JPH04198720A

JPH04198720A - 流体流量測定装置

Info

Publication number: JPH04198720A
Application number: JP2328473A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nagao; 均長尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-20

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は例えば上下水、化学１石油、原子カプラントの
、流体流量測定に使用される絞り機構等の差圧変換器を
用いた流体流量測定装置に係り、特に差圧変換器内に温
度、圧力補正機能を備えることにより、装置の簡素化を
図りつつより正確に流体流量を測定し得るようにした流
体流量測定装置に関するものである。

（従来の技術）一般に、例えば上下水、化学１石油、原子カプラントに
おいては、配管上を流れる流体の流量を測定する装置と
して、絞り機構等の差圧変換器を用いた流体流量測定装
置が多く使用されている。

この流体流量測定装置は、流体（例えば、水処理プラン
トにおけるエアレーションタンクの空気量や、焼却炉に
おける供給空気量）が流れる配管の途中に絞り機構（オ
リフィス、ベンチュリー、アミューバ等）を設け、この
絞り機構の直前および直後の圧力を、マイコンが搭載さ
れた差圧変換器内にそれぞれ導入して絞り機構前後の圧
力差を求める（ベルヌーイの定理を応用する）ことによ
り、配管上を流れる流体の流量を測定するものである。

しかしながら、このような流体流量測定装置によって流
体流量を測定する場合、流量Ｑ、は下記の演算式に示さ
れるように、絞り機構直前の流体温度Ｔ１や一次圧力Ｐ
Ｉによって左右されることから、温度、圧力の補正を行
なう必要があった。

一部・ｃ・Ｓｏ　　（２ｇ（Ｐｌ−Ｐ２）／（ｒｓＰ＋
／ＰＮ）・（ＴＮ／ＴＩ））ここで、Ｐｌ　ニー次圧力
、Ｐ２；二次圧力、ｇ：重力加速度、Ｓｏ　；開口部面
積、α：流量係数、ε：膨脹補正係数、ｒＮ：密度、Ｐ
Ｎ：基準圧力、ＴＮＮ二基湿温度ある。

第２図は、この種の従来の流体流量測定装置の構成例を
示すブロック図である。第２図において、絞り機構（オ
リフィス）１の直前および直後の圧力差（Ｐ、−Ｐ２）
を求める、マイコンが搭載された差圧変換器２から出力
される圧力差検出信号３と、絞り機構１の直前の圧力を
検出する圧力変換器４から出力される圧力検出信号（Ｐ
Ｉ　）５とを、乗算器６へ入力して圧力補正後の流量信
号７を取出している。また、絞り機構直前の流体温度を
検出する測温抵抗体よりなる温度検出器８から出力され
る温度検出信号（Ｔ＋　）９を、測温抵抗体変換器１０
へ入力して温度信号１１を得、この温度信号１１を圧力
補正後の流量信号７と共に、除算器１２へ入力して温度
、圧力補正後の流量信号１３を取出し、さらに開平演算
器１４を通した後に、正確で直線性を持つ流量信号１５
を求めるようにしている。

しかしながら、このような流体流量測定装置では、正確
な流体量を求めるために、流量測定に必要な絞り機構（
オリフィス）１、差圧変換器２の他に、外部に圧力変換
器４、温度検出器８を設置すると共に、盤内に乗算器６
、測温抵抗体変換器１０、除算器１２、開平演算器１４
を設置、配線する必要があることから、装置全体の構成
が複雑であるばかりでなく、検出器からのケーブル本数
も多くなってしまう。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、従来の流体流量測定装置においては、装
置全体の構成が複雑であるばかりでなく、検出器からの
ケーブル本数も多くなるという問題があった。

本発明の目的は、装置の簡素化を図ると共にケーブル本
数を大幅に削減しつつ、温度、圧力の影響を受けること
なくより正確に流体流量を測定することが可能な極めて
信頼性の高い流体流量測定装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明では、流体が流れる
配管の途中に絞り機構を設け、当該絞り機構の直前およ
び直後の圧力を、マイコンが搭載された差圧変換器内に
それぞれ導入して絞り機構前後の圧力差を求めることに
より、配管上を流れる流体の流量を測定する装置におい
て、絞り機構直前の流体温度を検出する温度検出器を備
え、温度検出器による検出温度、および差圧変換器内に
導入される絞り機構直前の圧力に基づいて、求められた
絞り機構前後の圧力差を補正して温度。

圧力補正された流量値を演算する温度、圧力補正機能を
、差圧変換器内のマイコンに内蔵するようにしている。

（作　用）従って、本発明の流体流量測定装置においては、流体流
量測定のために必要な差圧変換器内のマイコンに、温度
、圧力補正機能（従来の圧力変換器、測温抵抗体変換器
、乗算器、除算器、開閉演算器の機能）を内蔵してソフ
ト処理すると共に、圧力検知部は差圧変換器の一部を使
用し、圧力値を差圧変換器の一次圧力（絞り機構直前の
圧力）と同等と考えて圧力補正用とすることにより、外
部に変換器、演算器類を設置、配線する必要がなくなり
、装置の簡素化を図りつつより正確に流体流量を測定す
ることができる。また、これと共に、検出器からのケー
ブル本数を大幅に削減することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明による流体流量測定装置の全体構成例
を示すブロック図である。第１図において、流体が流れ
る配管の途中に絞り機構２１を設け、この絞り機構２１
の直前および直後の圧力Ｐ１およびＰ２を、その圧力差
（ＰＩ−Ｐ２）を測定すべく、マイコンが搭載された差
圧変換器２２の受圧部に導入する。また、絞り機構２１
に、この絞り機構１直前の流体温度を検出する測温抵抗
体よりなる温度検出器２３を取付け、この温度検出器２
３から出力される温度検出信号（抵抗値）２４を、差圧
変換器２２内のブリッジ回路２５へ入力して抵抗変化に
よる微小電流２６を得る。さらに、この微小電流２６を
差圧変換器２２内の演算増幅器２７へ入力して温度信号
２８を得る。

一方、差圧変換器２２の受圧部に、半導体ストレーンゲ
ージよりなる受圧拡散抵抗部２９を設け、抵抗変化をブ
リッジ抵抗３０にて電気信号を得、これを差動増幅器３
１に入力して流量に対する差圧信号３２を得る。また、
この差圧信号３２をスパン調整部３３へ入力して、差圧
に対する補正前の流量信号３４を得る。

一方、差圧変換器２２に、上記とは別に大気圧より受け
る受圧拡散抵抗部３５を設けて、−次圧の受圧部とブリ
ッジ構成し、差動増幅器３６にて一次圧力Ｐ、の圧力検
出信号３７を得る。また、この圧力検出信号３７と上記
差圧に対する補正前の流量信号３４とを、乗算器３８へ
入力して圧力補正後の流量信号３９を得る。さらに、こ
の圧力補正後の流量信号３９を上記温度信号２８と共に
除算器４０へ入力し、前者を後者で除算して温度。

圧力補正後の流量信号４１を得る。さらにまた、この温
度、圧力補正後の流量信号４１を開平演算器４２へ入力
して開平後の流量信号４３を得、この開平後の流量信号
４３を出力回路４４へ入力して、温度、圧力補正後の直
線的な流量信号４５を得、この流量信号４５を図示しな
い盤へ出力するようにしている。

なお、上記において、演算増幅器２７、差動増幅器３１
、スパン調整部３３、差動増幅器３６、乗算器３８、除
算器４０、開平演算器４２の持つ機能、すなわち温度、
圧力補正機能を、ソフトウェア処理機能として差圧変換
器２２内のマイコンに内蔵するようにしている。

以上のように構成した流体流量測定装置においては、流
体流量測定のために必要な差圧変換器２２内のマイコン
に、温度、圧力補正機能（従来の圧力変換器、測温抵抗
体変換器、乗算器、除算器、開閉演算器の機°能）を内
蔵してソフト処理すると共に、圧力検知部は差圧変換器
２２の一部を使用し、圧力値を差圧変換器２２の一次圧
力（絞り機構直前の圧力）Ｐ＋と同等と考えて圧力補正
用とすることにより、従来のように外部に変換器、演算
器類を設置、配線する必要がなくなり、装置の簡素化を
図りつつより正確に流体流量を測定することができる。

また、これと共に、検出器からのケーブル本数を大幅に
削減、すなわち差圧変換器２２から図示しない盤までの
ケーブルのみとすることかできる。

すなわち、従来の流体流量測定装置では、絞り機構の前
後より検出した差圧から開平演算前の流量を求め、外部
に温度検出器、圧力変換器を設置し、さらに盤内に温度
変換器、乗算器、除算器、開平演算器を設置、配線する
必要があったが、本実施例の流体流量測定装置では、圧
力変換器、乗算器、除算器、開平演算器を外部に設置す
る必要がなく、差圧変換器２２から温度、圧力補正した
流量信号４５を取出すことができる。

上述したように、本実施例では、流体が流れる配管の途
中に絞り機構２１を設け、当該絞り機構２１の直前およ
び直後の圧力Ｐ１およびＰ２を、マイコンが搭載された
差圧変換器２２内にそれぞれ導入して絞り機構２１前後
の圧力差（Ｐ、−Ｐ２）を求めることにより、配管上を
流れる流体の流量を測定する装置において、絞り機構２
１直前の流体温度を検出する温度検出器２３を備え、温
度検出器２３による検出温度Ｔ１、および差圧変換器２
２内に導入される絞り機構直前の圧力Ｐｌに基づいて、
上記水められた絞り機構２１前後の圧力差（ＰＩ　　Ｆ
２）を補正して温度、圧力補正された流量信号４５を演
算する温度、圧力補正機能を、差圧変換器２２内のマイ
コンに内蔵するようにしたものである。

従って、絞り機構２１直前の流体温度Ｔ１や一次圧力Ｐ
１による測定誤差を補正するのに従来必要であった変換
器、演算器類を、全て一つの差圧変換器２２内のマイコ
ンに内蔵しているため、装置の簡素化を図ると共にケー
ブル本数を大幅に削減しつつ、温度、圧力の影響を受け
ることなく、より正確に流体流量を測定することが可能
となる。

これにより、炉内の燃焼制御や空気供給量制御、ボイラ
ドラム制御、エアタンの風量制御、液化ガス、塩素ガス
の注入制御等の高度な制御システムに、本流体流量測定
装置を極めて有効に適用することができる。

［発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、絞り機構直前の流
体温度を検出する温度検出器を備え、温度検出器による
検出温度、および差圧変換器内に導入される絞り機構直
前の圧力に基づいて、求められた絞り機構前後の圧力差
を補正して温度。

圧力補正された流量値を演算する温度、圧力補正機能を
、差圧変換器内のマイコンに内蔵するようにしたので、
装置の簡素化を図ると共にケーブル本数を大幅に削減し
つつ、温度、圧力の影響を受けることなくより正確に流
体流量を測定することが可能な極めて信頼性の高い流体
流量測定装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体流量測定装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は従来の流体流ｆｆｉ測定装置の構成例を示すブ
ロック図である。２１・・・絞り機構、２２・・・差圧変換器、２３・・
・温度検出器、２４・・・温度検出信号（抵抗値）、２
５・・・ブリッジ回路、２６・・・微小電流、２７・・
・演算増幅器、２８・・・温度信号、２９・・・受圧拡
散抵抗部、３０・・・ブリッジ抵抗、３１・・・差動増
幅器、３２・・・差圧信号、３３・・・スパン調整部、
３４・・・補正前の流量信号、３５・・・受圧拡散抵抗
部、３６・・・差動増幅器、３７・・・圧力検出信号、
３８・・・乗算器、３９・・・圧力補正後の流量信号、
４ｏ・・・除算器、４１・・・温度、圧力補正後の流量
信号、４２・・・開平演算器４２．４３・・・開平後の
流量信号、４４・・・出力回路、４５・・・温度、圧力
補正後の直線的な流量信号。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】流体が流れる配管の途中に絞り機構を設け、当該絞り機
構の直前および直後の圧力を、マイコンが搭載された差
圧変換器内にそれぞれ導入して前記絞り機構前後の圧力
差を求めることにより、前記配管上を流れる流体の流量
を測定する装置において、前記絞り機構直前の流体温度を検出する温度検出器を備
え、前記温度検出器による検出温度、および前記差圧変換器
内に導入される絞り機構直前の圧力に基づいて、前記求
められた絞り機構前後の圧力差を補正して温度、圧力補
正された流量値を演算する温度、圧力補正機能を、前記
差圧変換器内のマイコンに内蔵するようにしたことを特
徴とする流体流量測定装置。