JPH0740179Y2 - 流量測定装置の検出器 - Google Patents
流量測定装置の検出器Info
- Publication number
- JPH0740179Y2 JPH0740179Y2 JP1989110395U JP11039589U JPH0740179Y2 JP H0740179 Y2 JPH0740179 Y2 JP H0740179Y2 JP 1989110395 U JP1989110395 U JP 1989110395U JP 11039589 U JP11039589 U JP 11039589U JP H0740179 Y2 JPH0740179 Y2 JP H0740179Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- water
- water level
- flow velocity
- meter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば下水道管渠内に流れる流体の流量を
測定する流量測定装置の検出器、特に流量測定の簡易化
と測定精度の向上に関するものである。
測定する流量測定装置の検出器、特に流量測定の簡易化
と測定精度の向上に関するものである。
［従来の技術］ 例えば時間的な変動が大きい下水管渠内の流量を高精度
に測定することは、下水の総量規制や処理場におけるプ
ロセスの状況監視と制御等のために必要である。
に測定することは、下水の総量規制や処理場におけるプ
ロセスの状況監視と制御等のために必要である。
従来、下水管渠内の流量を測定する方法としては、フリ
ュームを用いて限界流を発生させ、その上流水深を超音
波等を使用した水位計で検出して流量を測定する方法
や、ベンチュリー管内の差圧により流速を検出したり、
超音波や電磁式の流速計で流速を検出して流量を算出す
る方法等が用いられている。
ュームを用いて限界流を発生させ、その上流水深を超音
波等を使用した水位計で検出して流量を測定する方法
や、ベンチュリー管内の差圧により流速を検出したり、
超音波や電磁式の流速計で流速を検出して流量を算出す
る方法等が用いられている。
しかしながら、管内の流速は第６図（ａ），（ｂ）の流
速分布図に示すように同一直径Ｄの断面を有する管11で
あっても、管11の管底から水面12までの水深Ｈが異なる
と流速分布13も異なる。したがって、管11内の流量を正
確に測定するためには、管11内の流水断面各部の流速を
測定して平均流速を算出する必要がある。しかしなが
ら、この方法で平均流速を求めるためには多くの測定位
置で流速を繰返し測定しなければならず、その測定がわ
ずらわしくて実用的ではなかった。そこで、例えば米国
特許4,083,246号に示すように、管11の底部で測定した
流速Ｖに補正係数ｆ（Ｈ）を乗算して平均流速VAVを算
出して流量を求めるする方法が採られている。
速分布図に示すように同一直径Ｄの断面を有する管11で
あっても、管11の管底から水面12までの水深Ｈが異なる
と流速分布13も異なる。したがって、管11内の流量を正
確に測定するためには、管11内の流水断面各部の流速を
測定して平均流速を算出する必要がある。しかしなが
ら、この方法で平均流速を求めるためには多くの測定位
置で流速を繰返し測定しなければならず、その測定がわ
ずらわしくて実用的ではなかった。そこで、例えば米国
特許4,083,246号に示すように、管11の底部で測定した
流速Ｖに補正係数ｆ（Ｈ）を乗算して平均流速VAVを算
出して流量を求めるする方法が採られている。
米国特許4,083,246号に開示された平均流速の測定方法
は、流体内に先端を挿入した空気配管に送られる空気の
あわが生じる圧力を検出して水深Ｈを求める水位計を流
速計とは別個に設け、この水位計で管内の水深Ｈを計測
し、計測した水深Ｈにより、第７図に示すようにあらか
じめ求めておいた管径Ｄに対する水深Ｈの割合すなはち
相対水深H/Dで変化する補正係数ｆ（Ｈ）を読み出し測
定流速Ｖに乗算して平均流速VAVを算出している。そし
て算出した平均流速VAVから流量を求めている ［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、時間的変動が大きく固形物等を含む下水
管渠内の水深Ｈを空気のあわが生じる圧力で検出する水
位計で計測することは容易ではなく、その測定精度が低
下するという短所があつた。
は、流体内に先端を挿入した空気配管に送られる空気の
あわが生じる圧力を検出して水深Ｈを求める水位計を流
速計とは別個に設け、この水位計で管内の水深Ｈを計測
し、計測した水深Ｈにより、第７図に示すようにあらか
じめ求めておいた管径Ｄに対する水深Ｈの割合すなはち
相対水深H/Dで変化する補正係数ｆ（Ｈ）を読み出し測
定流速Ｖに乗算して平均流速VAVを算出している。そし
て算出した平均流速VAVから流量を求めている ［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、時間的変動が大きく固形物等を含む下水
管渠内の水深Ｈを空気のあわが生じる圧力で検出する水
位計で計測することは容易ではなく、その測定精度が低
下するという短所があつた。
また、水位計と流速計とを別個に設置する必要があるた
め、その設置場所が限定されて設置に手間がかかるとい
う短所もあった。
め、その設置場所が限定されて設置に手間がかかるとい
う短所もあった。
この考案はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、容易に設置できるとともに高精度で流速と水深を
測定することができる流量測定装置の検出器を得ること
を目的とするものである。
あり、容易に設置できるとともに高精度で流速と水深を
測定することができる流量測定装置の検出器を得ること
を目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この考案に係る流量測定装置の検出器は、直方体形状を
し、先端が直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾
斜面を有する角錐台状に形成された検出器筐体と、上記
筐体内に固定された電磁流速計と、筐体の電磁流速計の
後段底部に固定され、流水断面水位による圧力に応じて
たわむ弾性隔膜と、弾性隔膜の上部に接して設けられた
変位センサとからなる水位計とを備えたことを特徴とす
る。
し、先端が直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾
斜面を有する角錐台状に形成された検出器筐体と、上記
筐体内に固定された電磁流速計と、筐体の電磁流速計の
後段底部に固定され、流水断面水位による圧力に応じて
たわむ弾性隔膜と、弾性隔膜の上部に接して設けられた
変位センサとからなる水位計とを備えたことを特徴とす
る。
［作用］ この考案においては、電磁流速計と水位計とを検出器内
に一体に設け、この検出器を流体内に設置することによ
り電磁流速計と水位計とを同時に設置し、かつ流体の流
速と水深を同時に計測する。
に一体に設け、この検出器を流体内に設置することによ
り電磁流速計と水位計とを同時に設置し、かつ流体の流
速と水深を同時に計測する。
また、流水断面水位に相当する圧力を筐体の底部に固定
された受圧面積の大きい弾性隔膜により受け、弾性隔膜
に生じた大きなたわみを変位センサで検出することによ
り水深を計測するから、流体中に存在する固形物等の影
響なしに水深を検出することができる。
された受圧面積の大きい弾性隔膜により受け、弾性隔膜
に生じた大きなたわみを変位センサで検出することによ
り水深を計測するから、流体中に存在する固形物等の影
響なしに水深を検出することができる。
［実施例］ 第１図，第２図はこの考案の一実施例を示し、第１図は
検出器１の外観を示す斜視図、第２図は検出器１の内部
構造を示す斜視図である。図に示すように、直方体状の
検出器１は合成樹脂材からなり、流体の流れを乱さない
ように、直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜
面を有する角錐台状の形状をした先端部２と直方体の検
出部３とが一体に形成されている。
検出器１の外観を示す斜視図、第２図は検出器１の内部
構造を示す斜視図である。図に示すように、直方体状の
検出器１は合成樹脂材からなり、流体の流れを乱さない
ように、直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜
面を有する角錐台状の形状をした先端部２と直方体の検
出部３とが一体に形成されている。
４は検出部３の両側面に設けられた電極、５は上下方向
に磁束が発生するように検出部３内に固定された電磁石
であり、電磁石５と電極４で電磁流速計６を構成してい
る。
に磁束が発生するように検出部３内に固定された電磁石
であり、電磁石５と電極４で電磁流速計６を構成してい
る。
７は流速計６の後段底部に固定され、流水断面水位に相
当する圧力でたわむダイアフラム、８はダイアフラム７
のたわみを検出する半導体ひずみゲージであり、ダイア
フラム７と半導体ひずみゲージ８で水位計９を構成して
いる。
当する圧力でたわむダイアフラム、８はダイアフラム７
のたわみを検出する半導体ひずみゲージであり、ダイア
フラム７と半導体ひずみゲージ８で水位計９を構成して
いる。
半導体ひずみゲージ８は第３図に示すように、弾性変形
の影響が反対称に加わる２個のストレインゲージ素子8
a,8bと抵抗R1,R2でブリッジを構成し、電源Ｅの電圧変
動の出力Ｈに対する影響を小さくし、かつ２個のストレ
インゲージ素子8a,8bの抵抗の差に比例した出力Ｈを出
すようになっている。なお、第３図において、R3,R4は
外部の制御部に設けられたゼロ・バランス用の抵抗であ
る。
の影響が反対称に加わる２個のストレインゲージ素子8
a,8bと抵抗R1,R2でブリッジを構成し、電源Ｅの電圧変
動の出力Ｈに対する影響を小さくし、かつ２個のストレ
インゲージ素子8a,8bの抵抗の差に比例した出力Ｈを出
すようになっている。なお、第３図において、R3,R4は
外部の制御部に設けられたゼロ・バランス用の抵抗であ
る。
この流速計６と水位計９の出力はプリアンプ10で増幅さ
れて外部の制御部に送られる。
れて外部の制御部に送られる。
次に上記のように構成された検出器１の動作を第４図の
検出器１の設置状態を示す斜視図及び第５図の流量計の
制御部を示すブロック図を参照して説明する。
検出器１の設置状態を示す斜視図及び第５図の流量計の
制御部を示すブロック図を参照して説明する。
まず、第４図の斜視図に示すように上端部にターンバッ
クル14を有する環状のセンサホルダ15を使用して先端を
上流側に向けた検出器１を管11の底部から一定位置ｙに
設置する。
クル14を有する環状のセンサホルダ15を使用して先端を
上流側に向けた検出器１を管11の底部から一定位置ｙに
設置する。
次に、流量計の制御部に設けられた入力手段20から測定
する管11の管径D,相当粗度ks及びセンサ取付位置ｙを入
力しメモリ22に記憶させる。
する管11の管径D,相当粗度ks及びセンサ取付位置ｙを入
力しメモリ22に記憶させる。
この状態で、検出器１の流速計６でセンサ取付位置ｙに
おける流速Ｖを計測し、同時に水位計９により水面12ま
での水深Ｈを計測し、各計測値をプリアンプ10で増幅し
てからセンサケーブル16を通して流量計の制御部のCPU2
1に送る。
おける流速Ｖを計測し、同時に水位計９により水面12ま
での水深Ｈを計測し、各計測値をプリアンプ10で増幅し
てからセンサケーブル16を通して流量計の制御部のCPU2
1に送る。
このように流速Ｖを計測するときに、検出器１の先端部
が直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜面を有
する角錐台状の形状をしているから、流速計６の位置に
おける流線の乱れを極力小さくすることができ、流速Ｖ
を精度良く計測することができる。また、水位計９で水
面までの水深Ｈを計測するときに、受圧面積の大きいダ
イヤフラム７で流水断面水位に相当する圧力を受け、こ
のダイヤフラム７に生じた大きなたわみを半導体ひずみ
ゲージ８で検出して水深Ｈを算出するから、流体中に存
在する固形物等の影響を受けずに水深Ｈを精度良く計測
することができる。
が直方体の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜面を有
する角錐台状の形状をしているから、流速計６の位置に
おける流線の乱れを極力小さくすることができ、流速Ｖ
を精度良く計測することができる。また、水位計９で水
面までの水深Ｈを計測するときに、受圧面積の大きいダ
イヤフラム７で流水断面水位に相当する圧力を受け、こ
のダイヤフラム７に生じた大きなたわみを半導体ひずみ
ゲージ８で検出して水深Ｈを算出するから、流体中に存
在する固形物等の影響を受けずに水深Ｈを精度良く計測
することができる。
CPU21は、まず水位計７から送られた水深信号Ｈとメモ
リ22に記憶されている管径Ｄとから流水断面積Ａと径深
Ｒを算出する。
リ22に記憶されている管径Ｄとから流水断面積Ａと径深
Ｒを算出する。
次に、算出した径深Ｒと水深信号Ｈ及びメモリ22に記憶
している相当粗度ksとセンサ取付位置ｙにより、センサ
取付位置ｙにおける測定流速Ｖと平均流速VAVの比α＝V
AV/Vで表わせる割増し係数αを算出する。この割増し係
数αは例えば次式で算出することができる。
している相当粗度ksとセンサ取付位置ｙにより、センサ
取付位置ｙにおける測定流速Ｖと平均流速VAVの比α＝V
AV/Vで表わせる割増し係数αを算出する。この割増し係
数αは例えば次式で算出することができる。
1/α＝１＋１＋2.31og（y/H）/0.4｛6.0＋5.751og（R/k
s）｝ CPU21は算出した割増し係数αを流速計６から送られる
流速信号Ｖに乗算して平均流速VAVを算出し、この平均
流速VAVに先に求めた流水断面積Ａを乗算して管11内の
流量Ｑを算出する。そして、流量Ｑを表示・記録手段23
に送り表示する。
s）｝ CPU21は算出した割増し係数αを流速計６から送られる
流速信号Ｖに乗算して平均流速VAVを算出し、この平均
流速VAVに先に求めた流水断面積Ａを乗算して管11内の
流量Ｑを算出する。そして、流量Ｑを表示・記録手段23
に送り表示する。
なお、上記実施例は水位計７に半導体ひずみゲージ８を
使用した場合について説明したが、容量形やインダクタ
ンス形の変位センサを使用して上記実施例と同様な作用
を奏することができる。
使用した場合について説明したが、容量形やインダクタ
ンス形の変位センサを使用して上記実施例と同様な作用
を奏することができる。
［考案の効果］ この考案は以上説明したように、電磁流速計と水位計と
を検出器内に一体に設け、この検出器を流体内に設置す
ることにより電磁流速計と水位計とを同時に設置するよ
うにしたから、流速計と水位計を短時間で容易に設置す
ることができる。
を検出器内に一体に設け、この検出器を流体内に設置す
ることにより電磁流速計と水位計とを同時に設置するよ
うにしたから、流速計と水位計を短時間で容易に設置す
ることができる。
また、同じ測定位置で流体の流速と水深を同時に計測す
ることができるから、流量を高精度に検出することがで
きる。
ることができるから、流量を高精度に検出することがで
きる。
また、流速を計測するときに、検出器の先端部が直方体
の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜面を有する角錐
台状の形状をしているから、流速計の位置における流線
の乱れを極力小さくすることができ、流速を精度良く計
測することができる。さらに、水位計で水面までの水深
を計測するときに、受圧面積の大きい弾性隔膜で流水断
面水位に相当する圧力を受け、この弾性隔膜に生じた大
きなたわみを変位センサで検出して水深を算出するか
ら、流体中に存在する固形物等の影響を受けずに水深を
検出することができ、測定誤差を小さくして精度良く水
深を計測することができる。したがって流量の変化も高
精度に計測することができる。
の上下面と両側面にそれぞれ沿った傾斜面を有する角錐
台状の形状をしているから、流速計の位置における流線
の乱れを極力小さくすることができ、流速を精度良く計
測することができる。さらに、水位計で水面までの水深
を計測するときに、受圧面積の大きい弾性隔膜で流水断
面水位に相当する圧力を受け、この弾性隔膜に生じた大
きなたわみを変位センサで検出して水深を算出するか
ら、流体中に存在する固形物等の影響を受けずに水深を
検出することができ、測定誤差を小さくして精度良く水
深を計測することができる。したがって流量の変化も高
精度に計測することができる。
第１図，第２図はこの考案の実施例を示し、第１図は検
出器の外観を示す斜視図、第２図は検出器の内部構造を
示す斜視図、第３図は上記実施例の半導体ひずみゲージ
を示す回路図、第４図は検出器の設置状態を示す斜視
図、第５図は流量計の制御部を示すブロック図、第６図
（ａ），（ｂ）は各々管内の流速分布を示す流速分布
図、第７図は従来例の補正係数特性図である。 １……検出器、４……電極、５……電磁石、６……電磁
流速計、７……ダイアフラム、８……半導体ひずみゲー
ジ、９……水位計。
出器の外観を示す斜視図、第２図は検出器の内部構造を
示す斜視図、第３図は上記実施例の半導体ひずみゲージ
を示す回路図、第４図は検出器の設置状態を示す斜視
図、第５図は流量計の制御部を示すブロック図、第６図
（ａ），（ｂ）は各々管内の流速分布を示す流速分布
図、第７図は従来例の補正係数特性図である。 １……検出器、４……電極、５……電磁石、６……電磁
流速計、７……ダイアフラム、８……半導体ひずみゲー
ジ、９……水位計。
Claims (1)
- 【請求項１】直方体形状をし、先端が直方体の上下面と
両側面にそれぞれ沿った傾斜面を有する角錐台状に形成
された検出器筐体と、 上記筐体内に固定された電磁流速計と、 筐体の電磁流速計の後段底部に固定され、流水断面水位
による圧力に応じてたわむ弾性隔膜と、弾性隔膜の上部
に接して設けられた変位センサとからなる水位計とを備
えたことを特徴とする流量測定装置の検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989110395U JPH0740179Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 流量測定装置の検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989110395U JPH0740179Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 流量測定装置の検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351319U JPH0351319U (ja) | 1991-05-20 |
| JPH0740179Y2 true JPH0740179Y2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=31658930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989110395U Expired - Lifetime JPH0740179Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 流量測定装置の検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740179Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509211B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1996-06-19 | 日本鋼管工事株式会社 | 排水路の流量測定方法 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1989110395U patent/JPH0740179Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0351319U (ja) | 1991-05-20 |
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