JPH0481618A - 質量流量計 - 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〕 本発明は質量流量計に係り、特に電磁流量計による体積
流量と差圧による密度から質量流量を得る方式に関する
。

〔従来の技術〕

従来質量流量計としては、上記したコリオリ式の質量流
量計又は差圧を組み合わせた質量流量計が一般的である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、コリオリ式の質量流量計はその
原理上曲管部又は分岐部を有することが避けられず、そ
のために内部の圧力損失が大きく、また粘性流体による
つまりゃ付着が生じた場合にその清掃が難しい。さらに
機械的な振動部を有するために、外部からの振動の影響
を受けたり、衝撃による特性変化の可能性があり、取扱
いに注意を要する必要があった。

また差圧を組み合わせた方式はオリフィスによる圧損が
あり、またきよう雑物やスラリーを含む流体では精度や
安定性が確保できない等の課題があった。

本発明の目的は従来技術で課題となっていた圧損がなく
、可動部のない、静的で安定な質量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〕

上記目的を達成するため、内部に圧損部の全くない電磁
流量計を用いて体積流量を測定し、密度は垂直に設けた
配管の水頭差から測定して両者の演算結果から質量流量
を得るようにしたものである９木頭差の検出は電磁流量
計検出器の両端面に設けた導圧部から導かれた差圧検出
器で行うものである。

〔作用〕

電磁流量計検出器は内部に障害物がないため、圧損がな
く、密度や導電率が変化してもその体積流量出力は広範
囲にわたって安定で粘性流体やきよう雑物が混入しても
測定可能である。また測定管内部は直管のため粘性流体
のつまりゃ付着の可能性は少なく、仮につまりゃ付着が
生しても洗浄が容易である。また測定は静的で可動部が
ないため、振動や衝撃に対して強く、経時的な変化もな
いことから従来技術の問題点を十分解決できるものであ
る。

差圧による密度の測定部については動圧によるヘッド差
が必ずしも無視できないが、電磁流量計によって得られ
た容積流速から演算によって補正することによりその影
響を除くことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。電磁
流量計検出器１は電磁流量計変換器４と組み合わせて配
管６中を流れる流体の体積流量を測定する。また配管６
にはフランジ５が一体取付けされており、フランジ６と
電磁流量計検出器１の間に圧力検出部２が挟まれる形で
設けられている。第２図に圧力検出部の構造を示す。圧
力検出部２で検出した圧力は導圧管３を経て電磁流量計
変換器４内に内蔵した差圧検出部に導かれる。検出器１
は図示のように垂直取付けされており、その間隔をｈと
すれば、圧力検出部１の圧力をＰｌ、圧力検出部２の圧
力をＰ２として、両者の差圧は（１）式に示す水頭が得
られることになる。

ここに ρ：流体密度 λ：管の流体まさつ係数 Ｖ：流速 第１項は内部流体による静的な水頭差であり、第２項は
流体の動的な圧損である。後者は低流速で口径が大きけ
れば前者に対して無視できるが、小口径、微小口径であ
る程度の流速がある場合には必ずしも無視できない。例
えば口径５０ｍｎφ。

流速１　ｍ　／　ｓで配管長１００ｆｆＩ１１の場合の
圧損は約２ｍｍＡｑであるが、ロ径１５ｍ＋φ、流速３
　ｍ　／　ｓで配管長１００ｍｍの場合の圧損は約６６
ａ＋Ａｑとなる。電磁流量計検出器の面間寸法は口径２
．５１ｍｌ−２００ｍｎでは５０−３００　ｍｍなので
、この圧損による第２項は第１項に対して必ずしも無視
できない。

そこで第２項を補正することになるが、距ｉｈと口径ｄ
はあらかじめ決められた定数であり、管まさつ係数えは
流速が与えられれば（２）、　（３）式から求めること
ができる。

Ｒｅｏ、２δ Ｒｅ＝ｖ ここに ヤニ動粘性係数 ｄ：口径 Ｖ：流速 これにより（１）式の２項が得られ、（４）式、　（４
）’式によって流体の密度ρが得られる。

＝Ｋｘ・Ｌ巴どづこａ−に２・λ（ｖ）・ｖ”　　−（
４）’ここに　Ｋ１１に２：定数 （４）′式から密度ρは差圧（Ｐ２−ＰＬ）と体積流速
Ｖの関数となり、両者から密度ρが得られ、（５）、　
（６）式から体積流量Ｑｖ、質量流量ＱＭが得られる。

πｄ２ Ｑｖ＝　ｖ　・　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・（５）ＱＭ＝ρ　・Ｑｖ　　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・（６）第３図は上述した演算を実現す
るための演算の手順を示すブロック図である。

Ｐｉの圧力１０、Ｐ２の圧力１１は差圧変換部１６で（
７）式 ％式％（７） に相当する差圧ΔＰに比例した電気信号に変換され信号
演算部１８における差圧入力信号となる。

一方電磁流量計検出器からの信号１２は変換器１７で体
積流量Ｖに比例した信号となり、信号演算部１８の他の
入力となる。

差圧信号Ｐｘ　　Ｐｌと体積流速Ｖから（４）式に基づ
いた演算を行って密度ρが得られ、密度ρと体積流速Ｖ
から（５）式、（６）式に基づいた演算により体積流量
Ｑｖ及び、質量流量ＱＭが得られる。

第４図はこれらを具体化するための装置のハードウェア
構成を示したものである。

圧力検出端ＰＩ、Ｐ２からの信号１０．１１は差圧変換
部１６で差圧に比例した信号ΔＰに変換され、マルチプ
レクサ１８の入力信号となる。一方電磁流量計検出器か
らの信号１２は変換器１７で体積流速Ｖに比例した信号
となり、マルチプレクサ１８の他の入力信号となる。マ
ルチプレクサの出力信号はＡ／Ｄ変換部１９によりディ
ジタル信号に変換されてマイクロプロセッサ２０に取り
込まれ、データ設定部２１で設定したデータとの間で（
４）、　（４）’　、　（５）、　（６）式に対応した
演算を行い、Ｄ／Ａ変換部よりアナログ出力信号２５を
出力したり、通信部２３を介してシリアルのディジタル
通信信号を出力したり、表示部２２を介して表示したり
する。

特にシリアルのディジタル通信信号を用いれば圧力、＠
度、流速、容積流量、質量流量のいずれかの任意の情報
を多重で出力することが可能であり、複合センサとして
の利用価値が高い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記したように原理的に曲管部や分岐
部がなく、そのために内部の圧力損失が少なく、つまり
ゃ付着が生じにくく、もし発生してもその清掃が非常に
容易である。さらに機械的な可動部がないために振動、
衝撃に対しても本質的に強く、取扱いに対する制約も少
ない。更に圧力、密度、流速９体積流量、質量流量の情
報が同時に得られるために各センサの機能を１つのセン
サで実現できるのでコスト的にも、スペースの面でも、
据付工事の面でも非常に有利である。特に信号伝送がデ
ィジタル化し、多重伝送が可能となるフィールドバスで
は大きな効果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構造図、第２図は第１図に
おける圧力検出部の構造図、第３図は本発明の実施例に
おける信号処理を示す図、第４図は本発明の実施例にお
ける信号処理部のハードウェア構成図である。 １・・・電磁流量計検出器、２・・・圧力検圧部、３・
・・導圧管、４・・電磁流量計変換器、５・・・フラン
ジ、６第 図 ↑ 凌れ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導管内を流れる体積流量を測定する電磁流量計にお
   いて、該検出器の導管を重力に対して垂直な方向に取り
   つけて、その一部又は導管の両端面に設けた一対の圧力
   検出部と、該圧力検出部で検出された一対の圧力を差圧
   検出部に導く導圧管と前記した一対の圧力検出部から得
   られた圧力に基づいて差圧に比例した信号を得る差圧検
   出部と、該差圧検出部の出力信号と前記電磁流量計検出
   器の出力信号から流体の密度、体積流量、質量流量の少
   なくともいずれかを演算によつて得る演算部とを付加し
   たことを特徴とする質量流量計。 ２、請求項第１項において、圧力検出部として電磁流量
   計検出器と配管との間に設けたフランジの径方向に設け
   た開口部より導圧することを特徴とする質量流量計。 ３、請求項第１項において、前記演算結果である密度、
   体積流量、質量流量をシリアルの通信手段で伝送するこ
   とを特徴とする質量流量計。