JPH0694490A - 管内ガス流量計測装置 - Google Patents
管内ガス流量計測装置Info
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- JPH0694490A JPH0694490A JP24382592A JP24382592A JPH0694490A JP H0694490 A JPH0694490 A JP H0694490A JP 24382592 A JP24382592 A JP 24382592A JP 24382592 A JP24382592 A JP 24382592A JP H0694490 A JPH0694490 A JP H0694490A
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- pressure
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ガス輸送管の管内流量の計測を迅速かつ容易に
行える管内ガス流量計測装置を提供すること。 【構成】断面が一定の管路１２の上流側に位置する第１
の計測点Ａにおける壁面静圧を計測する圧力センサ１６
と、第１の計測点Ａにおける管内温度を計測する温度セ
ンサ１４ａ〜１４ｄと、管路１２の下流側に位置する第
２の計測点Ｂにおける壁面静圧を計測する圧力センサ２
０と、第２の計測点Ｂにおける管内温度を計測する温度
センサ１８ａ〜１８ｄと、これらの各センサ１６，２
０，１４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄからの出力に基づ
いてガスの流量を演算する演算処理装置２５とを備えて
いる。
行える管内ガス流量計測装置を提供すること。 【構成】断面が一定の管路１２の上流側に位置する第１
の計測点Ａにおける壁面静圧を計測する圧力センサ１６
と、第１の計測点Ａにおける管内温度を計測する温度セ
ンサ１４ａ〜１４ｄと、管路１２の下流側に位置する第
２の計測点Ｂにおける壁面静圧を計測する圧力センサ２
０と、第２の計測点Ｂにおける管内温度を計測する温度
センサ１８ａ〜１８ｄと、これらの各センサ１６，２
０，１４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄからの出力に基づ
いてガスの流量を演算する演算処理装置２５とを備えて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば火力プラントや
原子力プラント等のプラントにおけるガス輸送管の中を
流れるガス流量を計測する管内ガス流量計測装置に関す
る。
原子力プラント等のプラントにおけるガス輸送管の中を
流れるガス流量を計測する管内ガス流量計測装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られているこの種の管内ガス
の流量計測装置として、オリフィス板、ノズル、ベンチ
ュリ管等を用いた絞り流量計を用いた装置や電磁流量計
を用いた装置が使用されている。
の流量計測装置として、オリフィス板、ノズル、ベンチ
ュリ管等を用いた絞り流量計を用いた装置や電磁流量計
を用いた装置が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の管内ガ
ス流量計測装置では、次のような問題があった。すなわ
ち、絞り流量計を用いた管内ガス流量計測装置にあって
は、ガス輸送管の断面にオリフィス板、ノズル、ベンチ
ュリ管等を配置しなければならないため、ガス輸送管を
切断したり、ガス輸送管にフランジを取付ける等の作業
が必要となる。このため、計測準備作業が煩雑である
上、稼働中の現地プラントに管内ガス流量計測装置を取
付けるような場合、プラントを長時間停止させる必要が
あった。また、電磁流量計を用いた装置では、取付作業
は比較的容易であるが、計測器が高価であるにもかかわ
らず計測精度が低いという欠点があった。さらに上記各
装置はいずれも既成の流量計をガス輸送管に適合するよ
うに装填する必要がある為、現地プラントでの現場計測
には不向きであるという問題があった。
ス流量計測装置では、次のような問題があった。すなわ
ち、絞り流量計を用いた管内ガス流量計測装置にあって
は、ガス輸送管の断面にオリフィス板、ノズル、ベンチ
ュリ管等を配置しなければならないため、ガス輸送管を
切断したり、ガス輸送管にフランジを取付ける等の作業
が必要となる。このため、計測準備作業が煩雑である
上、稼働中の現地プラントに管内ガス流量計測装置を取
付けるような場合、プラントを長時間停止させる必要が
あった。また、電磁流量計を用いた装置では、取付作業
は比較的容易であるが、計測器が高価であるにもかかわ
らず計測精度が低いという欠点があった。さらに上記各
装置はいずれも既成の流量計をガス輸送管に適合するよ
うに装填する必要がある為、現地プラントでの現場計測
には不向きであるという問題があった。
【０００４】そこで本発明は流量計測準備作業が簡単
で、簡易な計測手段でありながら計測精度が高く、プラ
ントでの現場計測に好適な管内ガス流量計測装置を提供
することを目的としている。
で、簡易な計測手段でありながら計測精度が高く、プラ
ントでの現場計測に好適な管内ガス流量計測装置を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、断面が一定の管路内の管内
ガス流量計測装置であって、前記管路の上流側に位置す
る第１の計測点における壁面静圧を計測する圧力センサ
と、前記第１の計測点における管内温度を計測する温度
センサと、前記管路の下流側に位置する第２の計測点に
おける壁面静圧を計測する圧力センサと、前記第２の計
測点における管内温度を計測する温度センサと、これら
の各センサにて計測された圧力計測値および温度計測値
に基づいてガスの流量を演算する演算処理装置とを備え
るようにした。
達成するために、本発明は、断面が一定の管路内の管内
ガス流量計測装置であって、前記管路の上流側に位置す
る第１の計測点における壁面静圧を計測する圧力センサ
と、前記第１の計測点における管内温度を計測する温度
センサと、前記管路の下流側に位置する第２の計測点に
おける壁面静圧を計測する圧力センサと、前記第２の計
測点における管内温度を計測する温度センサと、これら
の各センサにて計測された圧力計測値および温度計測値
に基づいてガスの流量を演算する演算処理装置とを備え
るようにした。
【０００６】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。
る。
【０００７】一般に、断面積一定のガス輸送管内の断熱
流れは、管の壁面摩擦が流体に作用するファーノ（Ｆａ
ｎｎｏ）流れと近似できる。そこで、ガス輸送管の壁面
摩擦係数をｆ、管の等価直径をＤ、ガス流れのマッハ数
をＭ、ガスの比熱比をκとすると、管内流れ方向の静圧
力勾配ｄｐ／ｄｘは公知であるファーノの式より、
流れは、管の壁面摩擦が流体に作用するファーノ（Ｆａ
ｎｎｏ）流れと近似できる。そこで、ガス輸送管の壁面
摩擦係数をｆ、管の等価直径をＤ、ガス流れのマッハ数
をＭ、ガスの比熱比をκとすると、管内流れ方向の静圧
力勾配ｄｐ／ｄｘは公知であるファーノの式より、
【０００８】
【数１】 と表すことができる。
【０００９】ここで、管の軸方向にＬだけ隔てて設けら
れた計測点Ａ，Ｂにおける壁面静圧力ｐA ，ｐB から、
（１）式のｄｐ、ｄｘ、ｐはそれぞれ次のように置き換
えることができる。 ｄｐ＝ｐB −ｐA 、ｄｘ＝Ｌ、ｐ＝（ｐA ＋ｐB ）／２ したがって、（１）式より、計測点Ａ，Ｂ間の平均マッ
ハ数Ｍm は、
れた計測点Ａ，Ｂにおける壁面静圧力ｐA ，ｐB から、
（１）式のｄｐ、ｄｘ、ｐはそれぞれ次のように置き換
えることができる。 ｄｐ＝ｐB −ｐA 、ｄｘ＝Ｌ、ｐ＝（ｐA ＋ｐB ）／２ したがって、（１）式より、計測点Ａ，Ｂ間の平均マッ
ハ数Ｍm は、
【００１０】
【数２】 とおけば、
【００１１】
【数３】 となる。次に、ガスをガス定数Ｒの理想気体と仮定すれ
ば、計測点Ａ，Ｂ間の平均音速Ａm は、計測点Ａ，Ｂに
おける静温度ｔA ，ｔB から、
ば、計測点Ａ，Ｂ間の平均音速Ａm は、計測点Ａ，Ｂに
おける静温度ｔA ，ｔB から、
【００１２】
【数４】 となる。
【００１３】平均マッハ数Ｍm および平均音速Ａm よ
り、計測点Ａ，Ｂ間の平均流速Ｕm は、
Ｕm ＝Ｍm ×Ａm …（５） となる。さらに、気体の状態方程式（ｐ＝ρＲＴ）およ
び計測点Ａの密度ρA および計測点Ｂの密度ρB より、
計測点Ａ，Ｂ間の平均密度ρm は、 ρm ＝（ρA ＋ρB ）／２ ＝（ｐA ／ＲｔA ＋ｐB ／ＲｔB ） …（６） となる。以上の（１）〜（６）式より、管内ガス流れの
質量流量Ｇは、 Ｇ＝ρm Ｕm （π／４）Ｄ2 …（７） また、管内ガス流れの体積流量Ｑは、 Ｑ＝Ｕm （π／４）Ｄ2 …（８） となる。
り、計測点Ａ，Ｂ間の平均流速Ｕm は、
Ｕm ＝Ｍm ×Ａm …（５） となる。さらに、気体の状態方程式（ｐ＝ρＲＴ）およ
び計測点Ａの密度ρA および計測点Ｂの密度ρB より、
計測点Ａ，Ｂ間の平均密度ρm は、 ρm ＝（ρA ＋ρB ）／２ ＝（ｐA ／ＲｔA ＋ｐB ／ＲｔB ） …（６） となる。以上の（１）〜（６）式より、管内ガス流れの
質量流量Ｇは、 Ｇ＝ρm Ｕm （π／４）Ｄ2 …（７） また、管内ガス流れの体積流量Ｑは、 Ｑ＝Ｕm （π／４）Ｄ2 …（８） となる。
【００１４】以上のようにして、管内ガス流れをファー
ノ流れに近似させているので、計測点Ａ，Ｂにおける壁
面静圧力ｐA ，ｐB および静温度ｔA ，ｔB から管内ガ
ス流れの質量流量Ｇおよび体積流量Ｑを算出することが
できる。
ノ流れに近似させているので、計測点Ａ，Ｂにおける壁
面静圧力ｐA ，ｐB および静温度ｔA ，ｔB から管内ガ
ス流れの質量流量Ｇおよび体積流量Ｑを算出することが
できる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る管内ガス流量
計測装置１１を取り付けたガス輸送管１２の断面を示す
図である。
計測装置１１を取り付けたガス輸送管１２の断面を示す
図である。
【００１６】図１に示すように、円管からなるガス輸送
管１２の所定距離Ｌを隔てた２箇所には第１、第２の計
測点Ａ，Ｂが設けられている。これらの計測点のうちガ
ス輸送管１２の上流側に位置する第１の計測点Ａを代表
させてその断面を示すと、図２に示すように構成されて
いる。
管１２の所定距離Ｌを隔てた２箇所には第１、第２の計
測点Ａ，Ｂが設けられている。これらの計測点のうちガ
ス輸送管１２の上流側に位置する第１の計測点Ａを代表
させてその断面を示すと、図２に示すように構成されて
いる。
【００１７】図２に示すように、計測点Ａには静圧孔と
なる圧力タップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがガス
輸送管１２の内周面に周方向へ９０度の間隔をあけて設
けられている。また、熱電対で構成された温度センサ１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、ガス輸送管１２の内
周面に周方向へ９０度の間隔をあけて、かつ圧力タップ
１３ａ〜１３ｄとは４５度ずらして固定されている。前
記圧力タップ１３ａ〜１３ｄはチューブ１５を介して一
つに集合され圧力センサ１６に接続されている。
なる圧力タップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄがガス
輸送管１２の内周面に周方向へ９０度の間隔をあけて設
けられている。また、熱電対で構成された温度センサ１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが、ガス輸送管１２の内
周面に周方向へ９０度の間隔をあけて、かつ圧力タップ
１３ａ〜１３ｄとは４５度ずらして固定されている。前
記圧力タップ１３ａ〜１３ｄはチューブ１５を介して一
つに集合され圧力センサ１６に接続されている。
【００１８】下流側に位置する計測点Ｂも同様に圧力タ
ップ１７ａ〜１７ｄおよび温度センサ１８ａ〜１８ｄが
設けられており、圧力タップ１７ａ〜１７ｄからチュー
ブ１９を介して圧力センサ２０が接続されている。
ップ１７ａ〜１７ｄおよび温度センサ１８ａ〜１８ｄが
設けられており、圧力タップ１７ａ〜１７ｄからチュー
ブ１９を介して圧力センサ２０が接続されている。
【００１９】圧力センサ１６，２０および温度センサ１
４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄはそれぞれケーブル群２
１，２２および２３，２４を介して流量算出用の演算処
理装置２５に接続されている。
４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄはそれぞれケーブル群２
１，２２および２３，２４を介して流量算出用の演算処
理装置２５に接続されている。
【００２０】このように構成された管内ガス流量計測装
置１１では、圧力センサ１６，２０および温度センサ１
４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄの各出力が流量算出用の
演算処理回路２５に与えられる。圧力センサ１６，２０
の出力はそのまま壁面静圧力ｐA ，ｐB となり、温度セ
ンサ１４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄの出力は流量算出
用の演算処理回路２５によって平均化処理され、それぞ
れ静温度ｔA ，ｔB とされる。
置１１では、圧力センサ１６，２０および温度センサ１
４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄの各出力が流量算出用の
演算処理回路２５に与えられる。圧力センサ１６，２０
の出力はそのまま壁面静圧力ｐA ，ｐB となり、温度セ
ンサ１４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄの出力は流量算出
用の演算処理回路２５によって平均化処理され、それぞ
れ静温度ｔA ，ｔB とされる。
【００２１】さらに、流量算出用の演算処理装置２５で
は予め、管の直径Ｄ、計測点ＡとＢとの間のガス輸送管
１２の軸方向距離Ｌ、およびガス輸送管１２の壁面摩擦
係数ｆが記憶されており、壁面静圧力ｐA ，ｐB および
静温度ｔA ，ｔB に基づいて前述した式（１）〜（８）
に従って流量が算出される。
は予め、管の直径Ｄ、計測点ＡとＢとの間のガス輸送管
１２の軸方向距離Ｌ、およびガス輸送管１２の壁面摩擦
係数ｆが記憶されており、壁面静圧力ｐA ，ｐB および
静温度ｔA ，ｔB に基づいて前述した式（１）〜（８）
に従って流量が算出される。
【００２２】また、本実施例に係る管内ガス流量計測装
置１１をガス輸送管１２に取付ける場合、ガス輸送管１
２に圧力タップおよび温度センサを固定するための孔を
穿設し、圧力タップおよび温度センサを固定するだけな
ので、作業が容易で計測準備を短時間で行える。したが
って、稼働中のプラント内のガス輸送管のガス流量を計
測する場合でも、プラントを長時間に亘って停止させず
にすむ。
置１１をガス輸送管１２に取付ける場合、ガス輸送管１
２に圧力タップおよび温度センサを固定するための孔を
穿設し、圧力タップおよび温度センサを固定するだけな
ので、作業が容易で計測準備を短時間で行える。したが
って、稼働中のプラント内のガス輸送管のガス流量を計
測する場合でも、プラントを長時間に亘って停止させず
にすむ。
【００２３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではない。例えば上述した実施例では各計測点におけ
る圧力タップおよび温度センサは４個ずつ設置されてい
るが、計測条件によって適宜増減可能である。また、上
述した例ではプラントにおけるガス輸送管について説明
したが、他の装置におけるガス輸送管にも適用できる。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
のではない。例えば上述した実施例では各計測点におけ
る圧力タップおよび温度センサは４個ずつ設置されてい
るが、計測条件によって適宜増減可能である。また、上
述した例ではプラントにおけるガス輸送管について説明
したが、他の装置におけるガス輸送管にも適用できる。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、絞り流量計や電磁流量
計を用いずにガス輸送管の管内流量を迅速かつ適確に計
測できるので、流量計測準備作業が簡単で、簡易な計測
手段でありながら計測精度が高く、プラントでの現場計
測に好適な管内ガス流量計測装置を提供できる。
計を用いずにガス輸送管の管内流量を迅速かつ適確に計
測できるので、流量計測準備作業が簡単で、簡易な計測
手段でありながら計測精度が高く、プラントでの現場計
測に好適な管内ガス流量計測装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る管内ガス流量計測装置
をガス輸送管に取り付けた状態を示す縦断面図。
をガス輸送管に取り付けた状態を示す縦断面図。
【図２】同実施例に係る管内ガス流量計測装置の図１に
おけるＸ−Ｘ線矢視断面図。
おけるＸ−Ｘ線矢視断面図。
１１…管内ガス流量計測装置 １２…ガス輸送管 １３ａ〜１３ｄ，１７ａ〜１７ｄ…圧力タップ １４ａ〜１４ｄ，１８ａ〜１８ｄ…温度センサ １６，２０…圧力センサ ２５…流量算出演
算処理装置
算処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】平均マッハ数Ｍm および平均音速Ａm よ
り、計測点Ａ，Ｂ間の平均流速Ｕm は Ｕm ＝Ｍm ×Ａm …（５） となる。さらに、気体の状態方程式（ｐ＝ρＲｔ）およ
び計測点Ａの密度ρA および計測点Ｂの密度ρB より、
計測点Ａ，Ｂ間の平均密度ρm は、 ρm ＝（ρA ＋ρB ）／２ ＝（ｐA ／ＲｔA ＋ｐB ／ＲｔB ） …（６）
となる。 以上の（１）〜（６）式より、管内ガス流れの質量流量
Ｇは、 Ｇ＝ρm Ｕm （π／４）Ｄ2 …（７） また、管内ガス流れの体積流量Ｑは、 Ｑ＝Ｕm （π／４）Ｄ2 …（８） となる。
り、計測点Ａ，Ｂ間の平均流速Ｕm は Ｕm ＝Ｍm ×Ａm …（５） となる。さらに、気体の状態方程式（ｐ＝ρＲｔ）およ
び計測点Ａの密度ρA および計測点Ｂの密度ρB より、
計測点Ａ，Ｂ間の平均密度ρm は、 ρm ＝（ρA ＋ρB ）／２ ＝（ｐA ／ＲｔA ＋ｐB ／ＲｔB ） …（６）
となる。 以上の（１）〜（６）式より、管内ガス流れの質量流量
Ｇは、 Ｇ＝ρm Ｕm （π／４）Ｄ2 …（７） また、管内ガス流れの体積流量Ｑは、 Ｑ＝Ｕm （π／４）Ｄ2 …（８） となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】さらに、流量算出用の演算処理装置２５で
は予め、管の直径Ｄ、計測点ＡとＢとの間のガス輸送管
１２の軸方向距離Ｌ、ガス輸送管１２の壁面摩擦係数
ｆ、および輸送管内ガスの比熱比κと気体定数Ｒが記憶
（計測前に入力される。）されており、壁面静圧力ｐ
A ，ｐB および静温度ｔA ，ｔB に基づいて前述した式
（１）〜（８）に従って流量が算出される。
は予め、管の直径Ｄ、計測点ＡとＢとの間のガス輸送管
１２の軸方向距離Ｌ、ガス輸送管１２の壁面摩擦係数
ｆ、および輸送管内ガスの比熱比κと気体定数Ｒが記憶
（計測前に入力される。）されており、壁面静圧力ｐ
A ，ｐB および静温度ｔA ，ｔB に基づいて前述した式
（１）〜（８）に従って流量が算出される。
Claims (1)
- 【請求項１】断面が一定の管路内の管内ガス流量計測装
置であって、 前記管路の上流側に位置する第１の計測点における壁面
静圧を計測する圧力センサと、前記第１の計測点におけ
る管内温度を計測する温度センサと、前記管路の下流側
に位置する第２の計測点における壁面静圧を計測する圧
力センサと、前記第２の計測点における管内温度を計測
する温度センサと、これらの各センサにて計測された圧
力計測値および温度計測値に基づいてガスの流量を演算
する演算処理装置とを備えてなることを特徴とする管内
ガス流量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24382592A JPH0694490A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 管内ガス流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24382592A JPH0694490A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 管内ガス流量計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694490A true JPH0694490A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17109493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24382592A Withdrawn JPH0694490A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 管内ガス流量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694490A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6253624B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-07-03 | Rosemount Inc. | Friction flowmeter |
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| CN102564504A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-11 | 浙江省计量科学研究院 | 多截面分布式光纤光栅热式流量传感器 |
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-
1992
- 1992-09-11 JP JP24382592A patent/JPH0694490A/ja not_active Withdrawn
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