JPH08247807A - 流量計 - Google Patents

流量計

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JPH08247807A
JPH08247807A JP7077279A JP7727995A JPH08247807A JP H08247807 A JPH08247807 A JP H08247807A JP 7077279 A JP7077279 A JP 7077279A JP 7727995 A JP7727995 A JP 7727995A JP H08247807 A JPH08247807 A JP H08247807A
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一光 温井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体流路内の同一断面上の流速分布が異な
り、また、流体流路の長手方向について流線が変化する
ような場合でも、流量を正確に測定することができるよ
うにする。 【構成】 流速センサ121 〜123 ,131 〜133
は、流量測定領域30内において、流体流路の長手方向
および長手方向に直交する方向のいずれについても異な
る少なくとも2つの位置を含む複数の位置に配置されて
いる。ガスaが管部11内を通過すると、流速センサ1
1 〜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4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
布が異なり、また、流体流路の長手方向について流線が
変化する場合もある。このため、流体流路の一断面にお
ける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】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、流体流路内の同一断面上の流速分布
が異なり、また、流体流路の長手方向について流線が変
化するような場合でも、流量を正確に測定することがで
きるようにした流量計を提供することにある。
【0006】
【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、流体流
路の長手方向および長手方向に直交する方向のいずれに
ついても異なる少なくとも2つの位置を含む流体流路内
の複数の位置におけ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。
【0007】この流量計では、複数の流速センサによっ
て、流体流路の長手方向および長手方向に直交する方向
のいずれについても異なる少なくとも2つの位置を含む
流体流路内の複数の位置における流体の流速が検出さ
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。
【0008】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、複数の流速
センサを、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けたものである。
【0009】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複数の第1の
流速センサと、他方の壁面に取り付けられる複数の第2
の流速センサとからなるように構成したものである。
【0010】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、複数の第1の流速センサおよび複数の
第2の流速センサを、それぞれ、管部の長手方向に対し
て傾斜し且つ互いに平行ではない方向に沿って配置した
ものである。
【0011】
【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。
【0012】図1は本発明の一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 は各
々、管部11の長手方向に対して傾斜し且つ互いに平行
ではない方向に沿って配置されている。すなわち、一方
の側壁面11aでは、上流側の流速センサ121 は側壁
面11aの上側の位置に取り付けられ、長手方向中央の
流速センサ122 は側壁面11aの中央の位置に取り付
けられ、下流側の流速センサ123 は側壁面11aの下
側の位置に取り付けられている。他方の側壁面11bで
は、上流側の流速センサ131 は側壁面11bの下側の
位置に取り付けられ、長手方向中央の流速センサ132
は側壁面11bの中央の位置に取り付けられ、下流側の
流速センサ133 は側壁面11bの上側の位置に取り付
けられている。なお、流速センサ121 と流速センサ1
1 の長手方向の位置、流速センサ122 と流速センサ
132 の長手方向の位置、流速センサ123 と流速セン
サ133 の長手方向の位置は、それぞれ同じである。こ
れら流速センサ121 〜123 ,131 〜133 は、流
体流路の長手方向および長手方向に直交する方向のいず
れについても異なる少なくとも2つの位置を含む流体流
路内の複数の位置における流体の流速を検出するように
なっている。これら流速センサ121 〜123 各々の検
出部141 〜143 および流速センサ131 〜133
々の検出部151 〜153 は管部11内の流体流路内に
臨むように取り付られている。
【0013】管部11の内部の断面の大きさは例えば縦
(X)10mm、横(Y)5mm、管部11の長さは例
えば100〜200mm程度である。
【0014】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。
【0015】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、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。
【0016】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v
a 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。
【0017】ここで、図1に示したように、流速センサ
121 〜123 ,131 〜133 は、上流側の流速セン
サ121 ,131 から下流側の流速センサ123 ,13
3 までの長さLの区間の流体流路(以下、流量測定領域
という。)30内において互いに異なる位置に配置され
ている。従って、各流速センサ121 〜123 ,131
〜133 によって検出される流速をv1 〜v6 とする
と、流量測定領域30内における単位体積当たりの流
量、言い換えると単位長さ当たりの流速の平均値は次の
(1)式で求められる。
【0018】
【数1】 {(v1 +v2 +v3 +v4 +v5 +v6 )/n}×(1/L) =va ×(1/L)〔cm/s・cm〕 …(1) ただし、nは流速センサの数であり、本実施例では6で
ある。
【0019】一方、流量Qは、〔流体流路の断面積〕×
〔流速〕として求められ、流速は(1)式で表される単
位長さ当たりの流速の平均値に流量測定領域30の長さ
Lを掛けたものであるから、流量Qは次の(2)式で求
められる。流量演算部22は、この(2)式に基づいて
流量Qを求める。
【0020】
【数2】 Q=X×Y×L×va ×(1/L) =X×Y×va …(2)
【0021】このように本実施例によれば、長さLの流
量測定領域30内において、流体流路の長手方向および
長手方向に直交する方向のいずれについても異なる少な
くとも2つの位置を含む複数の位置に配置された複数の
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、流体流路内の同一断面
上の流速分布が異なり、また、流体流路の長手方向につ
いて流線が変化するような場合でも、流量を正確に測定
することができる。従って、流体流路の長手方向につい
て流線が変化するような流量範囲においても流量を正確
に測定することができ、その結果、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。
【0022】また、本実施例によれば、複数の流速セン
サ121 〜123 ,131 〜133を、流体流路内に臨
むように管部11の壁面に取り付けているので、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 〜123
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。
【0023】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。
【0024】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、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。また、
管部11の断面積が大きい場合等には、複数の流速セン
サを管部11の壁面に取り付けるのではなく、ガイド部
材によって、管部11の壁面よりも内側に配置しても良
い。
【0025】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。
【0026】
【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、流体流路の長手方向および長手方向に直交
する方向のいずれについても異なる少なくとも2つの位
置を含む流体流路内の複数の位置における流体の流速を
検出する複数の流速センサを設け、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、流体流路内の同一断面上の流速分布が異なり、ま
た、流体流路の長手方向について流線が変化するような
場合でも、流量を正確に測定することができるという効
果がある。
【0027】また、請求項2ないし4のいずれか1に記
載の流量計によれば、管部の断面を矩形状にし、複数の
流速センサを、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けたので、上記効果に加え、
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一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】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 (4)

    【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、 流体流路の長手方向および長手方向に直交する方向のい
    ずれについても異なる少なくとも2つの位置を含む流体
    流路内の複数の位置におけ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り、前記複
    数の流速センサは、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けられていることを
    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複数の
    第1の流速センサと、他方の壁面に取り付けられる複数
    の第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
    して傾斜し且つ互いに平行ではない方向に沿って配置さ
    れたことを特徴とする請求項3記載の流量計。
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