JPH08178724A - 流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサーの作動不良等でフリーピストンがシ
リンダーの流体出口側の端部を閉塞しても、流体を逃が
すことができ、配管等が破損することを防止し、さら
に、配管内に気泡が発生した際には、気泡を速やかに排
出することのできる流量測定装置を提供する。 【構成】 シリンダー１内を移動するフリーピストン２
の移動時間を計測することにより流量を測定する装置で
ある。シリンダー１の中央部上方に、フリーピストン２
が２組のセンサー３，４間にあるときはフリーピストン
２によって閉塞され、フリーピストン２がセンサー４を
越えてシリンダー１の端部側に移動すると開放される流
体の逃がしポート７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流量測定装置に関し、
特に、液体クロマトグラフの試料の流量測定等、微少流
量を測定するのに適した流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流量測定装置として、流路（シリンダ
ー）内の流体の流れに伴って移動する分断体の速度を計
測して流量を測定するものが知られている（特開昭６０
−１３３３１９号公報等参照）。図４は、前記分断体と
して棒状の部材、即ちフリーピストンを用いた流量測定
装置の一例を示すものである。

【０００３】この流量測定装置は、略水平方向に設置し
たシリンダー１０と、シリンダー１０内を流れる流体の
移動に伴って移動するフリーピストン１１と、フリーピ
ストン１１の移動時間を計測するためのセンサー１２，
１３とを備えるもので、シリンダー１０の両端は、流体
の流れ方向を切換えるための切換弁１４，１５を有する
配管に接続されている。

【０００４】この流量測定装置 で流体の流量を測定す
る際には、例えば、図４に示すようにフリーピストン１
１がシリンダー１０の右側にいる場合は、切換弁１４，
１５を操作して流体を図４の実線で示すように流す。こ
れにより、フリーピストン１１は、流体の流れに伴って
図中の右から左に移動するので、フリーピストン１１の
右端が右側のセンサー１２を通過したときに計測を開始
する。そして、フリーピストン１１の左端を左側のセン
サー１３で検知したときに計測を終了し、得られた計測
時間とシリンダー１０の容量とから流量を算出する。

【０００５】次の測定は、切換弁１４，１５を切換え、
流体を図４の破線で示す配管に流してフリーピストン１
１を図中の左から右へ移動させることにより行う。すな
わち、フリーピストン１１の左端が左側のセンサー１３
を通過したら計測を開始し、フリーピストン１１の右端
を右側のセンサー１２が検知したときに計測を終了し、
同様に流量を算出する。さらに、前記センサー１２，１
３によるフリーピストン１１の検知と切換弁１４，１５
の切換とを連動させることにより、連続的に流量を測定
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のもので
は、計測中に、センサー１２，１３が作動不良を起こし
て流路の反転が行われなかった場合、フリーピストン１
１がセンサー１２，１３の位置を過ぎてシリンダー１０
の端部まで移動してしまい、フリーピストン１１によっ
てシリンダー１０の流体出口が閉塞されることになるた
め、液流入側の圧力が上り、配管等が破損するおそれが
あった。

【０００７】また、配管内に気泡が発生したときには、
気泡の伸縮によって流量測定装置内の流体の体積が変動
し、計測誤差が発生するので、気泡を速やかに排出しな
ければならないが、気泡がフリーピストン１１の端部に
付着した場合には、気泡がフリーピストン１１と共に移
動するため、これを排出することは困難であった。

【０００８】そこで本発明は、センサーの作動不良等で
フリーピストンがシリンダーの流体出口側の端部を閉塞
しても、流体を逃がすことができ、配管等が破損するこ
とを防止し、さらに、配管内に気泡が発生した際には、
気泡を速やかに排出することのできる流量測定装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の流量測定装置は、略水平方向に設置した
シリンダーと、該シリンダー内に移動可能に設けたフリ
ーピストンと、シリンダー内の流体の流れに伴って移動
する前記フリーピストンを検知する２組のセンサーと、
シリンダー内の流体の流れ方向を切換える切換弁及び配
管とを備え、前記２組のセンサー間を移動するフリーピ
ストンの移動時間を計測することにより流体の流量を測
定する流量測定装置において、前記シリンダーの中央部
上方に、前記フリーピストンが前記２組のセンサーの間
にあるときはフリーピストンによって閉塞され、フリー
ピストンが前記センサーを越えてシリンダーの端部側に
移動したときに開放される流体の逃がしポートを設けた
ことを特徴としている。

【００１０】

【作 用】上記構成によれば、通常の流量計測は、フリ
ーピストンによって逃がしポートを閉塞した状態で従来
と同様に計測を行うことができる。また、センサーが作
動せずに、フリーピストンがシリンダーの流体出口側の
端部まで移動した場合には、フリーピストンの移動によ
り逃がしポートが開放されるので、このポートから流体
をシリンダー外に排出することができる。

【００１１】さらに、使用中、シリンダー内に気泡を検
出した場合や、計測開始前に気泡を排出する場合には、
フリーピストンを流体出口側の端部に移動させて逃がし
ポートを開放することにより、気泡をシリンダーの外部
に排出できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を、図１乃至図３に示す一実施
例に基づいてさらに詳細に説明する。本実施例に示す流
量測定装置は、略水平方向に設置したシリンダー１と、
シリンダー１内を流れる流体の移動に伴って移動するフ
リーピストン２と、フリーピストン２の移動時間を計測
するための左右２組のセンサー３，４とを備えるもの
で、シリンダー１の両端は、従来と同様の切換弁５，６
を有する配管に接続されている。

【００１３】前記シリンダー１は、透明ガラスで形成さ
れており、中央部上方には、流体の逃がしポート７が形
成されている。フリーピストン２は、セラミックで形成
したもので、シリンダー１内を移動可能で、十分な液密
性を得られる径及び長さに形成されている。また、セン
サー３，４は、例えば、発光部と受光部とからなる光学
式センサーであって、ポート７を中心とした対称位置に
フリーピストン２の長さよりも広い間隔で設けられてお
り、かつ、それぞれのポート７との距離は、フリーピス
トン２の長さよりも短く設定されている。

【００１４】すなわち、フリーピストン２の長さ及びセ
ンサー３，４の位置とポート７との位置関係は、フリー
ピストン２の両端２ａ，２ｂが、センサー３，４の間に
位置する時には、フリーピストン２がポート７を閉塞
し、フリーピストン２の右端２ａまたは左端２ｂがセン
サー３，４のいずれか一方を越えて、シリンダー１の端
部側へ移動した時には、フリーピストン２の移動に伴っ
てポート７を開放できるように設定されている。

【００１５】切換弁５，６は、流量測定装置の流入側配
管Ａと、流出側配管Ｂとにそれぞれ設けられており、両
切換弁５，６を連動させて同時に切換えることにより、
図１の実線に示す流路と、破線に示す流路とに切換わ
り、これに伴ってシリンダー１内の流体の流れ方向が切
換えられる。

【００１６】上記構成の流量測定装置を用いて流量を計
測する場合、まず、図１に示すように、切換弁５，６を
実線に示す流路側に切換えて計測する流体を流す。これ
に伴い、シリンダー１中のフリーピストン２が流体に押
されて右から左に移動するので、フリーピストン２の右
端２ａが右側のセンサー３を通過したときに計測を開始
する。

【００１７】そして、図２に示すように、フリーピスト
ン２の左端２ｂを左側のセンサー４が検知したときに計
測を終了し、計測によって得られた時間と、事前に計測
しておいたシリンダー１の容量とを演算して流体の流量
を算出する。

【００１８】このとき、ポート７は、フリーピストン２
によって閉塞されているので、ポート７から流体が流出
することはない。また、シリンダー１とフリーピストン
２と間には、フリーピストン２が移動可能なだけの僅か
な隙間が形成されるが、十分な液密性は確保されている
ので、流入側の流体は、両者の隙間に入り込むことなく
フリーピストン２を液流出側へ押し、流出側の流体がフ
リーピストン２に押されて流出する。

【００１９】さらに、切換弁５，６を、センサー３，４
によるフリーピストン２の検知に連動させて切換え、流
路を図１における実線側と破線側とに順次切換えること
により、連続して流量計測を行うことができる。

【００２０】また、センサー３，４が作動しなかった
り、制御系に異常を生じ、フリーピストン２がセンサー
３，４を越えてシリンダー１の端部側まで移動した場
合、例えば、図３に示すように、左側に移動し過ぎた場
合は、フリーピストン２の移動に伴ってポート７が開放
されるので、シリンダー１の右側から流入した流体をポ
ート７から流出させることができる。これにより、液流
入側の圧力が上昇することがなくなり、シリンダー１や
配管系が損傷することを防止できる。

【００２１】このように、フリーピストン２自体がポー
ト７の開閉機能を有しているので、複雑な制御系等を設
ける必要がなく、簡単な構成で確実な作動が得られる。

【００２２】さらに、大きな流量を計測する際に、流路
が反転するまでの間にフリーピストン２がシリンダー１
の端部側に過剰に移動することがあるが、フリーピスト
ン２の移動に伴ってポート７が開放するので、センサー
３，４が作動しなかった場合と同様に、流体をポート７
から流出させることができる。

【００２３】また、計測前に気泡を排出する場合や、使
用中に気泡を発見した場合は、フリーピストン２を流体
の流出側まで移動させてポート７を開放することによ
り、気泡をポート７から排出することができる。

【００２４】なお、本実施例では、ポートからの配管を
流出側配管に接続しているが、独立した配管系を形成し
て流体を排出するようにしてもよい。また、ポートは、
シリンダー中央部に垂直方向に設けることにより、気泡
の排出を極めて容易に行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量測定
装置は、シリンダー内を移動するフリーピストンの移動
時間を計測することにより流量を測定する装置におい
て、前記シリンダーの中央部上方に流体の逃がしポート
を設け、該ポートを、フリーピストンが２組のセンサー
の間にあるときはフリーピストンによって閉塞され、フ
リーピストンが前記センサーを越えてシリンダーの端部
側に移動すると開放されるように構成したので、フリー
ピストンがシリンダーの出口側端部まで移動してもポー
トを介して流体を排出でき、流入側の圧力上昇を防止し
て配管系等の破損を防止できる。さらに、ポートをシリ
ンダーの上方に設けたので、配管の気泡を速やかに排出
することができ、常に正確な計測値を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の流量測定装置の一実施例を示すもの
で、計測開始時の状態を示す説明図である。

【図２】 同じく計測終了時の状態を示す説明図であ
る。

【図３】 ポートが開放した状態を示す説明図である。

【図４】 従来の流量測定装置の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…シリンダー、２…フリーピストン、３，４…センサ
ー、５，６…切換弁、７…逃がしポート、Ａ…流入側配
管、Ｂ…流出側配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略水平方向に設置したシリンダーと、該
   シリンダー内に移動可能に設けたフリーピストンと、シ
   リンダー内の流体の流れに伴って移動する前記フリーピ
   ストンを検知する２組のセンサーと、シリンダー内の流
   体の流れ方向を切換える切換弁及び配管とを備え、前記
   ２組のセンサー間を移動するフリーピストンの移動時間
   を計測することにより流体の流量を測定する流量測定装
   置において、前記シリンダーの中央部上方に、前記フリ
   ーピストンが前記２組のセンサーの間にあるときはフリ
   ーピストンによって閉塞され、フリーピストンが前記セ
   ンサーを越えてシリンダーの端部側に移動したときに開
   放される流体の逃がしポートを設けたことを特徴とする
   流量測定装置。