JPH09210750A - 流量測定方法及びその装置 - Google Patents

流量測定方法及びその装置

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JPH09210750A
JPH09210750A JP1750296A JP1750296A JPH09210750A JP H09210750 A JPH09210750 A JP H09210750A JP 1750296 A JP1750296 A JP 1750296A JP 1750296 A JP1750296 A JP 1750296A JP H09210750 A JPH09210750 A JP H09210750A
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JP
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fluid
tracer
flow rate
concentration
measuring
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JP1750296A
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English (en)
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Kiyokazu Nagai
精和 永井
Noboru Kagayama
襄 加賀山
Isamu Ikeda
勇 池田
Norio Umemoto
典夫 梅本
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Chugai Ro Co Ltd
Original Assignee
Chugai Ro Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定流体が高温の場合でも適正に流量を測
定できる方法及び装置を提供する。 【解決手段】 流量を測定する流体の流れに該流体に含
まれる特定成分のトレーサをその量を測定しながら投入
し、トレーサ投入前後の流体に含まれる上記特定成分の
濃度を測定することにより上記流体の流量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、管路やダクトの中
を流れる流体の流量測定方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、流体の流量を測定する手段とし
て、差圧を利用したオリフィスやピトー管が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の流量測定手段は、被測定流体が高温流体、大口径のダ
クトを流れる流体、流速が遅い流体、ダストを大量に含
む流体の場合には、流量測定が困難若しくは精度に欠け
るという問題があった。
【0004】具体的に説明すると、被測定流体が加熱炉
等の熱設備から排出される高温(例えば1000℃程
度)の排ガスの場合、従来は耐熱性能の点からオリフィ
スが利用されているが、オリフィスの孔径が熱膨張して
測定結果に誤差を生じる。また、直径が数メートルの大
口径ダクト内を流体が流れる場合、オリフィスの前後に
直径の約10倍もの直管部を必要とするし、そのために
オリフィスの設置場所が限られる。一方、大口径のダク
ト内を流れる流体の流量を測定するために、ダクト断面
の数箇所にピトー管を設けてそれらの平均流速を求める
方法も提案されているが、流速が遅い場合(例えば0.
1m/s)には測定誤差が増大し、測定精度が著しく低
下する。さらに、上記排ガスには大量に粉塵が含まれて
おり、それがオリフィスやピトー管の中で堆積して測定
精度が経過年月と共に低下する。
【0005】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであって、流体の流速が遅い場合、流体の温度
が高温である場合、さらに流体にダストが混入している
場合であっても正確に流量を測定することができる流体
の流量測定方法及びその方法を用いた流量測定装置を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の流量測定方法は、流量を測定する流体の流
れに該流体に含まれる特定成分のトレーサをその量を測
定しながら投入し、上記特定成分の濃度をトレーサ投入
前後で測定することにより上記流体の流量を求めること
を特徴としている。また、別の流量測定方法は、流量を
測定する流体の流れにトレーサをその量を測定しながら
投入し、投入後の流体に含まれる上記トレーサの濃度を
測定することにより上記流体の流量を求めることを特徴
としている。
【0007】次に、本発明の流量測定装置は、第1の流
量測定方法を実施する装置で、被測定流体が流れる流路
に、上記流体の移動方向に沿って、上記流体に含まれる
特定成分の濃度を測定する第1の濃度測定手段と、上記
特定成分のトレーサをその量を測定しながら上記流体に
投入するトレーサ投入手段と、上記トレーサが投入され
た流体に含まれる上記特定成分の濃度を測定する第2の
濃度測定手段と、下記する数1から上記流体の流量を求
める演算手段とを備えたことを特徴としている。
【数3】
【0008】また、別の流量測定装置は、第2の流量測
定方法を実施する装置で、被測定流体が流れる流路に、
上記流体の移動方向に沿って、上記流体にトレーサをそ
の量を測定しながら投入するトレーサ投入手段と、トレ
ーサ投入後の流体に含まれる上記トレーサの濃度を測定
する手段と、下記する数2から上記流体の流量を求める
演算手段とを備えたことを特徴としている。
【数4】
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る実施の形態について説明する。図1は、本発明に
係る流体の流量測定方法及び流量測定装置の一実施形態
を示す。この流量測定装置10において、管路やダクト
などの流路12には被測定流体Aが流される。この流路
12には、流体Aの流れる方向(矢印14方向)に沿っ
て、第1のサンプリングパイプ16、トレーサ投入口1
8、第2のサンプリングパイプ20が設けてある。第1
のサンプリングパイプ16は第1の濃度測定装置22に
接続されており、第1のサンプリングパイプ16でサン
プリングされた流体Aに含まれる特定成分の濃度が第1
の濃度測定装置22で測定されるようになっている。ト
レーサ投入口18は上記特定成分の流体すなわちトレー
サからなる、又はこのトレーサを含むトレーサ流体Bの
供給装置24に接続されており、所定量のトレーサ流体
Bがその量を測定されながら流路12の中に供給される
ようになっている。第2のサンプリングパイプ20は第
2の濃度測定装置26に接続されており、第2のサンプ
リングパイプ20でサンプリングされた被測定流体Aに
含まれる上記特定成分の濃度が第2の濃度測定装置26
で測定されるようになっている。第1と第2の濃度測定
装置22、26、及びトレーサ供給装置24は演算装置
28に接続されており、濃度測定装置22、26で測定
された上記特定成分の濃度とトレーサ流体Bの投入量等
から被測定流体Aの流量が演算されるようになってい
る。
【0010】この流量測定装置10では、第1のサンプ
リングパイプ16で被測定流体Aがサンプリングされ、
第1の濃度測定装置22で被測定流体Aに含まれる特定
成分の濃度Ca1が測定される。トレーサ供給装置24は
上記特定成分すなわちトレーサを所定の割合(濃度
b1)含む所定量Vbのトレーサ流体Bをその量を測定
しながら流路12に投入する。次に、第2のサンプリン
グパイプ20でトレーサ流体Bを含む被測定流体Aがサ
ンプリングされ、第2の濃度測定装置20で被測定流体
Aに含まれる特定成分の濃度C2が測定される。2つの
濃度測定装置22、26で測定された濃度Ca1、C
2と、トレーサ流体Bの投入流量Vbと、トレーサ流体
Bに含まれるトレーサの成分濃度Cb1の値がそれぞれ演
算装置28に送られ、ここで被測定流体Aの流量Vaが
以下の数6にしたがって演算される。なお、数6は下記
する数3を数4、数5へと展開して求められる。また、
上記流量、投入前の濃度、成分量、トレーサ投入後の成
分濃度を下記の表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】
【数5】
【0013】
【数6】
【0014】
【数7】
【0015】
【数8】
【0016】上記流量測定方法及び演算内容をさらに具
体的に説明する。いま、流路12には加熱炉の排ガス流
体Aが流され、トレーサ供給装置24からトレーサとし
て酸素を含む流体すなわち大気中の空気(酸素濃度:C
b1=21%)が流体Aの流れに投入されるものとする。
サンプリングパイプ16、20からサンプリングされた
トレーサ投入前と投入後の流体Aの酸素濃度濃度(酸素
濃度:Ca1、C2)が検出装置16、20で検出され
る。また、トレーサ流体Bの投入流量はVbであったと
する。以下にそれぞれの数値を示す。
【0017】 トレーサ流体Bの投入流量:Vb=10[m3・N/
h] 流体A(トレーサ投入前)の酸素濃度:Ca1=3[%] 流体A(トレーサ投入後)の酸素濃度:C2=4[%] トレーサ流体Bの酸素濃度:Cb1=21[%]
【0018】これらの数値を数3に代入すると、以下の
数7の計算によって流体Aの流量Vaは170[m3
/h]と計算される。
【0019】
【数9】
【0020】上記具体例では、トレーサとして酸素を用
いたが、流量を検出する流体Aが排ガスの場合には、こ
の排ガスには通常二酸化炭素が含まれているので、トレ
ーサとして二酸化炭素を用いてもよい。なお、トレーサ
に求められる条件は、被測定流体に対して不活性である
こと、流体中のトレーサ濃度が正確に測定できること、
さらにトレーサの投入量を正確に測定できることであ
る。
【0021】また、サンプリングパイプを同一断面に複
数設け、それらの平均値から特定成分の濃度を測定して
もよいし、トレーサ投入口も同一断面に複数設けてトレ
ーサの投入を分散させてもよい。
【0022】次に、本発明の第2実施例について図2を
参照して説明する。この第2実施例の流量測定装置は、
図1に示す第1実施例から第1のサンプリングパイプ1
6、第1の濃度測定装置22が除かれている。その他の
構成は第1実施例と同一であり同様に機能するので、対
応する構成には“100”を加えた数値を付して説明を
省略する。
【0023】この実施例では、(1)被測定流体Aに含
まれる特定成分と同一物質のトレーサからなるトレーサ
流体B又はこのトレーサを含むトレーサ流体をその量を
測定しながら流体Aに投入して上記特定成分の濃度変化
をもとに流体Aの流量を測定する測定方法と、(2)被
測定流体Aに含まれない成分のトレーサからなるトレー
サ流体B又はこのトレーサを含むトレーサ流体をその量
を測定しながら流体Aに投入して上記トレーサの濃度変
化をもとに流体Aの流量を測定する測定方法が実施可能
である。
【0024】まず測定方法(1)について説明する。本
測定方法では、被測定流体Aに含まれる特定成分の濃度
(Ca1)が既知であることが必要である。また、トレー
サ供給装置124から流体Aに、この流体Aに含まれる
上記特定成分と同一物質のトレーサを含むトレーサ流体
Bが投入される。なお、トレーサ流体Bの投入流量V
b、トレーサ流体Bに含まれるトレーサの濃度(Cb1
は既知である。さらに、トレーサ流体Bを投入された流
体Aがサンプリングパイプ120でサンプリングされ、
それに含まれる特定成分の濃度(C2)が濃度測定装置
126で測定される。そして、数6に対応した数8に基
づいて演算装置128で流体Aの流量が演算される。
【0025】
【数10】
【0026】続いて測定方法(2)について説明する。
本測定方法では、トレーサ供給装置124から流体A
に、この流体Aに含まれない成分の物質からなるトレー
サ又はそのトレーサを含むトレーサ流体Bが、トレーサ
供給装置124からその量を測定しながら流体Aに投入
される。なお、トレーサ流体Bの投入流量Vb、トレー
サ流体Bに含まれるトレーサの濃度(Cb1)は既知であ
る。また、トレーサ流体Bを投入された流体Aがサンプ
リングパイプ120でサンプリングされ、それに含まれ
るトレーサの濃度(C2)が濃度測定装置126で測定
される。そして、数9、数10を展開して得られた数1
1に基づいて演算装置128で流体Aの流量が演算され
る。
【0027】
【数11】
【0028】
【数12】
【0029】
【数13】
【0030】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る流量測定方法及び流量測定装置では、被測定流体が
高温の場合、流路が大口径の場合、さらに低流量の場合
であっても、測定はそれら因子の影響を受けることがな
い。また、粉塵を含む流体の場合でも長期にわたって正
確に流量を測定できる。さらに、特に長い直管部を必要
としないので、自由に設置場所を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る流体の流量測定方法が適用され
た流量測定装置の説明図である。
【図2】 第2の発明に係る流体の流量測定方法が適用
された流量測定装置の説明図である。
【符号の説明】
A…被測定流体、B…トレーサ流体、10…流量測定装
置、12…流路、16…第1のサンプリングパイプ、1
8…トレーサ投入口、20…第2のサンプリングパイ
プ、22…第1の濃度測定装置、24…トレーサ供給装
置、26…第2のサンプリングパイプ、28…演算装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅本 典夫 大阪府大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流量を測定する流体の流れに該流体に含
    まれる特定成分のトレーサをその量を測定しながら投入
    し、トレーサ投入前後の流体に含まれる上記特定成分の
    濃度を測定することにより上記流体の流量を求める流量
    測定方法。
  2. 【請求項2】 流量を測定する流体の流れにトレーサを
    その量を測定しながら投入し、投入後の流体に含まれる
    上記トレーサの濃度を測定することにより上記流体の流
    量を求める流量測定方法。
  3. 【請求項3】 被測定流体が流れる流路に、上記流体の
    移動方向に沿って、上記流体に含まれる特定成分の濃度
    を測定する第1の濃度測定手段と、上記特定成分のトレ
    ーサをその量を測定しながら上記流体に投入するトレー
    サ投入手段と、上記トレーサ投入後の流体に含まれる上
    記特定成分の濃度を測定する第2の濃度測定手段と、下
    記する数1から上記流体の流量を求める演算手段とを備
    えた流量測定装置。 【数1】
  4. 【請求項4】 被測定流体が流れる流路に、上記流体の
    移動方向に沿って、上記流体にトレーサをその量を測定
    しながら投入するトレーサ投入手段と、投入後の流体に
    含まれる上記トレーサの濃度を測定する手段と、下記す
    る数2から上記流体の流量を求める演算手段とを備えた
    流量測定装置。 【数2】
JP1750296A 1996-02-02 1996-02-02 流量測定方法及びその装置 Pending JPH09210750A (ja)

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JP1750296A JPH09210750A (ja) 1996-02-02 1996-02-02 流量測定方法及びその装置

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JP (1) JPH09210750A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532066A (ja) * 2000-04-27 2003-10-28 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド 流量測定方法及び装置
JP2008185515A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 E's Inc 流量計測方法
JP2013057511A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Panasonic Corp 炉設備の風量計測方法と風量計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532066A (ja) * 2000-04-27 2003-10-28 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド 流量測定方法及び装置
JP2008185515A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 E's Inc 流量計測方法
JP2013057511A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Panasonic Corp 炉設備の風量計測方法と風量計測装置

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