JPH07280617A - 微少液流量測定装置 - Google Patents
微少液流量測定装置Info
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- JPH07280617A JPH07280617A JP9923394A JP9923394A JPH07280617A JP H07280617 A JPH07280617 A JP H07280617A JP 9923394 A JP9923394 A JP 9923394A JP 9923394 A JP9923394 A JP 9923394A JP H07280617 A JPH07280617 A JP H07280617A
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- JP
- Japan
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- weight
- liquid
- container
- flow rate
- measuring device
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストで誤差の生じにくい構造を有する微
少液流量測定装置を提供する。 【構成】 容器１に対する流入量あるいは流出量を、容
器内の液量変化に基づいて測定するようにしてなる微少
液流量測定装置において、大半が液面下に沈むように容
器内に配設された重錘２と、重錘の重量を計測する重量
計測器４とを有し、重錘に作用する浮力変化を重量計測
器によって検出し、この検出値から求められる容器内の
液位変化に基づいて流入量あるいは流出量を測定するも
のとする。さらに、容器及び重錘の水平断面が、液面が
上下する範囲内において均一に形成されているものとす
る。
少液流量測定装置を提供する。 【構成】 容器１に対する流入量あるいは流出量を、容
器内の液量変化に基づいて測定するようにしてなる微少
液流量測定装置において、大半が液面下に沈むように容
器内に配設された重錘２と、重錘の重量を計測する重量
計測器４とを有し、重錘に作用する浮力変化を重量計測
器によって検出し、この検出値から求められる容器内の
液位変化に基づいて流入量あるいは流出量を測定するも
のとする。さらに、容器及び重錘の水平断面が、液面が
上下する範囲内において均一に形成されているものとす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、容器内の液量の変化に
基づいて容器に対する流入量あるいは流出量を測定する
流量測定装置に関し、特に計測流量が１リットル／Hr以下の
微少液流量測定装置に関するものである。
基づいて容器に対する流入量あるいは流出量を測定する
流量測定装置に関し、特に計測流量が１リットル／Hr以下の
微少液流量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、容器内の液量変化から流量を計測
する装置として、例えば、密閉容器内の気相部分及び液
相部分にそれぞれ接続された低圧側導圧管及び高圧側導
圧管の差圧を差圧伝送器によって測定し、この差圧に基
づいて算出された容器内の液位から液量を求めるように
したものがある。このような形式の流量測定装置におい
ては、高粘性の液体の場合、導圧管内の圧力損失が大き
いために誤差が生じやすく、場合によっては測定不可能
となることがあった。
する装置として、例えば、密閉容器内の気相部分及び液
相部分にそれぞれ接続された低圧側導圧管及び高圧側導
圧管の差圧を差圧伝送器によって測定し、この差圧に基
づいて算出された容器内の液位から液量を求めるように
したものがある。このような形式の流量測定装置におい
ては、高粘性の液体の場合、導圧管内の圧力損失が大き
いために誤差が生じやすく、場合によっては測定不可能
となることがあった。
【０００３】そこで、このような導圧管を不要としたダ
イアフラムタイプの差圧伝送器を利用したものがある
が、この形式の流量測定装置は、ダイアフラム接続部に
コンタミナントが生じるため、小流量の計測時に不用の
液量が滞留する不都合がある上、導圧管形式のものに比
して高価である。
イアフラムタイプの差圧伝送器を利用したものがある
が、この形式の流量測定装置は、ダイアフラム接続部に
コンタミナントが生じるため、小流量の計測時に不用の
液量が滞留する不都合がある上、導圧管形式のものに比
して高価である。
【０００４】他の形式の流量測定装置として、例えば、
図３に示されるように、液面上が大気に開放された容器
２０と共に液体５の重量を直接測定して液量を求めるも
のがある。この装置は、重量計測器２１から吊り下げら
れた容器２０の開口部２０ａに流入管２２及び流出管２
３が遊挿された構造をなしており、液圧の影響がないた
めに、上記のような導圧管やダイアフラムにおける不都
合を解消することができる。
図３に示されるように、液面上が大気に開放された容器
２０と共に液体５の重量を直接測定して液量を求めるも
のがある。この装置は、重量計測器２１から吊り下げら
れた容器２０の開口部２０ａに流入管２２及び流出管２
３が遊挿された構造をなしており、液圧の影響がないた
めに、上記のような導圧管やダイアフラムにおける不都
合を解消することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
流量測定装置においては、流出管２３を容器の下部に直
接接続することができないため、流出管２３を容器２０
上部の開口部２０ａから遊挿すると共に、この流出管２
３に吸い上げ用のポンプ２４を接続しなければ、容器２
０内の液体５を外部に排出することができない。このた
め、ポンプ２４が必須であり、コストが増大するという
不都合があった。
流量測定装置においては、流出管２３を容器の下部に直
接接続することができないため、流出管２３を容器２０
上部の開口部２０ａから遊挿すると共に、この流出管２
３に吸い上げ用のポンプ２４を接続しなければ、容器２
０内の液体５を外部に排出することができない。このた
め、ポンプ２４が必須であり、コストが増大するという
不都合があった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
低コストで誤差の生じにくい構造を有する微少液流量測
定装置を提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
低コストで誤差の生じにくい構造を有する微少液流量測
定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的は、本発明
によれば、容器に対する流入量あるいは流出量を、当該
容器内の液量変化に基づいて測定するようにしてなる微
少液流量測定装置であって、大半が液面下に沈むように
前記容器内に配設された重錘と、該重錘の重量を計測す
る重量計測器とを有し、前記重錘に作用する浮力変化を
前記重量計測器によって検出し、この検出値から求めら
れる前記容器内の液位変化に基づいて流入量あるいは流
出量を測定することを特徴とする微少液流量測定装置を
提供することにより達成される。
によれば、容器に対する流入量あるいは流出量を、当該
容器内の液量変化に基づいて測定するようにしてなる微
少液流量測定装置であって、大半が液面下に沈むように
前記容器内に配設された重錘と、該重錘の重量を計測す
る重量計測器とを有し、前記重錘に作用する浮力変化を
前記重量計測器によって検出し、この検出値から求めら
れる前記容器内の液位変化に基づいて流入量あるいは流
出量を測定することを特徴とする微少液流量測定装置を
提供することにより達成される。
【０００８】特に、前記容器及び前記重錘の水平断面
が、液面が上下する範囲内において均一に形成されてい
ると好ましい。
が、液面が上下する範囲内において均一に形成されてい
ると好ましい。
【０００９】
【作用】このように、重錘に作用する浮力が容器内の液
位に応じて変化することを利用すれば、この重錘の重量
を計測することで、容器に対して流入あるいは流出した
液体の重量を間接的に測定することができる。このた
め、従来例において必要とされた導圧管やポンプを設け
ることなく、極めて簡単な構造で微少な流量を測定する
ことが可能となる。
位に応じて変化することを利用すれば、この重錘の重量
を計測することで、容器に対して流入あるいは流出した
液体の重量を間接的に測定することができる。このた
め、従来例において必要とされた導圧管やポンプを設け
ることなく、極めて簡単な構造で微少な流量を測定する
ことが可能となる。
【００１０】また、容器及び重錘の水平断面が、液面が
上下する範囲内において均一に形成されていると、液位
の変化量、重錘に作用する浮力の変化量及び重量計測器
にて計測される重錘の重量の変化量が共に比例関係にな
り、重錘の重量の変化量から流量を算出する過程を簡略
化することができる。
上下する範囲内において均一に形成されていると、液位
の変化量、重錘に作用する浮力の変化量及び重量計測器
にて計測される重錘の重量の変化量が共に比例関係にな
り、重錘の重量の変化量から流量を算出する過程を簡略
化することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１２】図１は、本発明が適用された微少液流量測
定装置を示している。この装置は、上部が開口した円筒
状の容器１と、この容器１内に吊るされた両端部が半球
で塞がれた中空な円筒状の重錘２と、この重錘２の重量
を検出するロードセル４とから構成されており、容器１
内面と重錘２外面との間の隙間に液体５が溜まるように
なっている。
定装置を示している。この装置は、上部が開口した円筒
状の容器１と、この容器１内に吊るされた両端部が半球
で塞がれた中空な円筒状の重錘２と、この重錘２の重量
を検出するロードセル４とから構成されており、容器１
内面と重錘２外面との間の隙間に液体５が溜まるように
なっている。
【００１３】容器１及び重錘２は、共にステンレス製
で、容器１内面及び重錘２外面は、測定する液体５の液
面が上下する範囲内で、断面が均一になるよう成形され
ている。容器１上部の開口部には、ロート状の注入口６
が設けられており、容器１下部には流出管７、底部には
ドレン管８がそれぞれ設けられている。重錘２の上端に
は、ネジ棒９が重錘と軸線が一致するように設けられて
いる。
で、容器１内面及び重錘２外面は、測定する液体５の液
面が上下する範囲内で、断面が均一になるよう成形され
ている。容器１上部の開口部には、ロート状の注入口６
が設けられており、容器１下部には流出管７、底部には
ドレン管８がそれぞれ設けられている。重錘２の上端に
は、ネジ棒９が重錘と軸線が一致するように設けられて
いる。
【００１４】容器１上部に設けられたセンサーサポート
１０には、ロードセル４の一端が支持固定されており、
このロードセル４の他端は重錘２のネジ棒９に連結され
ている。これにより重錘２の重量がロードセル４に伝達
される。また、容器１に設けられたサポート１１によ
り、容器１及び重錘２の軸が鉛直方向になるように設置
固定される。
１０には、ロードセル４の一端が支持固定されており、
このロードセル４の他端は重錘２のネジ棒９に連結され
ている。これにより重錘２の重量がロードセル４に伝達
される。また、容器１に設けられたサポート１１によ
り、容器１及び重錘２の軸が鉛直方向になるように設置
固定される。
【００１５】このようにして構成された液流量測定装置
においては、液体が注入口６から流入したり、流出管７
から流出したりすると液位が変化し、これに応じて重錘
２に作用する浮力も変化する。この浮力の変化が、ロー
ドセル４で検出される重錘２の重量値に影響して、この
重量変化より流入量あるいは流出量を求めることができ
る。
においては、液体が注入口６から流入したり、流出管７
から流出したりすると液位が変化し、これに応じて重錘
２に作用する浮力も変化する。この浮力の変化が、ロー
ドセル４で検出される重錘２の重量値に影響して、この
重量変化より流入量あるいは流出量を求めることができ
る。
【００１６】以下に、流出管７から流出させたときの流
出量の測定原理を、図２に従って詳しく説明する。この
図２は、液体５が流出して、容器１と重錘２間の液面
が、Ａで示される位置からＢで示される位置まで低下し
たときの状況を模式的に示したものである。
出量の測定原理を、図２に従って詳しく説明する。この
図２は、液体５が流出して、容器１と重錘２間の液面
が、Ａで示される位置からＢで示される位置まで低下し
たときの状況を模式的に示したものである。
【００１７】まず、液面がＡ位置にあるときの重錘２に
よって排除された液体の重量Ｆは、重錘断面積Ｓb、液
体密度Ｒf及び液中の重錘の長さＬfから、Ｓb・Ｒf・Ｌ
fで表すことができる。また、重錘の真重量Ｗ0は、重錘
断面積Ｓb、重錘密度Ｒb、重錘長さＬbからＳb・Ｒb・
Ｌbで示される。これより、ロードセル４によって検出
される重錘２の見かけ重量Ｗは、次式のように算出され
る。 Ｗ＝Ｗ0−Ｆ＝Ｓb・（Ｒb・Ｌb−Ｒf・Ｌf） （式１）
よって排除された液体の重量Ｆは、重錘断面積Ｓb、液
体密度Ｒf及び液中の重錘の長さＬfから、Ｓb・Ｒf・Ｌ
fで表すことができる。また、重錘の真重量Ｗ0は、重錘
断面積Ｓb、重錘密度Ｒb、重錘長さＬbからＳb・Ｒb・
Ｌbで示される。これより、ロードセル４によって検出
される重錘２の見かけ重量Ｗは、次式のように算出され
る。 Ｗ＝Ｗ0−Ｆ＝Ｓb・（Ｒb・Ｌb−Ｒf・Ｌf） （式１）
【００１８】液面がＡ位置からＢ位置まで低下した変化
量をΔＬとすると、このときの重錘の見かけ重量の変化
量ΔＷは、上記（式１）より次式のようになる。 ΔＷ＝Ｓb・｛Ｒb・Ｌb−Ｒf・（Ｌf−ΔＬ）｝ −Ｓb・（Ｒb・Ｌb−Ｒf・Ｌf） ＝Ｓb・Ｒf・ΔＬ （式２）
量をΔＬとすると、このときの重錘の見かけ重量の変化
量ΔＷは、上記（式１）より次式のようになる。 ΔＷ＝Ｓb・｛Ｒb・Ｌb−Ｒf・（Ｌf−ΔＬ）｝ −Ｓb・（Ｒb・Ｌb−Ｒf・Ｌf） ＝Ｓb・Ｒf・ΔＬ （式２）
【００１９】また、液位がΔＬ低下したのだから、容器
１と重錘２間の液体が溜まる部分の面積である容器内有
効断面積Ｓa（＝Ｓv−Ｓb、Ｓvは容器断面積）から、流
出液重量ΔＣは次式のように算出される。 ΔＣ＝Ｓa・Ｒf・ΔＬ （式３） 上記（式２）よりＲf・ΔＬ＝ΔＷ／Ｓbであるから、流
出液重量ΔＣはさらに次式のように表すことができる。 ΔＣ＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ （式４） このようにして、ロードセル４によって検出される重錘
２の見かけ重量の変化ΔＷから、流出した液体の重量Δ
Ｃを求めることができる。
１と重錘２間の液体が溜まる部分の面積である容器内有
効断面積Ｓa（＝Ｓv−Ｓb、Ｓvは容器断面積）から、流
出液重量ΔＣは次式のように算出される。 ΔＣ＝Ｓa・Ｒf・ΔＬ （式３） 上記（式２）よりＲf・ΔＬ＝ΔＷ／Ｓbであるから、流
出液重量ΔＣはさらに次式のように表すことができる。 ΔＣ＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ （式４） このようにして、ロードセル４によって検出される重錘
２の見かけ重量の変化ΔＷから、流出した液体の重量Δ
Ｃを求めることができる。
【００２０】ところで、上記（式４）を変形すると次式
のようになる。 ΔＷ＝ΔＣ・（Ｓb／Ｓa） （式５） これより、容器断面積Ｓvを一定にしたまま重錘断面積
Ｓbを大きくすると、容器内有効断面積Ｓaは小さくな
り、同じ重量ΔＣの液体が流出しても、見かけ重量の変
化ΔＷは大きくなる。このことからわかるように、重錘
断面積Ｓbを大きくすることで、計測値すなわち見かけ
重量の変化ΔＷを増幅することが可能となる。
のようになる。 ΔＷ＝ΔＣ・（Ｓb／Ｓa） （式５） これより、容器断面積Ｓvを一定にしたまま重錘断面積
Ｓbを大きくすると、容器内有効断面積Ｓaは小さくな
り、同じ重量ΔＣの液体が流出しても、見かけ重量の変
化ΔＷは大きくなる。このことからわかるように、重錘
断面積Ｓbを大きくすることで、計測値すなわち見かけ
重量の変化ΔＷを増幅することが可能となる。
【００２１】この重錘断面積の拡大による増幅効果につ
いて、重錘断面積を変えたケース１、２の２例を比較し
て確認してみる。容器断面積Ｓvは25.1cm2（内径5.65c
m）で、両ケースとも同一である。ケース１では、重錘
断面積Ｓbを11.3cm2（外径3.80cm）とする。このとき、
容器内有効断面積Ｓaは13.8cm2となる。ケース２では、
重錘断面積Ｓbを19.6cm2（外径5.00cm）とする。このと
き、容器内有効断面積Ｓaは5.5cm2となる。
いて、重錘断面積を変えたケース１、２の２例を比較し
て確認してみる。容器断面積Ｓvは25.1cm2（内径5.65c
m）で、両ケースとも同一である。ケース１では、重錘
断面積Ｓbを11.3cm2（外径3.80cm）とする。このとき、
容器内有効断面積Ｓaは13.8cm2となる。ケース２では、
重錘断面積Ｓbを19.6cm2（外径5.00cm）とする。このと
き、容器内有効断面積Ｓaは5.5cm2となる。
【００２２】ここで、30分間の見かけ重量の変化ΔＷが
50gであったとすると、ケース１では次式のようにし
て、上記（式４）より流量Ｖa（１時間当たりの流出し
た液体の重量ΔＣ）を求めることができる。 Ｖa＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ・（60/30） ＝（13.8/11.3）・50・（60/30） ＝122［g/Hr］ ケース２では次式のようにして流量Ｖaを求めることが
できる。 Ｖa＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ・（60/30） ＝（5.5/19.6）・50・（60/30） ＝28.1［g/Hr］
50gであったとすると、ケース１では次式のようにし
て、上記（式４）より流量Ｖa（１時間当たりの流出し
た液体の重量ΔＣ）を求めることができる。 Ｖa＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ・（60/30） ＝（13.8/11.3）・50・（60/30） ＝122［g/Hr］ ケース２では次式のようにして流量Ｖaを求めることが
できる。 Ｖa＝（Ｓa／Ｓb）・ΔＷ・（60/30） ＝（5.5/19.6）・50・（60/30） ＝28.1［g/Hr］
【００２３】これらの結果を、見かけ重量の変化ΔＷの
１時間あたりの値が100［g/Hr］であることと比較する
と、ケース２においては、28.1［g/Hr］の流量に対して
100［g/Hr］が計測されることになり、約３．６倍に増
幅されていることがわかる。また、ケース１と比較する
と、ケース２では計測感度が約４．３倍になっているこ
とがわかる。
１時間あたりの値が100［g/Hr］であることと比較する
と、ケース２においては、28.1［g/Hr］の流量に対して
100［g/Hr］が計測されることになり、約３．６倍に増
幅されていることがわかる。また、ケース１と比較する
と、ケース２では計測感度が約４．３倍になっているこ
とがわかる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による微少液流量測定装置によれば、重量計測器から
吊るされた重錘を容器内に配設するだけの極めて簡単な
構造であるため、誤差が発生しにくくかつコストを低減
することが可能となる。
明による微少液流量測定装置によれば、重量計測器から
吊るされた重錘を容器内に配設するだけの極めて簡単な
構造であるため、誤差が発生しにくくかつコストを低減
することが可能となる。
【００２５】また、容器に対してその内部に設置される
重錘の水平断面積をより大きくとることにより、微少な
液の重量変化を増幅して計測することができ、計測感度
を向上させることが可能となる。
重錘の水平断面積をより大きくとることにより、微少な
液の重量変化を増幅して計測することができ、計測感度
を向上させることが可能となる。
【図１】本発明に基づく微少液流量測定装置の縦断面
図。
図。
【図２】図１に示される装置の測定原理を説明するため
の模式図。
の模式図。
【図３】従来の微少液流量測定装置の縦断面図。
１ 容器 ２ 重錘 ４ ロードセル ５ 液体 ６ 注入口 ７ 流出管 ８ ドレン管 ９ ネジ棒 １０ センサーサポート １１ サポート ２０ 容器 ２０ａ 開口部 ２１ 重量計測器 ２２ 流入管 ２３ 流出管 ２４ ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 容器に対する流入量あるいは流出量
を、当該容器内の液量変化に基づいて測定するようにし
てなる微少液流量測定装置であって、 大半が液面下に沈むように前記容器内に配設された重錘
と、該重錘の重量を計測する重量計測器とを有し、前記
重錘に作用する浮力変化を前記重量計測器によって検出
し、この検出値から求められる前記容器内の液位変化に
基づいて流入量あるいは流出量を測定することを特徴と
する微少液流量測定装置。 - 【請求項２】 前記容器及び前記重錘の水平断面が、
液面が上下する範囲内において均一に形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の微少液流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9923394A JPH07280617A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 微少液流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9923394A JPH07280617A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 微少液流量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280617A true JPH07280617A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=14241969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9923394A Pending JPH07280617A (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 微少液流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07280617A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441496A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 吉林师范大学 | 一种液位测量方法 |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP9923394A patent/JPH07280617A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441496A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 吉林师范大学 | 一种液位测量方法 |
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