定ガスの温
度に可及的に近い温度を測定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明に係る石けん膜式流量計の一例を示す斜
視図、第２図はその構成を概略的に示すブロック図であ
る。

第１図において、ｌＯは体積管ユニット、２０は本体ユ
ニットで、体積管ユニット１０は本体ユニット２０に設
けられたセットレバ−２１によって本体ユニット２０に
着脱自在に取り付けられるようにしである。

前記体積管ユニット１０内には、第２図にも示すように
、適宜の強度を有するガラスよりなる円筒状の体積管１
１が鉛直状態に設けられ、その下部側および上部側の適
宜位置には測定ガスの導入口１２と導出口１３とが設け
られている。

そして、導入口１２よりやや下方には接続部１４を介し
て体積管１１の下部に連なる蛇腹状の石けん液貯留部１
５が設けられている。この石けん液貯留部１５は後述す
る石けん膜発生操作レバー２８を下方に操作することに
より押し上げられ、所定の石けん膜を形成するように構
成しである。

また、体積管１１には前記導入口１２よりやや上方にス
タートディテクタ１６が設けられると共に、前記導出口
１３より下方にストップディテクタ１７が設けられてお
り、これらディテクタ１６．１７はそれぞれ一対の発光
素子と受光素子とを備えていて、石けん膜がスタートデ
ィテクタ１６またはストップディテクタ１７を通過する
毎に、これらディテクタ１６゜１７にそれぞれ接続され
た時計による計時を開始したり停止させるようにしであ
る。

なお、体積管１１の前記ディテクタ１６．１７間におけ
る容積値Ｖは厳密に測定され、この容積値Ｖは例えばデ
ィジタルスイッチよりなる容積値設定部１８に設定され
ている。

そして、前記本体ユニット２０内には、第２図にも示す
ように、前記ディテクタ１６．１７からの検出信号を読
み取る信号読取部２２と、この信号読取部２２からの信
号に基づいて、スタートディテクタ１６が石けん膜を検
出してからストップディテクタ１７が石けん膜を検出す
るまでの時間Ｔを算出すると共に、その時間Ｔと前記容
積値Ｖとから測定ガスの流量Ｖを演算する演算部２３が
設けられている。

そして、この演算部２３はマイクロプロセッサ２４と時
間算出の基となるパルスを発生するクロックパルス発振
器２５とから構成されている。

また、本体ユニット２０には上記信号読取部２２゜演算
部２３のほかに、接続コネクタ２６．流量表示部２７、
石けん膜発生操作レバー２８などが設けられている０石
けん膜発生操作レバー２８は、その一端が石けん液貯留
部１５の底部に当接するように設けてあって、この石け
ん膜発生操作レバー２８を下方に操作することによって
前記底部が押し上げられ、これによって石けん液が押し
上げられて体積管１１内に所定の石けん膜が形成される
。なお、２９は容積値設定部１８内に設定された体積管
１１の容積値Ｖを読み取る容積値読取部である。

上述の構成は従来のこの種の石けん膜式流量計と変わる
ところがなく、本発明においては、前記体積管ユニット
１０内の体積管１１の外壁１１Ａに温度センサ１９を設
けた点に特徴がある。すなわち、この温度センサ１９は
、第３図に示すように、体積管１１のスタートディテク
タ１６とストップディテクタ１７との間の外壁１１Ａに
密着するように適宜の接着剤３０を用いて取り付けられ
、外壁１１Ａの温度を検出するようにしである。この温
度センサ１９としてはサーミスタ、熱電対、半導体セン
サなどが用いられる。そして、温度センサ１９からの検
出信号は接続コネクタ２６を介して本体ユニット２０内
のマイクロプロセッサ２４に入力されるようにしである
。

なお、このマイクロプロセッサ２４には、図外の気圧計
からの測定値も入力されるようにしである。

次に、上記構成の石けん膜式流量計の動作について説明
する。

測定ガスは導入口１２を経て体積管１１内に入る。

このとき、石けん膜発生操作レバー２８を下方に操作し
て石けん液貯留部１５内の石けん液を押し上げると、接
続部１４に石けん膜が形成され、この石けん膜は前記測
定ガスに押し上げられて体積管ｌｌ内を上方に移動する
０体積管１１の内面が予め石けん液でよく濡れた状態に
なっていれば、石けん膜はスタートディテクタ１６を通
過し、さらに、前記石けん膜はストップディテクタ１７
を通過する。この石けん膜の通過によって、スタートデ
ィテクタ１６およびストップディテクタ１７が動作し、
時間の計測の開始および停止が行われ、各ディテクタ１
６１７から信号が出力される。

前記ディテクタ１６．１７からの信号は信号読取部２２
によって読み取られ、この信号読取部２２からの信号に
基づいて、演算部２３においては、スタートディテクタ
１６が石けん膜を検出してからストップディテクタ１７
が石けん膜を検出するまでの時間Ｔが算出されると共に
、この時間Ｔと前記体積管１１の両ディテクタ１６．１
７間の容積値Ｖとから測定ガスの測定状態における流量
Ｖが演算される。そして、このとき、演算部２３には温
度センサ１９からの温度信号と、図外の気圧計からの気
圧信号とが入力されているので、これらの信号を用いて
演算された流量Ｖを補正することにより、標準状態にお
ける流量が得られる。

この実施例では、第３図に示すように、温度センサ１９
は体積管１１の外壁１１Ａに密着するように取り付けら
れているが、体積管１１の肉厚が薄く、しかも、温度セ
ンサ１９が外壁１１＾と熱伝導的に一体的になっていれ
ば、この温度センサ１９によって体積管１１内の測定ガ
スの温度を測定しているとみなすごとができる、しかし
ながら、実際には、第５図（Ａ）に示すように、体積管
ｌｌ内の温度は必ずしも均一ではない、この図において
、１６．１９．１７はスタートディテクタ１６．温度セ
ンサ１９．ストップディテクタ１７をそれぞれ設けた位
置を示す。また、同図（Ｂ）に示すように、前記各位置
においても測定開始からの経過時間（Ｔ　Ｉ＜　Ｔ　ｚ
　＜　７３）によっても異なり、さらに、体積管１１内
を通過する測定ガス流量（Ｑｌ　＜Ｑｓ　＜Ｑｓ　）に
よっても異なる。

そこで、前記スタートディテクタ１６、ストップディテ
クタ１７．温度センサ１９を設ける位置を決めるには次
のように配慮するのが好ましい。

すなわち、上記各位置における温度に分布（差）がない
ときは、スタートディテクタ１６、ストップディテクタ
１７．温度センサ１９などの設置位置に特別な制約はな
い。特に、測定ガスが小流量のときは、均一な石けん膜
が形成されるようにしてあればよい、そして、前記各位
置における温度に分布があるときは、■これらにおける
温度差ができるだけ小さく、そして、０時間が変化して
もこれらにおける温度差があまりなく、また、■測定ガ
スの流量が変化してもこれらにおける温度差があまりな
いようにする必要がある。

本発明は上述の実施例に限られるものではなく、種々に
変形して実施することができる。

例えば温度センサ１９を、体積管１１の外壁１１＾に取
り付けるのに、第４図（Ａ）に示すように、外壁１１＾
にフラットな部分１１ａを形成して、この部分１１ａに
接着剤３０によって温度センサ１９を固定してもよく、
また、同図（Ｂ）に示すように、外壁１１＾に突起部１
１ｂを形成し、この突起部１１ｂによって囲まれるよう
に温度センサ１９を固定してもよく、さらに、外壁１１
Ａに凹入部ｌｉｅを形成し、この凹入部１１ｃ内に温度
センサ１９を固定するようにしてもよい、これらいずれ
の場合も外壁１１Ａと温度センサ１９との接触面積が増
え、体積管１１内の気体の温度をより確実に検出するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、内部を測定ガ
スおよび石けん膜が通過する体積管の外４゜ 壁に温度センサを設けているので、石けん膜の形状に影
響を及ぼすことなく、測定ガスの温度を正確に把握する
ことができ、これによって測定ガスの流量を正確に測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る石けん膜式流量計の一例を示す斜
視図、第２図はその構成を概略的に示すブロック図、第
３図は温度センサの取付は部分を示す図、第４図（Ａ）
、（Ｂ）、（Ｃ）は温度センサの他の取付は態様を示す
図、第５図（Ａ）。 （Ｂ）、（Ｃ）は体積管における温度分布を示す図であ
る。 １１・・・体積管、ＩＩＡ・・・外壁、１６・・・スタ
ートディテクタ、１７・・・ストップディテクタ、１９
・・・温度センサ。 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下方向に設けられた体積管内に導入された測定
   ガスによって前記体積管内を下方から上方に向かって移
   動する石けん膜が前記体積管の下部側に設けられたスタ
   ートディテクタと前記体積管の上部側に設けられたスト
   ップディテクタとの間を通過するのに要する時間と前記
   両ディテクタ間における前記体積管の容積値とに基づい
   て前記測定ガスの流量を測定するようにした石けん膜式
   流量計において、前記体積管の外壁に温度センサを設け
   たことを特徴とする石けん膜式流量計。
2. （２）前記温度センサを設けた位置が前記両ディテクタ
   の間である請求項第（１）項に記載の石けん膜式流量計
   。