JPH0915010A - せき式流量計 - Google Patents
せき式流量計Info
- Publication number
- JPH0915010A JPH0915010A JP7165599A JP16559995A JPH0915010A JP H0915010 A JPH0915010 A JP H0915010A JP 7165599 A JP7165599 A JP 7165599A JP 16559995 A JP16559995 A JP 16559995A JP H0915010 A JPH0915010 A JP H0915010A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weir
- flow rate
- water level
- hole
- measurement
- 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.)
- Pending
Links
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 title claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 102000010637 Aquaporins Human genes 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 3
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水位と流量との関係を直線化し、迅速かつ正
確な流量測定を実現し、現場での目視測定も可能にする
流量測定手段を備えたせき式流量計を提供する。 【構成】 せき式流量計１は、水位方向に不等間隔の複
数の貫通孔８を設けられた測定用せき７と、せき７の水
位を検出する水位検出手段９とからなる。複数個の貫通
孔８は、下式に従い不等間隔に設けられており、せき７
の水位ｈと流量Ｑとのを関係を直線化する。ｈiは基準
面からｉ番目の貫通孔までの距離であって、ｈ´は基準
面から１番目の貫通孔までの距離(初期値)である。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 【効果】 水位と流量との関係を示すグラフを参照する
必要が無い。自動測定の場合は、リニアライザが不要と
なり、迅速かつ正確な流量測定が可能となる。
確な流量測定を実現し、現場での目視測定も可能にする
流量測定手段を備えたせき式流量計を提供する。 【構成】 せき式流量計１は、水位方向に不等間隔の複
数の貫通孔８を設けられた測定用せき７と、せき７の水
位を検出する水位検出手段９とからなる。複数個の貫通
孔８は、下式に従い不等間隔に設けられており、せき７
の水位ｈと流量Ｑとのを関係を直線化する。ｈiは基準
面からｉ番目の貫通孔までの距離であって、ｈ´は基準
面から１番目の貫通孔までの距離(初期値)である。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 【効果】 水位と流量との関係を示すグラフを参照する
必要が無い。自動測定の場合は、リニアライザが不要と
なり、迅速かつ正確な流量測定が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上下水道，河川，発電
プラント，化学プラントなどにおける水路を流れる流体
の流量を測定するせき式流量計に係り、特に、測定特性
すなわちせき上流側の水位と流量との関係を直線化する
手段に関する。
プラント，化学プラントなどにおける水路を流れる流体
の流量を測定するせき式流量計に係り、特に、測定特性
すなわちせき上流側の水位と流量との関係を直線化する
手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】開水路を流れる流体は、配管などの閉水
路と比べると、一般に大容量である。しかし、水路の断
面形状が矩形であり、その上面が解放されているので、
丸い断面形状の配管の場合と異なり、流速分布が点対称
とはならない。そのため、超音波流量計，差圧式流量
計，羽根車式流量計，ベローズ式流量計により、開水路
を流れる流体の流量を測定することは困難であり、せき
式流量計が用いられる。
路と比べると、一般に大容量である。しかし、水路の断
面形状が矩形であり、その上面が解放されているので、
丸い断面形状の配管の場合と異なり、流速分布が点対称
とはならない。そのため、超音波流量計，差圧式流量
計，羽根車式流量計，ベローズ式流量計により、開水路
を流れる流体の流量を測定することは困難であり、せき
式流量計が用いられる。
【０００３】せき式流量計は、開水路とこの開水路を横
切るせきとからなる。せき上流側の水位と開水路を流れ
る流体の流量との関係は、実験式または所定の理論式で
表現される。
切るせきとからなる。せき上流側の水位と開水路を流れ
る流体の流量との関係は、実験式または所定の理論式で
表現される。
【０００４】従来のせき式流量計は、せきの容量や流体
の流量特性に応じて、せきに矩形や三角形の切れ込みを
入れた形式のものが多く、ＪＩＳ Ｂ ８３０２におい
て、せき上流側の水位と流量との関係式が既に規格化さ
れ、この規格に基づく製品も市販されている。
の流量特性に応じて、せきに矩形や三角形の切れ込みを
入れた形式のものが多く、ＪＩＳ Ｂ ８３０２におい
て、せき上流側の水位と流量との関係式が既に規格化さ
れ、この規格に基づく製品も市販されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のせき式流量計で
は、せき上流側の水位ｈを検出した後、水位ｈと流量Ｑ
との関係を表したグラフなどを参照し、流量Ｑを求めて
いた。また、流量測定を自動化する場合、水位検出器か
ら出た水位ｈの信号をリニアライザと呼ばれる機器に一
旦入力し、水位ｈと流量Ｑとの関係を直線に補正してか
ら、例えば制御のために設置されている信号処理装置な
どに送る必要があった。いずれの場合も、従来のせき式
流量計では、測定特性すなわちせき上流側の水位ｈと流
量Ｑとの関係が、高次多項式の形で表現される場合が多
く、使用者が任意にその測定特性を変更し、所望の感度
／分解能を示す測定特性に設計することは、困難であっ
た。
は、せき上流側の水位ｈを検出した後、水位ｈと流量Ｑ
との関係を表したグラフなどを参照し、流量Ｑを求めて
いた。また、流量測定を自動化する場合、水位検出器か
ら出た水位ｈの信号をリニアライザと呼ばれる機器に一
旦入力し、水位ｈと流量Ｑとの関係を直線に補正してか
ら、例えば制御のために設置されている信号処理装置な
どに送る必要があった。いずれの場合も、従来のせき式
流量計では、測定特性すなわちせき上流側の水位ｈと流
量Ｑとの関係が、高次多項式の形で表現される場合が多
く、使用者が任意にその測定特性を変更し、所望の感度
／分解能を示す測定特性に設計することは、困難であっ
た。
【０００６】本発明の目的は、測定特性すなわちせき上
流側の水位ｈと流量Ｑとの関係を直線関係とし、迅速か
つ正確に流量を測定できる測定手段を備えたせき式流量
計を提供することである。
流側の水位ｈと流量Ｑとの関係を直線関係とし、迅速か
つ正確に流量を測定できる測定手段を備えたせき式流量
計を提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、使用者が望む任意の
測定特性や感度／分解能が容易に得られる測定手段を備
えたせき式流量計を提供することである。
測定特性や感度／分解能が容易に得られる測定手段を備
えたせき式流量計を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、水路系の少なくとも一部をせき止めるせ
きとこのせきの上流側の水位を検出する水位検出手段と
からなり検出された水位に基づき前記水路系の流量を測
定するせき式流量計において、せきを貫通する複数個の
貫通孔を水位方向には不等間隔に設置したせき式流量計
を提案するものである。
成するために、水路系の少なくとも一部をせき止めるせ
きとこのせきの上流側の水位を検出する水位検出手段と
からなり検出された水位に基づき前記水路系の流量を測
定するせき式流量計において、せきを貫通する複数個の
貫通孔を水位方向には不等間隔に設置したせき式流量計
を提案するものである。
【０００９】前記複数個の貫通孔は、下式に従い不等間
隔に設ける。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 ただし、ｈiは、基準面からｉ番目の貫通孔までの距離
であり、ｈ´は、基準面から１番目の貫通孔までの距離
(初期値)である。
隔に設ける。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 ただし、ｈiは、基準面からｉ番目の貫通孔までの距離
であり、ｈ´は、基準面から１番目の貫通孔までの距離
(初期値)である。
【００１０】前記貫通孔の断面積Ａと基準面から１番目
の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´との少なくとも一方を
変えて前記流量測定の感度／分解能を調節する手段を備
えることができる。
の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´との少なくとも一方を
変えて前記流量測定の感度／分解能を調節する手段を備
えることができる。
【００１１】いずれの場合も、せきを、流入する流体を
一旦溜めるボックスの一つの壁とすると、気液二相流の
流量測定に好都合である。また、ボックス内を防波せき
を設置してもよい。
一旦溜めるボックスの一つの壁とすると、気液二相流の
流量測定に好都合である。また、ボックス内を防波せき
を設置してもよい。
【００１２】上記水位検出手段としては、超音波式変位
計などを用いる。
計などを用いる。
【００１３】
【作用】次に、図１〜図４を参照して、本発明によるせ
き式流量計の測定原理を説明する。図１は、十分大きな
容器に開けられた断面積Ａの貫通孔から流体が流出する
状況を示す図である。貫通孔を通過して流出する流体の
流量Ｑは、貫通孔と水面との間の距離ｈにより決まり、
数式１で表される。 Ｑ＝ＣＡ√(２ｇｈ) ……(１) ここで、Ｃは流量係数、ｇは重力加速度である。数式１
は、トリチェリの式として広く知られている。
き式流量計の測定原理を説明する。図１は、十分大きな
容器に開けられた断面積Ａの貫通孔から流体が流出する
状況を示す図である。貫通孔を通過して流出する流体の
流量Ｑは、貫通孔と水面との間の距離ｈにより決まり、
数式１で表される。 Ｑ＝ＣＡ√(２ｇｈ) ……(１) ここで、Ｃは流量係数、ｇは重力加速度である。数式１
は、トリチェリの式として広く知られている。
【００１４】図２は、本発明によるせき式流量計の測定
原理を示す図である。本発明のせきには、数式２に示す
規則に従って、複数個の貫通孔が設けられる。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 ……(２) ここで、ｈiは基準面からｉ番目の貫通孔までの高さ、
ｈ´は基準面から１番目の貫通孔までの高さ(初期値)で
ある。なお、基準面の貫通孔を０番目としている。
原理を示す図である。本発明のせきには、数式２に示す
規則に従って、複数個の貫通孔が設けられる。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 ……(２) ここで、ｈiは基準面からｉ番目の貫通孔までの高さ、
ｈ´は基準面から１番目の貫通孔までの高さ(初期値)で
ある。なお、基準面の貫通孔を０番目としている。
【００１５】水面が１番目の貫通孔の位置まであると
き、水は０番目の貫通孔のみから流出するとすれば、流
量Ｑ1は、トリチェリの式に従って数式３で示される。 Ｑ1＝ＣＡ√(２ｇｈ1)＝ＣＡ√(２ｇｈ´×１2) ……(３) ここで、Ｑ1は、水面が１番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
き、水は０番目の貫通孔のみから流出するとすれば、流
量Ｑ1は、トリチェリの式に従って数式３で示される。 Ｑ1＝ＣＡ√(２ｇｈ1)＝ＣＡ√(２ｇｈ´×１2) ……(３) ここで、Ｑ1は、水面が１番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
【００１６】水面が２番目の貫通孔の位置まであると
き、水は０番目および１番目の貫通孔から流出するの
で、流量Ｑ2は、数式４で示される。 Ｑ2＝ＣＡ√(２ｇｈ2)＋ＣＡ√｛２ｇ(ｈ2−ｈ1）｝ ＝ＣＡ√(２ｇｈ´)×｛√２2＋√(２2−１2)｝ ……(４) ここで、Ｑ2は、水面が２番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
き、水は０番目および１番目の貫通孔から流出するの
で、流量Ｑ2は、数式４で示される。 Ｑ2＝ＣＡ√(２ｇｈ2)＋ＣＡ√｛２ｇ(ｈ2−ｈ1）｝ ＝ＣＡ√(２ｇｈ´)×｛√２2＋√(２2−１2)｝ ……(４) ここで、Ｑ2は、水面が２番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
【００１７】同様に水面がｎ番目の貫通孔の位置まであ
るとき、流量Ｑｎは、数式５で示される。 Ｑn＝ＣＡ√(２ｇｈ´)×Σ√{ｎ−(ｊ−１)2} ただしｊ＝１，…，ｎ ……(５) ここで、Ｑｎは、水面がｎ番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
るとき、流量Ｑｎは、数式５で示される。 Ｑn＝ＣＡ√(２ｇｈ´)×Σ√{ｎ−(ｊ−１)2} ただしｊ＝１，…，ｎ ……(５) ここで、Ｑｎは、水面がｎ番目の貫通孔の位置にあると
きの流量である。
【００１８】図３は、図２のせきにおける水位ｈと流量
Ｑとの関係を示すグラフである。図３において、実線
は、トリチェリの式の足し算として予想される実際の流
量特性を示しており、黒丸は、数式５で得られる流量特
性を示している。なお、数式５が離散的な値なので、黒
丸を破線で結んで図示してある。
Ｑとの関係を示すグラフである。図３において、実線
は、トリチェリの式の足し算として予想される実際の流
量特性を示しており、黒丸は、数式５で得られる流量特
性を示している。なお、数式５が離散的な値なので、黒
丸を破線で結んで図示してある。
【００１９】水位ｈと流量Ｑとが比例すなわち直線関係
となるためには、図３の破線の傾きが一定である必要が
ある。ｎ番目の水位ｈnにおける流量Ｑnの傾きは、数式
６ Ｑn／ｈn＝Ｑn／(ｈ´×ｎ2) ＝ＣＡ√(２ｇ／ｈ´)×Σ√〔(１／ｎ2)−｛(ｊ−１)2／ｎ4｝〕 ただしｊ＝１，…，ｎ ……(６) で示される。
となるためには、図３の破線の傾きが一定である必要が
ある。ｎ番目の水位ｈnにおける流量Ｑnの傾きは、数式
６ Ｑn／ｈn＝Ｑn／(ｈ´×ｎ2) ＝ＣＡ√(２ｇ／ｈ´)×Σ√〔(１／ｎ2)−｛(ｊ−１)2／ｎ4｝〕 ただしｊ＝１，…，ｎ ……(６) で示される。
【００２０】数式６の定数項を除いた値を傾きｋnと定
義すると、数式７になる。 ｋn＝∂Ｑn／∂ｈn＝Σ√〔(１／ｎ2)−｛(ｊ−１)2／ｎ4｝〕 ただしｊ＝１，…，ｎ ……(７) 数式７では、解析的な答えを出すことは困難である。そ
のために、ここでは、数値計算により、傾きｋnの値を
求める。
義すると、数式７になる。 ｋn＝∂Ｑn／∂ｈn＝Σ√〔(１／ｎ2)−｛(ｊ−１)2／ｎ4｝〕 ただしｊ＝１，…，ｎ ……(７) 数式７では、解析的な答えを出すことは困難である。そ
のために、ここでは、数値計算により、傾きｋnの値を
求める。
【００２１】図４は、数値計算により求めた貫通孔の数
ｎに対する傾きｋｎの関係を示す図である。貫通孔の数
ｎは、実用上十分な５００個までとし、それぞれの貫通
孔の数に対する傾きｋnの値を計算している。図４によ
ると、傾きｋｎは、貫通孔ｎの増加に伴い、一定値すな
わち０.８付近に収束している。
ｎに対する傾きｋｎの関係を示す図である。貫通孔の数
ｎは、実用上十分な５００個までとし、それぞれの貫通
孔の数に対する傾きｋnの値を計算している。図４によ
ると、傾きｋｎは、貫通孔ｎの増加に伴い、一定値すな
わち０.８付近に収束している。
【００２２】したがって、本発明が提案するせき式流量
計においては、基準面からの水位ｈと流量Ｑとが直線関
係になり、実用上十分な精度で、数式８により表現され
る。 Ｑn＝ＣＡ{√(２ｇ／ｈ´)}×ｋn×ｈn ……(８) ただし、ｈnは基準面からｎ番目の貫通孔までの距離を
示し、それぞれの貫通孔の位置関係は、数式２に従って
形成されるものとする。
計においては、基準面からの水位ｈと流量Ｑとが直線関
係になり、実用上十分な精度で、数式８により表現され
る。 Ｑn＝ＣＡ{√(２ｇ／ｈ´)}×ｋn×ｈn ……(８) ただし、ｈnは基準面からｎ番目の貫通孔までの距離を
示し、それぞれの貫通孔の位置関係は、数式２に従って
形成されるものとする。
【００２３】本発明によると、従来には複雑な高次多項
式などで表されていた測定特性が、１次式で表される。
すなわち、基準面からの水位ｈと流量Ｑとが比例関係と
して表現されるので、水位ｈを測定すれば、グラフなど
を参照しなくとも、流量Ｑが容易に求められ、特に、現
場での目視測定が可能となる。
式などで表されていた測定特性が、１次式で表される。
すなわち、基準面からの水位ｈと流量Ｑとが比例関係と
して表現されるので、水位ｈを測定すれば、グラフなど
を参照しなくとも、流量Ｑが容易に求められ、特に、現
場での目視測定が可能となる。
【００２４】また、水位検出器からの水位ｈの信号を、
それと比例関係にある流量Ｑの信号として、自動計測装
置などの機器に直接取り込むことができ、リニアライザ
などの信号変換器を介在させる必要がない。
それと比例関係にある流量Ｑの信号として、自動計測装
置などの機器に直接取り込むことができ、リニアライザ
などの信号変換器を介在させる必要がない。
【００２５】さらに、数式８でも明らかなように、貫通
孔の断面積Ａと基準面から１番目の貫通孔までの高さ
(初期値)ｈ´との少なくとも一方を変えると、水位ｈと
流量Ｑとの関係を示す１次式の傾きが変えられる。した
がって、貫通孔の断面積Ａと基準面から１番目の貫通孔
までの高さ(初期値)ｈ´の少なくともを変えるだけで、
測定者が望む感度と分解能とを備えた測定特性が得られ
る。
孔の断面積Ａと基準面から１番目の貫通孔までの高さ
(初期値)ｈ´との少なくとも一方を変えると、水位ｈと
流量Ｑとの関係を示す１次式の傾きが変えられる。した
がって、貫通孔の断面積Ａと基準面から１番目の貫通孔
までの高さ(初期値)ｈ´の少なくともを変えるだけで、
測定者が望む感度と分解能とを備えた測定特性が得られ
る。
【００２６】
【実施例】次に、図５および図６を参照して、本発明に
よるせき式流量計の一実施例を説明する。図５は、本発
明によるせき式流量計の一実施例の概略の構造を示す図
である。本実施例では、導水管からの水をボックスで一
旦受け、ボックスの水位により流量を測定するボックス
型のせき式流量計を示しているが、本発明はボックス型
に限定されるものでなく、開水路型にも当然適用でき
る。本実施例のせき式流量計１は、導水管２からボック
ス３および６に水が注入されるボックス型に形成されて
いる。ボックス型のせき式流量計は、空気と水とが混在
する気液２相流の流量測定に適している。このことは、
空気と水とが混在した場合に不正確な測定結果しか得ら
れなかった電磁流量計などの従来の流量計には無い利点
である。導水管２からの流体は、ボックス３に溜めら
れ、防波せき４に開けられた貫通孔５から隣接するボッ
クス６に送られる。ここでは、貫通孔５の開いた防波せ
き４を設けたが、ボックス３への流体の流入に伴う波を
減衰させる構造であれば、ラビリンスを設けても、ステ
ンレス製の網を丸めたものを挿入してもよい。ボックス
３が相当大きく、波がほとんど生じない場合、防波手段
を特に設ける必要は無い。
よるせき式流量計の一実施例を説明する。図５は、本発
明によるせき式流量計の一実施例の概略の構造を示す図
である。本実施例では、導水管からの水をボックスで一
旦受け、ボックスの水位により流量を測定するボックス
型のせき式流量計を示しているが、本発明はボックス型
に限定されるものでなく、開水路型にも当然適用でき
る。本実施例のせき式流量計１は、導水管２からボック
ス３および６に水が注入されるボックス型に形成されて
いる。ボックス型のせき式流量計は、空気と水とが混在
する気液２相流の流量測定に適している。このことは、
空気と水とが混在した場合に不正確な測定結果しか得ら
れなかった電磁流量計などの従来の流量計には無い利点
である。導水管２からの流体は、ボックス３に溜めら
れ、防波せき４に開けられた貫通孔５から隣接するボッ
クス６に送られる。ここでは、貫通孔５の開いた防波せ
き４を設けたが、ボックス３への流体の流入に伴う波を
減衰させる構造であれば、ラビリンスを設けても、ステ
ンレス製の網を丸めたものを挿入してもよい。ボックス
３が相当大きく、波がほとんど生じない場合、防波手段
を特に設ける必要は無い。
【００２７】ボックス６の一面には、本発明の測定用せ
き７が設置されている。測定用せき７には、数式２で計
算される間隔に従って、複数の貫通孔８が配置される。
このように複数の貫通孔８を配置すると、ボックス６内
の水位ｈが流量Ｑに比例しているので、ボックス６の上
方には、水位ｈを測定する超音波式変位計９が設置され
る。本実施例では、信頼性を向上させるため、可動部の
無い超音波式変位計９を用いたが、水位ｈを計測できる
ものであれば、フロート式や圧力式でもよく、流量Ｑを
表す直線目盛のものさしをボックス６内に設置しただけ
でも、流量Ｑを直接測定できる。
き７が設置されている。測定用せき７には、数式２で計
算される間隔に従って、複数の貫通孔８が配置される。
このように複数の貫通孔８を配置すると、ボックス６内
の水位ｈが流量Ｑに比例しているので、ボックス６の上
方には、水位ｈを測定する超音波式変位計９が設置され
る。本実施例では、信頼性を向上させるため、可動部の
無い超音波式変位計９を用いたが、水位ｈを計測できる
ものであれば、フロート式や圧力式でもよく、流量Ｑを
表す直線目盛のものさしをボックス６内に設置しただけ
でも、流量Ｑを直接測定できる。
【００２８】超音波式変位計９から出力された水位ｈを
表す信号は、自動計測装置やオシロスコープなどにその
まま送信される。この水位信号を数式８式に従って１次
変換するのみで、換言すれば直線の傾きを調整するだけ
で、流量Ｑが得られる。特に測定を自動化する必要がな
ければ、数式８に基づいて、流量Ｑを表す直線目盛のも
のさしを作成し、ボックス６の中に設置しても、流量Ｑ
を測定する目的は達成される。
表す信号は、自動計測装置やオシロスコープなどにその
まま送信される。この水位信号を数式８式に従って１次
変換するのみで、換言すれば直線の傾きを調整するだけ
で、流量Ｑが得られる。特に測定を自動化する必要がな
ければ、数式８に基づいて、流量Ｑを表す直線目盛のも
のさしを作成し、ボックス６の中に設置しても、流量Ｑ
を測定する目的は達成される。
【００２９】より具体的に数値を入れて説明すると、本
実施例は、水位ｈ＝０〜５５０ｍｍを流量Ｑ＝０〜２０
００リットル／分に換算するせき式流量計である。ま
ず、一例として、貫通孔８は、直径３８ｍｍの円孔と仮
定する。数式８を変形して数式９を得る。 ｈ´＝２ｇＣ2Ａ2×(ｋn)2×(ｈn)2／(Ｑn)2 ……(９) ここで、ｇ＝９.８である。Ｃには円孔の流量係数とし
て一般的な０.６を採用し、数式７で定義した傾きｋｎ
には図４を参照してｋｎ＝０.８を用いる。
実施例は、水位ｈ＝０〜５５０ｍｍを流量Ｑ＝０〜２０
００リットル／分に換算するせき式流量計である。ま
ず、一例として、貫通孔８は、直径３８ｍｍの円孔と仮
定する。数式８を変形して数式９を得る。 ｈ´＝２ｇＣ2Ａ2×(ｋn)2×(ｈn)2／(Ｑn)2 ……(９) ここで、ｇ＝９.８である。Ｃには円孔の流量係数とし
て一般的な０.６を採用し、数式７で定義した傾きｋｎ
には図４を参照してｋｎ＝０.８を用いる。
【００３０】各係数に数値を代入すれば、数式１０のよ
うになる。ただし、長さの単位にはメートルを用い、流
量の単位には立方メートル／秒を用いている。 ｈ´＝２×９.８×０.６2×(００３.８2π／４）×０.８2×０.５５2 ÷{２０００／(１０００×６０)}2 ＝０.０１５８≒１.６ｍｍ ……(10) このとき、貫通孔８の個数は、数式２によりｉ＝ｎ＝１
８.５→１９となる。したがって、基準面ｉ＝０の位置
のものを含めて、合計２０個の貫通孔が必要となる。
うになる。ただし、長さの単位にはメートルを用い、流
量の単位には立方メートル／秒を用いている。 ｈ´＝２×９.８×０.６2×(００３.８2π／４）×０.８2×０.５５2 ÷{２０００／(１０００×６０)}2 ＝０.０１５８≒１.６ｍｍ ……(10) このとき、貫通孔８の個数は、数式２によりｉ＝ｎ＝１
８.５→１９となる。したがって、基準面ｉ＝０の位置
のものを含めて、合計２０個の貫通孔が必要となる。
【００３１】図６は、図５のせき式流量計を実際に製作
し、二つの理論式すなわち数式５および数式８と実測値
とを比較した実験結果を示す図である。図６の数式５に
よる理論式１は、個々のｎについて逐次計算したもので
あり、トリチェリの式の足し算として表される。数式５
による理論式１も図５のせき式流量計の実験結果も、直
線性が非常に良い流量特性を示している。ここで、数式
５による理論式１と実験結果との差異は、流量係数Ｃに
起因すると考えられるので、実際の製品では、流量係数
Ｃを補正して運用すればよい。なお、数式８による理論
式２は、数式５による理論式１の近似式であるので、理
論式１と２とは、当然よく一致する。
し、二つの理論式すなわち数式５および数式８と実測値
とを比較した実験結果を示す図である。図６の数式５に
よる理論式１は、個々のｎについて逐次計算したもので
あり、トリチェリの式の足し算として表される。数式５
による理論式１も図５のせき式流量計の実験結果も、直
線性が非常に良い流量特性を示している。ここで、数式
５による理論式１と実験結果との差異は、流量係数Ｃに
起因すると考えられるので、実際の製品では、流量係数
Ｃを補正して運用すればよい。なお、数式８による理論
式２は、数式５による理論式１の近似式であるので、理
論式１と２とは、当然よく一致する。
【００３２】本発明は、上記実施例のような構造を採用
したので、次のような機能と効果とをもたらす。
したので、次のような機能と効果とをもたらす。
【００３３】(１)本発明の方針に従い流量測定せきを製
作すると、水位ｈと流量Ｑとが比例関係で表され、流量
換算が容易となる。
作すると、水位ｈと流量Ｑとが比例関係で表され、流量
換算が容易となる。
【００３４】(２)貫通孔の断面積Ａと基準面から１番目
の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´との少なくとも一方を
変えると、水位ｈと流量Ｑとの関係を示す１次式の傾き
が変えられる。したがって、貫通孔の断面積Ａと基準面
から１番目の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´を変えるだ
けで、所望の感度と分解能とを備えた測定特性が得られ
る。
の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´との少なくとも一方を
変えると、水位ｈと流量Ｑとの関係を示す１次式の傾き
が変えられる。したがって、貫通孔の断面積Ａと基準面
から１番目の貫通孔までの高さ(初期値)ｈ´を変えるだ
けで、所望の感度と分解能とを備えた測定特性が得られ
る。
【００３５】(３)せき式流量測定箱をボックス型とし
て、本発明のせきの構造を採用すると、気液二相流の流
量を正確に測定できる。
て、本発明のせきの構造を採用すると、気液二相流の流
量を正確に測定できる。
【００３６】(４)ボックス内を防波せきを設置すると、
液体の表面波が減衰され、正確な流量測定が可能とな
る。
液体の表面波が減衰され、正確な流量測定が可能とな
る。
【００３７】(５)水位測定手段として超音波式変位計を
用いると、可動部のない高信頼の流量測定装置を実現で
きる。
用いると、可動部のない高信頼の流量測定装置を実現で
きる。
【００３８】なお、既に述べた通り、本発明は、上記実
施例には限定されない。すなわち、ボックス型のせき式
流量計に限らず、開水路型のせき式流量計にも適用でき
る。
施例には限定されない。すなわち、ボックス型のせき式
流量計に限らず、開水路型のせき式流量計にも適用でき
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、水位ｈと流量Ｑとが比
例関係になり、水位ｈの検出後に複雑な補正を必要とし
ないので、流量Ｑを迅速かつ正確に測定できるせき式流
量計が得られる。この利点は、流量測定の自動化におい
て、機器の簡素化に貢献するばかりではなく、現場での
目視による流量測定においても、実用上十分な精度で流
量を直接測定できるという効果をもたらす。
例関係になり、水位ｈの検出後に複雑な補正を必要とし
ないので、流量Ｑを迅速かつ正確に測定できるせき式流
量計が得られる。この利点は、流量測定の自動化におい
て、機器の簡素化に貢献するばかりではなく、現場での
目視による流量測定においても、実用上十分な精度で流
量を直接測定できるという効果をもたらす。
【００４０】また、貫通孔の断面積と基準面から１番目
の貫通孔までの高さ(初期値)とを変えると、種々の流量
範囲について、所望の感度／分解能の測定特性が得られ
る。
の貫通孔までの高さ(初期値)とを変えると、種々の流量
範囲について、所望の感度／分解能の測定特性が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】十分大きな容器に開けられた断面積Ａの貫通孔
から流体が流出する状況を示す図である。
から流体が流出する状況を示す図である。
【図２】本発明によるせき式流量計の測定原理を示す図
である。
である。
【図３】図２のせきにおける水位ｈと流量Ｑとの関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】数値計算により求めた貫通孔の数ｎに対する傾
きｋｎの関係を示す図である。
きｋｎの関係を示す図である。
【図５】本発明によるせき式流量計の一実施例の概略の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図６】図５のせき式流量計を実際に製作し、二つの理
論式すなわち数式５および数式８と実測値とを比較した
実験結果を示す図である。
論式すなわち数式５および数式８と実測値とを比較した
実験結果を示す図である。
１ せき式流量計 ２ 導水管 ３ 導水管側ボックス ４ 防波せき ５ 防波せき貫通孔 ６ せき側ボックス ７ 測定用せき ８ 測定用貫通孔 ９ 超音波式変位計
Claims (6)
- 【請求項１】 水路系の少なくとも一部をせき止めるせ
きと当該せきの上流側の水位を検出する水位検出手段と
からなり検出された水位に基づき前記水路系の流量を測
定するせき式流量計において、 前記せきを貫通する複数個の貫通孔を水位方向には不等
間隔に設置することを特徴とするせき式流量計。 - 【請求項２】 請求項１に記載のせき式流量計におい
て、 前記複数個の貫通孔が、下式に従い不等間隔に設けられ
ていることを特徴とするせき式流量計。 ｈi＝ｈ´×ｉ2 ｈi：基準面からｉ番目の貫通孔までの距離 ｈ´：基準面から１番目の貫通孔までの距離(初期値) - 【請求項３】 請求項２に記載のせき式流量計におい
て、 前記貫通孔の断面積Ａと基準面から１番目の貫通孔まで
の高さ(初期値)ｈ´との少なくとも一方を変えて前記流
量測定の感度／分解能を調節する手段を備えたことを特
徴とするせき式流量計。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
のせき式流量計において、 前記せきが、流入する流体を一旦溜めるボックスの一つ
の壁であることを特徴とする気液二相流の流量測定用せ
き式流量計。 - 【請求項５】 請求項４に記載のせき式流量計におい
て、 前記ボックス内を防波せきを設置したことを特徴とする
せき式流量計。 - 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
のせき式流量計において、 前記水位検出手段が、超音波式変位計であることを特徴
とするせき式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165599A JPH0915010A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | せき式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165599A JPH0915010A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | せき式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915010A true JPH0915010A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15815418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7165599A Pending JPH0915010A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | せき式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0915010A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001201377A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Kazuo Takayama | 流量計及び流量測定監視システム |
| JP2006275897A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Suga Kogyo Kk | 水栓の吐水量調整方法および開放型流量計 |
| JP2014048214A (ja) * | 2012-09-02 | 2014-03-17 | Tatsu Kagaya | 漏水量計測装置及び方法 |
| JP2014070781A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 液冷装置 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7165599A patent/JPH0915010A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001201377A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Kazuo Takayama | 流量計及び流量測定監視システム |
| JP2006275897A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Suga Kogyo Kk | 水栓の吐水量調整方法および開放型流量計 |
| JP2014048214A (ja) * | 2012-09-02 | 2014-03-17 | Tatsu Kagaya | 漏水量計測装置及び方法 |
| JP2014070781A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 液冷装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7963172B2 (en) | Multiphase flowmeter using a combination of pressure differentials and ultrasound doppler readings | |
| US20100138168A1 (en) | Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid | |
| US20110022335A1 (en) | Real-time non-stationary flowmeter | |
| JP2019143982A (ja) | ポンプ流量計測装置 | |
| Mattingly | Volume flow measurements | |
| Afandi et al. | The development of the ultrasonic flowmeter sensors for mass flow rate measurement: A comprehensive review | |
| US3683693A (en) | Universal proportional differential pressure producing fluid flow device | |
| JPH0915010A (ja) | せき式流量計 | |
| Sârbu | Modern water flowmeters: Differential pressure flowmeters | |
| US4009614A (en) | Apparatus for monitoring two-phase flow | |
| JP3249304B2 (ja) | 流量測定装置 | |
| Vidyarthia et al. | Ultrasonic transit-time flowmeters for pipes: A short review | |
| Den Herder | Accuracy Limitations in Open Channel Flow Monitoring | |
| JP3252187B2 (ja) | 流量計 | |
| FLUMES | INVESTIGATION ON PERFORMANCE OF | |
| Wildemann et al. | A universal, nonintrusive method for correcting the reading of a flow meter in pipe flow disturbed by installation effects | |
| Replogle | Some observations on irrigation flow measurements at the end of the millennium | |
| Khalil | Quasi-steady state method for unsteady flow calibration of triangular weir | |
| Pereira | Tutorial 20: flow meters: part 2-Part 20 in a series of tutorials in instrumentation and measurement | |
| Lashari et al. | Hydraulic characteristics of pilot distributaries in the Mirpurkhas, Sanghar and Nawabshah districts, Sindh, Pakistan | |
| Hobbs | Variable area and pressure difference flowmeters | |
| Bazerghi et al. | Evaluation of the Performance of an Ultrasonic Cross-correlation Flowmeter | |
| Holland et al. | Flow through weirs, flumes, orifices, sluices and pipes | |
| Cairney | Typical flow measurement problems and their solution in the electricity supply industry | |
| SU678307A1 (ru) | Способ измерени массового расхода стационарного потока среды и устройство дл его осуществлени |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060314 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20090205 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090217 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090623 |