JPH0752111B2 - 流体流量モニタ用プローブ及び流体流量モニタ方法 - Google Patents
流体流量モニタ用プローブ及び流体流量モニタ方法Info
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- JPH0752111B2 JPH0752111B2 JP61041359A JP4135986A JPH0752111B2 JP H0752111 B2 JPH0752111 B2 JP H0752111B2 JP 61041359 A JP61041359 A JP 61041359A JP 4135986 A JP4135986 A JP 4135986A JP H0752111 B2 JPH0752111 B2 JP H0752111B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
- G01F1/46—Pitot tubes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、流体の流量をモニタするのに使用するプロー
ブに関する。本発明は、限定的ではないが、特に分配用
パイプ内の天然ガスの流量をモニタするのに使用するプ
ローブに関する。
ブに関する。本発明は、限定的ではないが、特に分配用
パイプ内の天然ガスの流量をモニタするのに使用するプ
ローブに関する。
いわゆるピトー静圧力管は周知の形式のプローブであ
る。かかるチューブはＬ字形であり、モニタされる流れ
の方向に平行に延びる下端部分を有する。下端部分の先
端は、進入する流れに向かうよう設けられ、第１の検出
ポートを有するが、このポートの平面はモニタされる流
れに対して横方向に設けられる。下端部分の壁の第１ポ
ートの下流には、第２の検出ポートまたは列をなす第２
ポートの各々が設けられる。第２ポートまたは第２ポー
トの各々の平面は、モニタされる流れに平行である。第
１ポートの圧力と第２ポートの圧力との差は、先端にお
ける流体速度の２乗に比例する。
る。かかるチューブはＬ字形であり、モニタされる流れ
の方向に平行に延びる下端部分を有する。下端部分の先
端は、進入する流れに向かうよう設けられ、第１の検出
ポートを有するが、このポートの平面はモニタされる流
れに対して横方向に設けられる。下端部分の壁の第１ポ
ートの下流には、第２の検出ポートまたは列をなす第２
ポートの各々が設けられる。第２ポートまたは第２ポー
トの各々の平面は、モニタされる流れに平行である。第
１ポートの圧力と第２ポートの圧力との差は、先端にお
ける流体速度の２乗に比例する。
実用的目的では、モニタされる流れを閉じ込める壁のグ
ランド又はバルブを通してプローブを挿入したり抜き取
ることができるように、プローブは真っすぐでなければ
ならないので、Ｌ字形のかかるプローブは一般的に使用
できない。真っすぐな構造のプローブは、すでに英国特
許第2012056A号（ディートリッヒ・スタンダード・コー
ポレーション）の明細書に提案されている。この提案例
では、細長い本体は、その側面に、長手方向に延びるエ
ッジを有する。各エッジにて、本体から境界層が分離
し、本体のまわりで２つのエッジを通って流れる流体の
２つの流れの後方には、本体の下流側に下流を向いた検
出ポートが配置される。したがって、ポートは２つのエ
ッジから若干離れて位置し、これらエッジは、正確且つ
対称に本体に配置しなければならない。
ランド又はバルブを通してプローブを挿入したり抜き取
ることができるように、プローブは真っすぐでなければ
ならないので、Ｌ字形のかかるプローブは一般的に使用
できない。真っすぐな構造のプローブは、すでに英国特
許第2012056A号（ディートリッヒ・スタンダード・コー
ポレーション）の明細書に提案されている。この提案例
では、細長い本体は、その側面に、長手方向に延びるエ
ッジを有する。各エッジにて、本体から境界層が分離
し、本体のまわりで２つのエッジを通って流れる流体の
２つの流れの後方には、本体の下流側に下流を向いた検
出ポートが配置される。したがって、ポートは２つのエ
ッジから若干離れて位置し、これらエッジは、正確且つ
対称に本体に配置しなければならない。
本発明の目的は、検出ポートを有するが、これら２つの
エッジを要しない流体流量モニタ用プローブ及び流体流
量モニタ方法を提供することにある。
エッジを要しない流体流量モニタ用プローブ及び流体流
量モニタ方法を提供することにある。
本発明によれば、流体の流量をモニタするのに使用する
抜き取り可能なプローブであって、 先端部分（18）を含む細長い円筒形本体（10）を含み、
前記先端部分は、該先端部分の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延び且つ下流の前記壁から流
体の流れ分離を生じさせる鋭いエッジ（35）を上流側部
に有し、前記先端部分は、前記壁に第１圧力検出ポート
（38）を有し、この第１圧力検出ポートは、前記流れの
方向に平行であるか、または、前記流れに対して下流を
向くように前記流れの方向に対して傾斜しており、前記
第１圧力検出ポートは、前記エッジに隣接して前記流れ
分離が生じる位置に配置され、 前記第１圧力検出ポート（38）は、通路（36）を介して
圧力モニタ手段に連通し、該圧力モニタ手段は、前記第
１圧力検出ポートの圧力と、流体の静圧を検出するよう
に前記壁から離間した位置にて流体流に開口した第２圧
力検出ポート（42）の圧力との間の圧力差をモニタする
ようになっており、前記先端部分は、２つの面によって
画成された段形のものであり、第１の面（28）は、進入
するモニタ流に向って設けられ、第２の面（26）は、前
記第１面に対して横方向に設けられ、前記第２圧力検出
ポート（42）は、前記モニタ流の方向に対して平行であ
るように、前記第１面に隣接して前記第２面（26）に配
設されることを特徴とする抜き取り可能なプローブを提
供する。
抜き取り可能なプローブであって、 先端部分（18）を含む細長い円筒形本体（10）を含み、
前記先端部分は、該先端部分の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延び且つ下流の前記壁から流
体の流れ分離を生じさせる鋭いエッジ（35）を上流側部
に有し、前記先端部分は、前記壁に第１圧力検出ポート
（38）を有し、この第１圧力検出ポートは、前記流れの
方向に平行であるか、または、前記流れに対して下流を
向くように前記流れの方向に対して傾斜しており、前記
第１圧力検出ポートは、前記エッジに隣接して前記流れ
分離が生じる位置に配置され、 前記第１圧力検出ポート（38）は、通路（36）を介して
圧力モニタ手段に連通し、該圧力モニタ手段は、前記第
１圧力検出ポートの圧力と、流体の静圧を検出するよう
に前記壁から離間した位置にて流体流に開口した第２圧
力検出ポート（42）の圧力との間の圧力差をモニタする
ようになっており、前記先端部分は、２つの面によって
画成された段形のものであり、第１の面（28）は、進入
するモニタ流に向って設けられ、第２の面（26）は、前
記第１面に対して横方向に設けられ、前記第２圧力検出
ポート（42）は、前記モニタ流の方向に対して平行であ
るように、前記第１面に隣接して前記第２面（26）に配
設されることを特徴とする抜き取り可能なプローブを提
供する。
本発明は又、抜き取り可能なプローブを用いて管内流体
流の流量をモニタする方法において、 前記プローブは、細長い円筒形本体（10）を含み、該円
筒形本体は、先端部分（18）の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延びる鋭いエッジ（35）を上
流側部に有し、該エッジは、前記壁からの流体の流れ分
離をエッジの下流側に生じさせるように働き、前記先端
部分は、前記壁に第１圧力検出ポート（38）を有し、該
第１圧力検出ポートは、前記流れの方向に平行である
か、または、前記流れに対して下流を向くように前記流
れの方向に対して傾斜しており、前記第１圧力検出ポー
トは、前記エッジに隣接して前記流れ分離が生じる位置
に配置されており、 前記管内で流れる流体に開口し且つ静圧を検出する第２
圧力検出ポート（42）を更に使用し、前記各圧力検出ポ
ート（38、42）は夫々、通路（36、40）を介して圧力検
出可能に差動パイロットバルブ又はマノメータゲージと
連通し、 前記第１圧力検出ポート（38）によって検出され且つ流
体の静圧よりも低い圧力値と、前記第２圧力検出ポート
（42）によって検出され且つ流体の静圧よりも高い圧力
値との間の圧力差がモニタされることを特徴とする流体
流量モニタ方法を提供する。
流の流量をモニタする方法において、 前記プローブは、細長い円筒形本体（10）を含み、該円
筒形本体は、先端部分（18）の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延びる鋭いエッジ（35）を上
流側部に有し、該エッジは、前記壁からの流体の流れ分
離をエッジの下流側に生じさせるように働き、前記先端
部分は、前記壁に第１圧力検出ポート（38）を有し、該
第１圧力検出ポートは、前記流れの方向に平行である
か、または、前記流れに対して下流を向くように前記流
れの方向に対して傾斜しており、前記第１圧力検出ポー
トは、前記エッジに隣接して前記流れ分離が生じる位置
に配置されており、 前記管内で流れる流体に開口し且つ静圧を検出する第２
圧力検出ポート（42）を更に使用し、前記各圧力検出ポ
ート（38、42）は夫々、通路（36、40）を介して圧力検
出可能に差動パイロットバルブ又はマノメータゲージと
連通し、 前記第１圧力検出ポート（38）によって検出され且つ流
体の静圧よりも低い圧力値と、前記第２圧力検出ポート
（42）によって検出され且つ流体の静圧よりも高い圧力
値との間の圧力差がモニタされることを特徴とする流体
流量モニタ方法を提供する。
本発明の或る態様では、壁は先端部分の端に設けられ
る。
る。
本発明の別の態様では、壁は先端部分を貫通する通路の
境界壁である。
境界壁である。
例えば、この境界壁は、前記流れ分離によって生じる縮
流を完全に囲み、エッジ形部は、例えば円形のエッジで
ある。
流を完全に囲み、エッジ形部は、例えば円形のエッジで
ある。
他の手段として、前記壁は先端部分の端に設けられ、通
路はチャンネル形であり、通路を通る流れを部分的にの
み囲み、エッジ形部は、例えば平らなまたは湾曲したベ
ースを有する半円形、Ｖ字形またはＵ字形である。
路はチャンネル形であり、通路を通る流れを部分的にの
み囲み、エッジ形部は、例えば平らなまたは湾曲したベ
ースを有する半円形、Ｖ字形またはＵ字形である。
本発明の或る態様では、モニタされる流れを閉じ込める
パイプまたは導管の壁に開口する第２検出ポートが設け
られる。
パイプまたは導管の壁に開口する第２検出ポートが設け
られる。
本発明の好ましい態様では、第２ポートは先端部分に設
けられ、この第２ポートは、モニタされる流れの方向に
平行であり、この第２ポートは前記流れに対して、先端
部分の上流側部に隣接して位置する。
けられ、この第２ポートは、モニタされる流れの方向に
平行であり、この第２ポートは前記流れに対して、先端
部分の上流側部に隣接して位置する。
特に先端部分は、２つの面によって画成される段形のも
のであるのが好ましく、第１面は進入する被モニタ流に
向かって設けられ、第２面は第１面の横方向に設けら
れ、第２ポートは、第１面に隣接して第２面に開口す
る。
のであるのが好ましく、第１面は進入する被モニタ流に
向かって設けられ、第２面は第１面の横方向に設けら
れ、第２ポートは、第１面に隣接して第２面に開口す
る。
第１面は、平坦であるか、または本体の長手方向中心軸
線に平行な曲率の軸線を有する凹面状の部分円筒形であ
るのが好ましい。
線に平行な曲率の軸線を有する凹面状の部分円筒形であ
るのが好ましい。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様を例示に
より説明する。
より説明する。
本プローブは、ステンレス鋼のチューブ10から構成され
た細長い円筒形本体から成り、チューブ10の上端はろう
付けによって真鍮のＴ字形コネクタ本体（図示せず）に
接合され、下端は下記の先端部分18に接合されている。
チューブ10はカップリング12およびボールバルブ14を貫
通している。このバルブ14は、天然ガスが流れる分配パ
イプ16の壁に設けられた円形孔に下端が嵌合されてい
る。チューブ10の下端は、ろう付けによって真鍮の先端
部分18に接合されている。
た細長い円筒形本体から成り、チューブ10の上端はろう
付けによって真鍮のＴ字形コネクタ本体（図示せず）に
接合され、下端は下記の先端部分18に接合されている。
チューブ10はカップリング12およびボールバルブ14を貫
通している。このバルブ14は、天然ガスが流れる分配パ
イプ16の壁に設けられた円形孔に下端が嵌合されてい
る。チューブ10の下端は、ろう付けによって真鍮の先端
部分18に接合されている。
２本のステンレス鋼のチューブ20、22がチューブ10を貫
通し、これらチューブの下端は先端部分18の上端のボア
内に受入れられ、ろう付けにより先端部分18に接合され
ている。チューブ20、22の上端はＴ字接続体（図示せ
ず）のボアに受入れられ、ろう付けによりこの接続体に
接合されている。
通し、これらチューブの下端は先端部分18の上端のボア
内に受入れられ、ろう付けにより先端部分18に接合され
ている。チューブ20、22の上端はＴ字接続体（図示せ
ず）のボアに受入れられ、ろう付けによりこの接続体に
接合されている。
先端部分18は、本例では一般に12.7mm（0.5インチ）の
外径の中実ロッドから機械加工される。チューブ10の下
端の下方且つバルブ14の差込み部24の下端の下方にて、
先端部分18は、矢印で示すパイプ16内のガス流の方向に
対して上流側が機械加工され該ガス流に平行に延びる下
方を向いた水平面26によって画成された段形状が形成さ
れる。
外径の中実ロッドから機械加工される。チューブ10の下
端の下方且つバルブ14の差込み部24の下端の下方にて、
先端部分18は、矢印で示すパイプ16内のガス流の方向に
対して上流側が機械加工され該ガス流に平行に延びる下
方を向いた水平面26によって画成された段形状が形成さ
れる。
面26の下方には、先端部分18の機械加工により、段形状
を更に画成する凹面28が残る。第３図に示すように、こ
の面28の曲率の中心は30にあるので、面28は、垂直な対
称中心軸線を30に有し且つ、例えば12mmの径を有する観
念上の中空直円柱の内面の一部をなす。
を更に画成する凹面28が残る。第３図に示すように、こ
の面28の曲率の中心は30にあるので、面28は、垂直な対
称中心軸線を30に有し且つ、例えば12mmの径を有する観
念上の中空直円柱の内面の一部をなす。
機械加工により、面28の下端の下方に平坦な垂直面32が
形成される。面32は、先端部分18の下端まで下方に延び
る。先端部分18には円形水平孔が穿孔され、貫通通路34
が形成される。この通路34は、面32に入口を形成する鋭
い前方円形エッジ35と、先端部分18の円筒形下流面に位
置する鋭いエッジの出口とを備える。図示するように、
通路34の中心軸線は、パイプ16の中心軸線37と一致する
のが好ましい。かくして、通路34は、モニタされるパイ
プ６内の流れの方向に平行に延びる。本例では一般に、
通路34の径は6mmである。
形成される。面32は、先端部分18の下端まで下方に延び
る。先端部分18には円形水平孔が穿孔され、貫通通路34
が形成される。この通路34は、面32に入口を形成する鋭
い前方円形エッジ35と、先端部分18の円筒形下流面に位
置する鋭いエッジの出口とを備える。図示するように、
通路34の中心軸線は、パイプ16の中心軸線37と一致する
のが好ましい。かくして、通路34は、モニタされるパイ
プ６内の流れの方向に平行に延びる。本例では一般に、
通路34の径は6mmである。
先端部分18には、垂直な圧力タッピングが穿孔される。
第１タッピング36は、上端がチューブ20内に通じてお
り、下端が貫通通路34の壁の上部分の検出ポート38で開
口している。通路34の鋭い前方エッジ35は、通路34の壁
から離間するガスの流れ分離を生じさせ、通路34内に縮
流が形成される。ポート38は、この縮流まわりの流れ分
離部に位置するように配置される。
第１タッピング36は、上端がチューブ20内に通じてお
り、下端が貫通通路34の壁の上部分の検出ポート38で開
口している。通路34の鋭い前方エッジ35は、通路34の壁
から離間するガスの流れ分離を生じさせ、通路34内に縮
流が形成される。ポート38は、この縮流まわりの流れ分
離部に位置するように配置される。
ポート38は、好ましくは、ポート38で検出される圧力が
できるだけ低くなるように、第３図に示す如く、部分18
の凹形下流側部よりも面32に若干近く配置される。ポー
ト38の最適位置および貫通通路34の最適寸法は、正確に
は規定できないが、実験で容易にチェックできる。
できるだけ低くなるように、第３図に示す如く、部分18
の凹形下流側部よりも面32に若干近く配置される。ポー
ト38の最適位置および貫通通路34の最適寸法は、正確に
は規定できないが、実験で容易にチェックできる。
第２タッピング40は、上端がチューブ22内に通じ、下端
が面26の検出ポート42に開口する。ポート42は、凹面28
の上端に近接する。
が面26の検出ポート42に開口する。ポート42は、凹面28
の上端に近接する。
Ｔ字接続体（図示せず）は、差動パイロットバルブ、例
えばパイプ16内の圧力をパイプを通る流量に関連させる
ことができるシステムの一部を形成する高利得型のパイ
ロットバルブ、に通じる小径チューブに対して、カップ
リングによって接続される。この場合のプローブは、カ
バナーバルブの下流側に配置され、カバナーバルブの設
定は、高利得パイロットバルブの作動によって制御され
る。プローブは、他のシステム（図示せず）では異なる
部品、例えばマノメータゲージまたは他の装置に接続で
きる。
えばパイプ16内の圧力をパイプを通る流量に関連させる
ことができるシステムの一部を形成する高利得型のパイ
ロットバルブ、に通じる小径チューブに対して、カップ
リングによって接続される。この場合のプローブは、カ
バナーバルブの下流側に配置され、カバナーバルブの設
定は、高利得パイロットバルブの作動によって制御され
る。プローブは、他のシステム（図示せず）では異なる
部品、例えばマノメータゲージまたは他の装置に接続で
きる。
作 動 ポート38の圧力は、パイプ16内のガスの静圧力よりも低
い。上記構造例では、縮流まわりで通路34の壁から離間
するガスの流れ分離の効果により、ポート38の圧力は、
動圧力の２倍に相当する値だけ静圧力よりも低いと判っ
た。
い。上記構造例では、縮流まわりで通路34の壁から離間
するガスの流れ分離の効果により、ポート38の圧力は、
動圧力の２倍に相当する値だけ静圧力よりも低いと判っ
た。
凹面28は、この面28のすぐ上流およびポート42に、停滞
ゾーンを作るように働き、このゾーンでは、圧力は動圧
力に等しい値だけ静圧力よりも高い。従って、２つのポ
ート38、42における圧力差は、速度ヘッドとも称される
動圧力の３倍に等しい。パイプ16を通るガスの平均流量
の変化は、容易にモニタされる。その理由は、ポート38
または42で検出される圧力がそれぞれ、ポート38に接近
するガスまたはポート42を通るガスの速度の二乗に依存
するからである。部分18の下流側の凹面形状は、流れが
プローブおよび孔34を通過する高速度を維持し易くす
る。
ゾーンを作るように働き、このゾーンでは、圧力は動圧
力に等しい値だけ静圧力よりも高い。従って、２つのポ
ート38、42における圧力差は、速度ヘッドとも称される
動圧力の３倍に等しい。パイプ16を通るガスの平均流量
の変化は、容易にモニタされる。その理由は、ポート38
または42で検出される圧力がそれぞれ、ポート38に接近
するガスまたはポート42を通るガスの速度の二乗に依存
するからである。部分18の下流側の凹面形状は、流れが
プローブおよび孔34を通過する高速度を維持し易くす
る。
図面を参照して上述したプローブは、次の利点を有す
る。
る。
（ａ） ポート38、42のいずれもが、パイプ16内のモニ
タされる流れの方向に平行であるので、ガス流内の粒状
物、例えばゴミによってポートが詰まる危険がなくなる
か、又は大幅に少なくなる。
タされる流れの方向に平行であるので、ガス流内の粒状
物、例えばゴミによってポートが詰まる危険がなくなる
か、又は大幅に少なくなる。
（ｂ） 同等の条件に対して、圧力差は、ピトー静圧管
のポートで得られる圧力差や、エルボタッピングで得ら
れる圧力差よりも大きい。
のポートで得られる圧力差や、エルボタッピングで得ら
れる圧力差よりも大きい。
（ｃ） プローブの径は、ベンチュリーを内蔵した抜き
取り可能なタイプの変形ピトー型プローブの径よりも相
対的に小さく、モニタされる流れを閉じ込めるパイプ16
の径が増大するときに、プローブの径を増大させる必要
がない。パイプ壁にプローブを取付けるのに、比較的小
さなボール弁または他の取付具しか必要とされない。特
に、プローブの長手方向に延びる圧力タッピングだけが
必要とされるにすぎない。
取り可能なタイプの変形ピトー型プローブの径よりも相
対的に小さく、モニタされる流れを閉じ込めるパイプ16
の径が増大するときに、プローブの径を増大させる必要
がない。パイプ壁にプローブを取付けるのに、比較的小
さなボール弁または他の取付具しか必要とされない。特
に、プローブの長手方向に延びる圧力タッピングだけが
必要とされるにすぎない。
（ｄ） プローブは、制御システムのオリフィスプレー
トに代わり得るように、充分な圧力差を与える。これに
よって、大幅に簡略化された設備で主な利得が得られ、
オリフィスプレートによって生じる圧力損失と流れの乱
れの主な部分がなくなる。プローブは、モニターされる
流れの流量の有用範囲に亘って働き得る。
トに代わり得るように、充分な圧力差を与える。これに
よって、大幅に簡略化された設備で主な利得が得られ、
オリフィスプレートによって生じる圧力損失と流れの乱
れの主な部分がなくなる。プローブは、モニターされる
流れの流量の有用範囲に亘って働き得る。
（ｅ） プローブは、パイプが適当なバルブ組立体12、
14によって全圧力のガス流を搬送している間に、取付け
又は取外すことができ、これによりプローブの利用可能
範囲および効果範囲が大巾に広くなる。
14によって全圧力のガス流を搬送している間に、取付け
又は取外すことができ、これによりプローブの利用可能
範囲および効果範囲が大巾に広くなる。
プローブの改変例（図示せず）では、面28は凹面形でな
く平坦である。この場合、プローブで得られる圧力差
は、おそらく若干低下することになろう。圧力差は、長
手方向中心軸線廻りのわずかな角度位置の誤差には影響
されないので、湾曲した面が好ましい。上記のような誤
差はパイプ16へ取付けている際に生じ得る。
く平坦である。この場合、プローブで得られる圧力差
は、おそらく若干低下することになろう。圧力差は、長
手方向中心軸線廻りのわずかな角度位置の誤差には影響
されないので、湾曲した面が好ましい。上記のような誤
差はパイプ16へ取付けている際に生じ得る。
別のプローブの改変例（図示せず）では、ポート42、タ
ッピング40およびチューブ22は不要とされるか、或い
は、使用されない。その代わり、ガス流の静圧力は、例
えばプローブの上流のパイプ16の壁に設けられたタッピ
ングにより形成されるポートによって、検出される。こ
の場合、タッピングポートとポート38との間で得られる
圧力差は、動圧力のほぼ２倍に等しい値に低減されるで
あろう。しかしながら、本プローブの別の利点は、影響
を受けずに保たれる。
ッピング40およびチューブ22は不要とされるか、或い
は、使用されない。その代わり、ガス流の静圧力は、例
えばプローブの上流のパイプ16の壁に設けられたタッピ
ングにより形成されるポートによって、検出される。こ
の場合、タッピングポートとポート38との間で得られる
圧力差は、動圧力のほぼ２倍に等しい値に低減されるで
あろう。しかしながら、本プローブの別の利点は、影響
を受けずに保たれる。
孔34の寸法は、満足できる結果を得るために、実験によ
って見出された。同一寸法のプローブは、少なくとも内
径300mm（12インチ）までのパイプに適用できる。変更
例では、孔の寸法は、使用にするのに充分に低い圧力を
発生させる流れ分離が生じることを条件に、上記寸法と
異なっていてもよい。
って見出された。同一寸法のプローブは、少なくとも内
径300mm（12インチ）までのパイプに適用できる。変更
例では、孔の寸法は、使用にするのに充分に低い圧力を
発生させる流れ分離が生じることを条件に、上記寸法と
異なっていてもよい。
更に別の変更例（図示せず）では、チューブ20、22の一
方を不要とし、各検出ポートを、チューブ10の内部を介
してＴ字接続体に連通させる。
方を不要とし、各検出ポートを、チューブ10の内部を介
してＴ字接続体に連通させる。
別の変更例（図示せず）では、先端部分18には、上記の
ように段が付けられるが、面28は、先端部分18の端ま
で、又はその近くまで延び、端と貫通通路との間に段形
状が配置され、貫通通路は、例えば孔34に類似する円形
孔であるが、部分18の全直径を貫通する。この場合、面
28は、タッピングおよびポート（ポート42に対応する）
がずれて、タッピングが貫通通路をよけるように、第３
図に示す中心平面50からずれた曲率の軸線を有すること
が好ましい。
ように段が付けられるが、面28は、先端部分18の端ま
で、又はその近くまで延び、端と貫通通路との間に段形
状が配置され、貫通通路は、例えば孔34に類似する円形
孔であるが、部分18の全直径を貫通する。この場合、面
28は、タッピングおよびポート（ポート42に対応する）
がずれて、タッピングが貫通通路をよけるように、第３
図に示す中心平面50からずれた曲率の軸線を有すること
が好ましい。
別の変更例（図示せず）では、貫通通路は下流側端部に
圧力回復部分を有する。このような変更例は、通過によ
って与えられる有効抵抗を減少させることによって、通
路を通る流れの速度を増大させる。これにより、プロー
ブで得られる全圧力差は動圧力の約６倍まで増大でき
る。例えば、この場合の貫通通路は円形孔であって、こ
の孔は、流体流の方向に円錐形で拡開する下流側端部の
断面を有する。
圧力回復部分を有する。このような変更例は、通過によ
って与えられる有効抵抗を減少させることによって、通
路を通る流れの速度を増大させる。これにより、プロー
ブで得られる全圧力差は動圧力の約６倍まで増大でき
る。例えば、この場合の貫通通路は円形孔であって、こ
の孔は、流体流の方向に円錐形で拡開する下流側端部の
断面を有する。
別の変更例（図示せず）では、例えばモニターされる流
れの方向に長手方向に延びるチャンネルを先端部分の端
部壁に機械加工することによって、先端部分18の端に貫
通通路が形成される。一般に、端部壁は本体の長さ方向
に直角な平面壁であり、チャンネルの横方向断面は、平
ら又は湾曲したベースを有する半円形、Ｖ字形又はＵ字
形である。（流れ方向に対して）チャンネルの前方エッ
ジは、チャンネルの壁から離間するようにガスの流れ分
離を発生させる。すなわち、前方エッジは充分鋭く、例
えば、必要な流れ分離を発生させる。チャンネル内では
部分的な縮流が形成される。ポート38に対応する検出ポ
ートは、流れ分離によって生じる最大圧力低下の位置ま
たは該位置に隣接して配置される。
れの方向に長手方向に延びるチャンネルを先端部分の端
部壁に機械加工することによって、先端部分18の端に貫
通通路が形成される。一般に、端部壁は本体の長さ方向
に直角な平面壁であり、チャンネルの横方向断面は、平
ら又は湾曲したベースを有する半円形、Ｖ字形又はＵ字
形である。（流れ方向に対して）チャンネルの前方エッ
ジは、チャンネルの壁から離間するようにガスの流れ分
離を発生させる。すなわち、前方エッジは充分鋭く、例
えば、必要な流れ分離を発生させる。チャンネル内では
部分的な縮流が形成される。ポート38に対応する検出ポ
ートは、流れ分離によって生じる最大圧力低下の位置ま
たは該位置に隣接して配置される。
すべての形式の貫通通路では、モニターされる全流れの
うちの比較的少量部分のみが通路を通過する。
うちの比較的少量部分のみが通路を通過する。
別の変更例（図示せず）では、先端部分18には貫通通路
はなく、この部分の端部壁の前方エッジは、端部壁から
の流れ分離を生じさせる。流れ分離部および流れ分離に
よって生じる最大圧力低下の位置または該位置に隣接す
る位置に壁の検出ポートが配置される。端部壁は、モニ
ターされる流れの一般的方向に対してポートが平行にな
るように、本体の長手方向に対して直角であるか、或い
は、ポートが傾斜して流れの一般的方向に関して下流側
を向くように、流れ方向に傾斜される。
はなく、この部分の端部壁の前方エッジは、端部壁から
の流れ分離を生じさせる。流れ分離部および流れ分離に
よって生じる最大圧力低下の位置または該位置に隣接す
る位置に壁の検出ポートが配置される。端部壁は、モニ
ターされる流れの一般的方向に対してポートが平行にな
るように、本体の長手方向に対して直角であるか、或い
は、ポートが傾斜して流れの一般的方向に関して下流側
を向くように、流れ方向に傾斜される。
このプローブは天然ガス以外のガスの流れをモニターす
ることにも使用できるし、液体や、例えば蒸気を含む流
体混合物の流れをモニターするのにも使用できる。
ることにも使用できるし、液体や、例えば蒸気を含む流
体混合物の流れをモニターするのにも使用できる。
第１図は、パイプを通るモニター流の方向に見た部分側
面図であり、ガスパイプの壁に挿入された作動位置にあ
るプローブを示す。第２図は、第１図のII−II線におけ
る垂直断面図、第３図は第１図中のIII−III線における
拡大水平断面図である。 10……本体、 18……先端部分 28……凹面、 32……垂直面、 34……貫通通路、 36……第一タッピング、 38……検出ポート、 40……第２タッピング。
面図であり、ガスパイプの壁に挿入された作動位置にあ
るプローブを示す。第２図は、第１図のII−II線におけ
る垂直断面図、第３図は第１図中のIII−III線における
拡大水平断面図である。 10……本体、 18……先端部分 28……凹面、 32……垂直面、 34……貫通通路、 36……第一タッピング、 38……検出ポート、 40……第２タッピング。
Claims (23)
- 【請求項１】流体の流量をモニタするのに使用する抜き
取り可能なプローブであって、 先端部分（18）を含む細長い円筒形本体（10）を含み、
前記先端部分は、該先端部分の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延び且つ下流の前記壁から流
体の流れ分離を生じさせる鋭いエッジ（35）を上流側部
に有し、前記先端部分は、前記壁に第１圧力検出ポート
（38）を有し、この第１圧力検出ポートは、前記流れの
方向に平行であるか、または、前記流れに対して下流を
向くように前記流れの方向に対して傾斜しており、前記
第１圧力検出ポートは、前記エッジに隣接して前記流れ
分離が生じる位置に配置され、 前記第１圧力検出ポート（38）は、通路（36）を介して
圧力モニタ手段に連通し、該圧力モニタ手段は、前記第
１圧力検出ポートの圧力と、流体の静圧を検出するよう
に前記壁から離間した位置にて流体流に開口した第２圧
力検出ポート（42）の圧力との間の圧力差をモニタする
ようになっており、 前記先端部分は、２つの面によって画成された段形のも
のであり、第１の面（28）は、進入するモニタ流に向っ
て設けられ、第２の面（26）は、前記第１面に対して横
方向に設けられ、前記第２圧力検出ポート（42）は、前
記モニタ流の方向に対して平行であるように、前記第１
面に隣接して前記第２面（26）に配設されることを特徴
とする抜き取り可能なプローブ。 - 【請求項２】前記壁は、前記先端部分の端に位置するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のプロー
ブ。 - 【請求項３】前記壁は、前記先端部分を貫通する通路
（34）の境界壁であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載のプローブ。 - 【請求項４】前記境界壁は、前記流れ分離によって生じ
る縮流を完全に囲み、前記エッジ（35）は、円形エッジ
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
プローブ。 - 【請求項５】前記壁は前記先端部分の端にあり、前記貫
通通路（34）はチャンネル形であり、該通路を通る流れ
を部分的にのみ囲み、前記エッジは、平らなまたは湾曲
したベースを有する半円形、Ｖ字形またはＵ字形である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のプロー
ブ。 - 【請求項６】前記貫通通路（34）は、下流端に向かって
拡開し且つ流体圧力を回復するように働く断面を下流端
に隣接して有することを特徴とする特許請求の範囲第４
項に記載のプローブ。 - 【請求項７】前記貫通通路（34）は、前記第１面（28）
と前記先端部分の端との中間に設けられることを特徴と
する特許請求の範囲第３乃至６項のいずれか１項に記載
のプローブ。 - 【請求項８】前記第１面（28）は、前記先端部分（18）
の端と貫通通路（34）との中間にあることを特徴とする
特許請求の範囲第３乃至６項のいずれか１項に記載のプ
ローブ。 - 【請求項９】前記第１面（28）は、凹面状の部分円筒形
のものであり、前記第１面の曲率の軸線（30）は本体の
長手方向中心軸線に平行であることを特徴とする特許請
求の範囲第１、７または８項のいずれか１項に記載のプ
ローブ。 - 【請求項１０】前記第１面（28）は平坦であることを特
徴とする特許請求の範囲第１、７または８項のいずれか
１項に記載のプローブ。 - 【請求項１１】前記圧力モニタ手段は、差動パイロット
バルブ又はマノメータゲージであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のプローブ。 - 【請求項１２】抜き取り可能なプローブを用いて管内流
体流の流量をモニタする方法において、 前記プローブは、細長い円筒形本体（10）を含み、該円
筒形本体は、先端部分（18）の上流側部および下流側部
と交差する壁を有し、前記先端部分は、モニタされる流
れの方向に対して横方向に延びる鋭いエッジ（35）を上
流側部に有し、該エッジは、前記壁からの流体の流れ分
離をエッジの下流側に生じさせるように働き、前記先端
部分は、前記壁に第１圧力検出ポート（38）を有し、該
第１圧力検出ポートは、前記流れの方向に平行である
か、または、前記流れに対して下流を向くように前記流
れの方向に対して傾斜しており、前記第１圧力検出ポー
トは、前記エッジに隣接して前記流れ分離が生じる位置
に配置されており、 前記管内で流れる流体に開口し且つ静圧を検出する第２
圧力検出ポート（42）を更に使用し、前記各圧力検出ポ
ート（38、42）は夫々、通路（36、40）を介して圧力検
出可能に差動パイロットバルブ又はマノメータゲージと
連通し、 前記第１圧力検出ポート（38）によって検出され且つ流
体の静圧よりも低い圧力値と、前記第２圧力検出ポート
（42）によって検出され且つ流体の静圧よりも高い圧力
値との間の圧力差がモニタされることを特徴とする流体
流量モニタ方法。 - 【請求項１３】前記壁は、前記先端部分の端に位置する
ことを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の流体流
量モニタ方法。 - 【請求項１４】前記壁は、前記先端部分を貫通する通路
（34）の境界壁であることを特徴とする特許請求の範囲
第12項に記載の流体流量モニタ方法。 - 【請求項１５】前記境界壁は、前記流れ分離によって生
じる縮流を完全に囲み、前記エッジ（35）は、円形エッ
ジであることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載
の流体流量モニタ方法。 - 【請求項１６】前記壁は前記先端部分の端にあり、前記
貫通通路（34）はチャンネル形であり、該通路を通る流
れを部分的にのみ囲み、前記エッジは、平らなまたは湾
曲したベースを有する半円形、Ｖ字形またはＵ字形であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の流体
流量モニタ方法。 - 【請求項１７】前記貫通通路（34）は、下流端に向かっ
て拡開し且つ流体圧力を回復するように働く断面を下流
端に隣接して有することを特徴とする特許請求の範囲第
15項に記載の流体流量モニタ方法。 - 【請求項１８】前記第２圧力検出ポート（42）は前記先
端部分（18）に設けられ、該第２圧力検出ポートは、前
記流れの方向に対して平行であり、該第２圧力検出ポー
トは前記流れの方向に対して前記先端部分の上流側部に
隣接して配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
12乃至17項のいずれか１項に記載の流体流量モニタ方
法。 - 【請求項１９】前記先端部分は、２つの面によって画成
された段形のものであり、第１の面（28）は、進入する
モニタ流れに向って設けられ、第２の面（26）は、前記
第１面に対して横方向に設けられ、前記第２圧力検出ポ
ート（42）は、前記第１面に隣接して前記第２面に開口
していることを特徴とする特許請求の範囲第18項に記載
の流体流量モニタ方法。 - 【請求項２０】前記貫通通路（34）は、前記第１面（2
8）と前記先端部分の端との中間に設けられることを特
徴とする特許請求の範囲第19項に記載の流体流量モニタ
方法。 - 【請求項２１】前記第１面（28）は、前記先端部分（1
8）の端と貫通通路（34）との中間にあることを特徴と
する特許請求の範囲第19項に記載の流体流量モニタ方
法。 - 【請求項２２】前記第１面（28）は、凹面状の部分円筒
形のものであり、前記第１面の曲率の軸線（30）は本体
の長手方向中心軸線に平行であることを特徴とする特許
請求の範囲第19、20または21項のいずれか１項に記載の
流体流量モニタ方法。 - 【請求項２３】前記第１面（28）は平坦であることを特
徴とする特許請求の範囲第19、20または21項のいずれか
１項に記載の流体流量モニタ方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08505092A GB2171526B (en) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | Fluid flow rake monitor probe |
| GB8505092 | 1985-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212730A JPS61212730A (ja) | 1986-09-20 |
| JPH0752111B2 true JPH0752111B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=10575187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61041359A Expired - Lifetime JPH0752111B2 (ja) | 1985-02-27 | 1986-02-26 | 流体流量モニタ用プローブ及び流体流量モニタ方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4719806A (ja) |
| EP (1) | EP0193290B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0752111B2 (ja) |
| DE (1) | DE3666628D1 (ja) |
| GB (1) | GB2171526B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| GB9105699D0 (en) * | 1991-03-18 | 1991-05-01 | British Gas Plc | Supplying fluid |
| US5442958A (en) * | 1992-12-15 | 1995-08-22 | The B.F. Goodrich Company | Deployable probe combined with flush static port |
| DE4417913C1 (de) * | 1994-05-21 | 1995-09-21 | Bundesrep Deutschland | Gasströmungssonde |
| US6591695B1 (en) * | 1996-05-07 | 2003-07-15 | Efg & E International | Flow metering device for landfill gas extraction well |
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| DE112005003700A5 (de) * | 2005-07-14 | 2008-06-19 | Systec Controls Mess- Und Regelungstechnik Gmbh | Staudrucksonde |
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| GB2555003B (en) | 2016-09-23 | 2022-07-06 | Blue White Ind Ltd | Flow sensor devices and systems |
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| US10934693B2 (en) | 2019-06-07 | 2021-03-02 | Mueller International, Llc | Hydrant monitoring system |
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1985
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-
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- 1986-02-04 DE DE8686300725T patent/DE3666628D1/de not_active Expired
- 1986-02-04 EP EP86300725A patent/EP0193290B1/en not_active Expired
- 1986-02-21 US US06/831,501 patent/US4719806A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-02-26 JP JP61041359A patent/JPH0752111B2/ja not_active Expired - Lifetime
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