JPH08247806A - 流量計 - Google Patents

流量計

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JPH08247806A
JPH08247806A JP7074487A JP7448795A JPH08247806A JP H08247806 A JPH08247806 A JP H08247806A JP 7074487 A JP7074487 A JP 7074487A JP 7448795 A JP7448795 A JP 7448795A JP H08247806 A JPH08247806 A JP H08247806A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の流速センサを用いることによって流量
の測定精度を向上させ、測定範囲を拡大できるようにす
ると共に、特に小流量域における測定精度を向上させる
ことができるようにする。 【構成】 流量計は、断面が矩形状でガスaが通過する
管部11と、この管部11の一方の側壁面11aに取り
付けられた流速センサ121 〜123 と、他方の側壁面
11bに取り付けられた流速センサ131 〜133 とを
備えている。ガスaが管部11内を通過すると、流速セ
ンサ121 〜123 ,131 〜133 は各々、それらの
検出部141 〜143 ,151 〜153 の取り付け位置
におけるガスの流速を検出する。これらの検出信号に基
づいて流速の平均値が演算され、この流速の平均値に基
づいて流量が演算される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス等の流体の流量を測
定するための流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計には、
配管中を流れる流体の流速を熱線流速計等の流速センサ
により測定し、その流速から流量を演算し、これを表示
するようにしたものがある。
【0003】ここで、従来の流量計においては、図6に
示したように、1つの流速センサ1を配管2内の流体流
路の中央部に配設し、この流速センサ1によって得られ
た流路中央部の流速を流量演算部3において流量に演算
し、表示部4に表示するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配管2
中の流速は、配管形状の違いや曲がり部、分岐部等の存
在、あるいは流量の大小によって、同一断面上の流速分
布が異なる。このため、流体流路の断面中央部の流速の
みしか検出できなかった従来の流量計では、流速の測定
値を正確に求めることができず、結果として広範囲な流
量を正確に測定することができないという問題点があっ
た。
【0005】そこで、本出願人は、流体流路中に複数の
流速センサを設け、これら流速センサの計測値の平均値
を求めて流量に換算するようにした流量計を提案してい
る。
【0006】ところで、小流量域における測定精度を向
上させるためには、流体流路の断面積を小さくして流速
を大きくすることが望ましい。しかしながら、そうする
と、流体流路中に複数の流速センサを設けことが困難に
なってしまう。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、複数の流速センサを用いることによ
って流量の測定精度を向上させ、測定範囲を拡大できる
ようにすると共に、特に小流量域における測定精度を向
上させることのできる流量計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の流量計
は、流体が通過する流体流路を形成する管部と、各々の
検出部が流体流路内に臨むように管部の壁面に対して取
り付られ、各々流体流路内を通過する流体の流速を検出
する複数の流速センサと、これら複数の流速センサの出
力信号に基づいて複数の位置における流速の平均値を演
算する平均流速演算手段と、この平均流速演算手段の演
算結果に基づいて流体の流量を演算する流量演算手段と
を備えたものである。
【0009】この流量計では、管部の壁面に取り付られ
た複数の流速センサ各々により複数の位置における流速
が検出され、これらの流速センサの出力信号に基づいて
複数の位置における流速の平均値が平均流速演算手段に
よって演算され、流量演算手段によって流速の平均値に
基づいた流量が演算される。従って、一の流速センサで
流路の中央部のみを測定する従来の流量計に比べて測定
精度が向上し、広範囲な流量を正確に測定することがで
きる。しかも、流速センサを管部の壁面に取り付けるよ
うにしたので、小流量域における測定精度を向上させる
ために流路の断面積を小さくした場合でも複数の流速セ
ンサを設けることができる。
【0010】請求項2記載の流量計は、請求項1記載の
流量計において、管部の断面を矩形状にしたものであ
る。
【0011】この流量計では、管部の断面を矩形状とす
ることで、管部の断面が円形の場合に比べて、同じ断面
積の場合であれば管部の壁面の面積を大きくすることが
でき、しかも管部の壁面が平らになるので、流速センサ
の個数を増やすことができると共に取り付けが容易にな
る。
【0012】請求項3記載の流量計は、請求項2記載の
流量計において、複数の流速センサが、管部の対向する
壁面のうちの一方の壁面に取り付けられる第1の流速セ
ンサと、他方の壁面に取り付けられる第2の流速センサ
とからなるように構成したものである。
【0013】請求項4記載の流量計は、請求項3記載の
流量計において、第1の流速センサと第2の流速センサ
とが互いに対向するように配置されたものである。
【0014】請求項5記載の流量計は、請求項4記載の
流量計において、第1の流速センサと第2の流速センサ
とが互いに対向し、かつこれらの組み合わせが複数組設
けられたものである。
【0015】請求項6記載の流量計は、請求項5記載の
流量計において、複数の第1の流速センサおよび複数の
第2の流速センサが、それぞれ管部の長手方向に対して
直交する方向に沿って配置されたものである。
【0016】請求項7記載の流量計は、請求項5記載の
流量計において、複数の第1の流速センサおよび複数の
第2の流速センサが、それぞれ管部の長手方向に対して
傾斜する方向に沿って配置されたものである。
【0017】請求項8記載の流量計は、請求項3記載の
流量計において、第1の流速センサと第2の流速センサ
とが互いに対向しないように交互に配置されたものであ
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0019】図1は本発明の第1の実施例に係る流量計
を一部切り欠いて示す斜視図、図2は図1の流量計を長
手方向(図1に矢印Aで示す方向)から見た側面図であ
る。本実施例の流量計は、断面が矩形状で、流体例えば
ガスaが通過する流体流路を形成する管部11と、この
管部11の一方の側壁面11aに取り付けられた第1の
流速センサとしての流速センサ121 〜123 と、他方
の側壁面11bに取り付けられた第2の流速センサとし
ての流速センサ131 〜133 とを備えている。流速セ
ンサ121 〜123 および流速センサ131 〜133
各々、管部11の長手方向に対して傾斜する方向に沿っ
て配置され、1個ずつ互いに対向するように配置されて
いる。これら流速センサ121 〜123 各々の検出部1
1 〜143 および流速センサ131 〜133 各々の検
出部151 〜153 は管部11内のガス流路内に臨むよ
うに取り付られている。
【0020】管部11の断面の大きさは例えば縦10m
m、横5mm、管部11の長さは例えば100〜200
mm程度である。
【0021】流速センサ121 〜123 ,131 〜13
3 は、図示しないが、例えば、発熱部とこの発熱部の上
流側および下流側に配設された2つの温度センサを有
し、2つの温度センサによって検出される温度の差を一
定に保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速
を求めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱
し、2つの温度センサによって検出される温度の差から
流速を求めるようになっている。この他、流速センサ1
1 〜123 ,131 〜133 としては、例えば、1つ
の発熱部を有し、この発熱部の温度(抵抗)を一定に保
つために必要な発熱部に対する供給電力から流速を求め
たり、一定電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱
部の温度(抵抗)から流速を求めるものでも良い。
【0022】図3は、本実施例の流量計の回路構成を示
すブロック図である。この図に示すように、本実施例の
流量計は、流速センサ121 〜123 ,131 〜133
各々の検出信号を入力して、これらの検出信号に基づい
て、複数の位置における流速の平均値Vaを演算する平
均流速演算部21と、この平均流速演算部21で求めら
れた流速の平均値Vaに基づいて、次式により流量Qを
演算する流量演算部22と、この流量演算部22で求め
られた流量を表示する表示部23とを備えている。な
お、平均流速演算部21および流量演算部22はマイク
ロコンピュータ20により実現される。
【0023】
【数1】Q=k×Va
【0024】なお、kは、管部11の断面積に依存する
配管形状係数である。
【0025】次に、本実施例の流量計の動作について説
明する。ガスaが管部11内を通過すると、流速センサ
121 〜123 ,131 〜133 は各々、それらの検出
部141 〜143 ,151 〜153 の取り付け位置にお
けるガスの流速を検出する。そして、これらの検出信号
に基づいて平均流速演算部21によって流速の平均値が
演算され、この流速の平均値に基づいて流量演算部22
によって流量が演算され、この流量が表示部23によっ
て表示される。
【0026】このように本実施例によれば、ガス流路内
に臨むように管部11の壁面に取り付けられた複数の流
速センサ121 〜123 ,131 〜133 の検出値に基
づいて流速の平均値を演算し、この流速の平均値に基づ
いて流量を演算しているため、流量の大小等によって管
部11内の流速分布が変化しても、従来の1つの流速セ
ンサを備えた流量計に比べて、より正確に流速を測定で
きる。よって小流量から大流量まで広い範囲にわたって
正確に流量を測定することができる。しかも、流速セン
サを管部11の壁面に取り付けるようにしたので、小流
量域における測定精度を向上させるために流路の断面積
を小さくした場合でも複数の流速センサ121 〜1
3 ,131 〜133 を設けることができ、小流量域に
おける測定精度を向上させることができる。また、管部
11の断面を矩形状にしたので、管部の断面が円形の場
合に比べて、同じ断面積の場合であれば管部11の壁面
の面積を大きくすることができ、しかも管部11の壁面
が平らになるので、流速センサの個数を増やすことがで
きると共に取り付けが容易になる。
【0027】また、図1に示した流量計をユニット化
し、他の配管と接続できるようにすれは、流量を測定し
たい箇所にユニット化した流量計を介装するだけで、配
管に複数の流速センサを取り付ける煩雑な作業を行うこ
となく簡単に流量を測定することが可能となる。
【0028】図4は本発明の第2の実施例に係る流量計
を一部切り欠いて示す斜視図である。本実施例は、流速
センサ121 〜123 および流速センサ131 〜133
を、各々管部11の長手方向に対して直交する方向に沿
って配置し、かつ1個ずつ互いに対向するように配置し
たものである。
【0029】図5は本発明の第3の実施例に係る流量計
を一部切り欠いて示す斜視図である。本実施例は、図4
に示した流量計において流速センサ121 ,123 ,1
2を除き、一方の側壁面11aに取り付けられた流速
センサ122 と他方の側壁面11bに取り付けられた流
速センサ131 ,133 を、互いに対向しないように交
互に配置したものである。
【0030】上記第2の実施例および第3の実施例のそ
の他の構成、動作および効果は第1の実施例と同様であ
る。
【0031】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、流速センサは最低2つあれば良
く、また、流速センサの取り付け位置は管部11の壁面
であれば特に限定されない。また、管部11の断面の形
状は矩形状が望ましいが、これに限定されるものではな
い。
【0032】また、本発明はガス等の気体の流量を測定
するものに限らず、液体の流量を測定する流量計にも適
用することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の流量
計によれば、管部の壁面に取り付られた複数の流速セン
サ各々により複数の位置における流速を検出し、これら
の流速センサの出力信号に基づいて複数の位置における
流速の平均値を平均流速演算手段によって演算し、流量
演算手段によって流速の平均値に基づいた流量を演算す
るようにしたので、流量の測定精度を向上でき、測定範
囲を拡大することができるという効果がある。しかも、
流速センサを管部の壁面に取り付けるようにしたので、
小流量域における測定精度を向上させるために流路の断
面積を小さくした場合でも複数の流速センサを設けるこ
とができ、特に小流量域における測定精度を向上させる
ことができるという効果がある。
【0034】また、請求項2ないし8のいずれかに記載
の流量計によれば、管部の断面を矩形状としたので、管
部の断面が円形の場合に比べて、同じ断面積の場合であ
れば管部の壁面の面積を大きくすることができ、しかも
管部の壁面が平らになるので、上記効果に加え、流速セ
ンサの個数を増やすことができると共に取り付けが容易
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る流量計を一部切り
欠いて示す斜視図である。
【図2】図1の流量計を長手方向から見た側面図であ
る。
【図3】図1の流量計の回路構成を表すブロック図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施例に係る流量計を一部切り
欠いて示す斜視図である。
【図5】本発明の第3の実施例に係る流量計を一部切り
欠いて示す斜視図である。
【図6】従来の流量計の測定原理を説明するための断面
図である。
【符号の説明】
11 管部 121 〜123 ,131 〜133 流速センサ 141 〜143 ,151 〜153 検出部 21 平均流速演算部 22 流量演算部 23 表示部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体が通過する流体流路を形成する管部
    と、 各々の検出部が流体流路内に臨むように前記管部の壁面
    に対して取り付られ、各々流体流路内を通過する流体の
    流速を検出する複数の流速センサと、 これら複数の流速センサの出力信号に基づいて複数の位
    置における流速の平均値を演算する平均流速演算手段
    と、 この平均流速演算手段の演算結果に基づいて前記流体の
    流量を演算する流量演算手段とを備えたことを特徴とす
    る流量計。
  2. 【請求項2】 前記管部は断面が矩形状であることを特
    徴とする請求項1記載の流量計。
  3. 【請求項3】 前記複数の流速センサは、前記管部の対
    向する壁面のうちの一方の壁面に取り付けられる第1の
    流速センサと、他方の壁面に取り付けられる第2の流速
    センサとからなることを特徴とする請求項2記載の流量
    計。
  4. 【請求項4】 前記第1の流速センサと第2の流速セン
    サとが互いに対向するように配置されたことを特徴とす
    る請求項3記載の流量計。
  5. 【請求項5】 前記第1の流速センサと第2の流速セン
    サとが互いに対向し、かつこれらの組み合わせが複数組
    設けられたことを特徴とする請求項4記載の流量計。
  6. 【請求項6】 前記複数の第1の流速センサおよび複数
    の第2の流速センサは、それぞれ管部の長手方向に対し
    て直交する方向に沿って配置されたことを特徴とする請
    求項5記載の流量計。
  7. 【請求項7】 前記複数の第1の流速センサおよび複数
    の第2の流速センサは、それぞれ管部の長手方向に対し
    て傾斜する方向に沿って配置されたことを特徴とする請
    求項5記載の流量計。
  8. 【請求項8】 前記第1の流速センサと第2の流速セン
    サとが互いに対向しないように交互に配置されたことを
    特徴とする請求項3記載の流量計。
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