JPH0926337A - 圧縮性流体質量流量計 - Google Patents
圧縮性流体質量流量計Info
- Publication number
- JPH0926337A JPH0926337A JP17488695A JP17488695A JPH0926337A JP H0926337 A JPH0926337 A JP H0926337A JP 17488695 A JP17488695 A JP 17488695A JP 17488695 A JP17488695 A JP 17488695A JP H0926337 A JPH0926337 A JP H0926337A
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- JP
- Japan
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- pickup
- turbine
- pressure
- flow rate
- mass flow
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮性流体の質量流量計に関し、圧力、温度
センサを不要とし、又、これら値による補正を不要と
し、簡単な処理で質量流量を求める。 【解決手段】 ダクト１０内には圧縮性流体１１が流速
υで流れており、タービン１が流速υに比例して回転
し、その回転パルス（周波数）は図示省略の処理部へ導
かれる。圧力室３は連通孔１２でダクト１０内と連通
し、バネ５で支持されたダイアフラム４を移動させる。
ダイアフラム４にはピックアップ２が固定され、これと
共に移動し、圧力変化時のタービン１の回転周波数を検
出し、外部の処理部に導き、質量流量＝Ｋ×Ａ×Ｂo ／
ＢM の関係より質量流量を求める（Ｋ：定数、Ａ：周波
数、Ｂo ，ＢM：較正時、使用時のピックアップ出力の
大きさ）。従って圧力、温度センサが不要でこれら値に
よる補正も不要となり、ピックアップ出力のみで測定で
きる。
センサを不要とし、又、これら値による補正を不要と
し、簡単な処理で質量流量を求める。 【解決手段】 ダクト１０内には圧縮性流体１１が流速
υで流れており、タービン１が流速υに比例して回転
し、その回転パルス（周波数）は図示省略の処理部へ導
かれる。圧力室３は連通孔１２でダクト１０内と連通
し、バネ５で支持されたダイアフラム４を移動させる。
ダイアフラム４にはピックアップ２が固定され、これと
共に移動し、圧力変化時のタービン１の回転周波数を検
出し、外部の処理部に導き、質量流量＝Ｋ×Ａ×Ｂo ／
ＢM の関係より質量流量を求める（Ｋ：定数、Ａ：周波
数、Ｂo ，ＢM：較正時、使用時のピックアップ出力の
大きさ）。従って圧力、温度センサが不要でこれら値に
よる補正も不要となり、ピックアップ出力のみで測定で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのパラメー
タ計測をはじめとする流体流量に適用できる圧縮性流体
質量流量計に関する。
タ計測をはじめとする流体流量に適用できる圧縮性流体
質量流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に用いられているタービン
流量計は流体の流路に回転するタービンを設け、タービ
ンを通過する流体の流速に比例して回転させ、その周波
数を検出して体積流量を測定するものである。即ち、こ
のようなタービン流量計で圧縮性流体の質量流量を求め
るには、まず流速（ｍ／ｓ）×ダクト面積（m2）＝体積
流量（m3／ｓ）より体積流量が求まり、体積流量（m3／
ｓ）×密度（kg／m3）＝質量流量（kg／ｓ）となるが、
空気、等の圧縮流体の密度は圧力と温度によって変化す
るので、この密度を補正する必要がある。
流量計は流体の流路に回転するタービンを設け、タービ
ンを通過する流体の流速に比例して回転させ、その周波
数を検出して体積流量を測定するものである。即ち、こ
のようなタービン流量計で圧縮性流体の質量流量を求め
るには、まず流速（ｍ／ｓ）×ダクト面積（m2）＝体積
流量（m3／ｓ）より体積流量が求まり、体積流量（m3／
ｓ）×密度（kg／m3）＝質量流量（kg／ｓ）となるが、
空気、等の圧縮流体の密度は圧力と温度によって変化す
るので、この密度を補正する必要がある。
【０００３】従来のタービン流速計で空気、等の圧縮性
流体の質量流量を測定する場合、前述のようにタービン
流速計の回転パルス（周波数）から体積流量を計測し、
更に、タービン流量計近傍に圧力センサと温度センサを
取付け、測定した圧力値、温度値で密度を補正して算出
し、この補正した密度値と体積流量から質量流量を求め
ていた。
流体の質量流量を測定する場合、前述のようにタービン
流速計の回転パルス（周波数）から体積流量を計測し、
更に、タービン流量計近傍に圧力センサと温度センサを
取付け、測定した圧力値、温度値で密度を補正して算出
し、この補正した密度値と体積流量から質量流量を求め
ていた。
【０００４】図３は前述の圧力と温度を測定して質量流
量を測定するための従来のタービン流量計の構成図であ
り、１０はダクトで、その圧縮流体の流量１１中にター
ビン１が設けられ、流体の流速υに比例して回転し、そ
の回転パルスに図示省略の検出部により検出される。１
３は圧力センサであり、ダクト１０のタービン１近傍に
設けられた測定孔１４に挿入されて流体の圧力を測定す
る。１５は温度センサであり、同じくタクト１０のター
ビン１の近傍に設けられた測定孔１６に挿入して取付け
られ、流体の温度を測定する。次の（１）式はこのよう
に測定された圧力と温度の値を代入して質量を補正し、
質量流量を測定する式であり、そのために前述のように
使用時の圧力、温度の測定が必要である。
量を測定するための従来のタービン流量計の構成図であ
り、１０はダクトで、その圧縮流体の流量１１中にター
ビン１が設けられ、流体の流速υに比例して回転し、そ
の回転パルスに図示省略の検出部により検出される。１
３は圧力センサであり、ダクト１０のタービン１近傍に
設けられた測定孔１４に挿入されて流体の圧力を測定す
る。１５は温度センサであり、同じくタクト１０のター
ビン１の近傍に設けられた測定孔１６に挿入して取付け
られ、流体の温度を測定する。次の（１）式はこのよう
に測定された圧力と温度の値を代入して質量を補正し、
質量流量を測定する式であり、そのために前述のように
使用時の圧力、温度の測定が必要である。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、Ｋは較正係数；Ａ；周波数（Ｈ
ｚ）、ＴO ，ＰO ；センサ較正時の温度、圧力；ＴM ，
ＰM ；使用時の実測温度、圧力である。
ｚ）、ＴO ，ＰO ；センサ較正時の温度、圧力；ＴM ，
ＰM ；使用時の実測温度、圧力である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
タービン流速計ではダクト内の流速に比例したタービン
の回転パルス（周波数）を測定し、これにダクトの面積
を乗じて体積流量を測定するが、タービン流量計では体
積流量しか測定できず、圧縮性流体の質量流量を測定す
るには密度が圧力と温度により変化するのでこの密度を
補正し、換算するために圧力センサ１３、温度センサ１
５を必要とし、タービン１の近傍に計測孔１４，１６を
設け、これらを取付けて使用時の圧力、温度を測定する
必要があった。
タービン流速計ではダクト内の流速に比例したタービン
の回転パルス（周波数）を測定し、これにダクトの面積
を乗じて体積流量を測定するが、タービン流量計では体
積流量しか測定できず、圧縮性流体の質量流量を測定す
るには密度が圧力と温度により変化するのでこの密度を
補正し、換算するために圧力センサ１３、温度センサ１
５を必要とし、タービン１の近傍に計測孔１４，１６を
設け、これらを取付けて使用時の圧力、温度を測定する
必要があった。
【０００８】又、エンジンの性能測定に当っては、質量
流量を測定することをスペックで規定されており、質量
流量を測定する作業を簡略にするための対策が望まれて
いた。
流量を測定することをスペックで規定されており、質量
流量を測定する作業を簡略にするための対策が望まれて
いた。
【０００９】そのために、本発明はタービン流速計を用
いて空気、等の圧縮性流体の質量流量測定する際に、圧
力、温度を測定することなく、又、これら圧力、温度の
測定後の補正のための換算もすることなしに、質量流量
計測が簡単にできる圧縮性流体質量流量計を提供するこ
とを目的としている。
いて空気、等の圧縮性流体の質量流量測定する際に、圧
力、温度を測定することなく、又、これら圧力、温度の
測定後の補正のための換算もすることなしに、質量流量
計測が簡単にできる圧縮性流体質量流量計を提供するこ
とを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、空気
等の圧縮性流体の流れる流路内に設けたタービンと、前
記流路と連動する圧力室と、同圧力室内にバネ体で支持
され、前記流路内の流体の圧力及び温度の変化に対応し
て前記流路との間隔を変動させるダイアフラムと、同ダ
イアフラムに固定され、前記タービンの回転による周波
数を検出するピックアップとを具備してなり、同ピック
アップで検出する前記タービンの回転による周波数及び
出力の大きさから質量流量を測定することを特徴とする
圧縮性流体質量流量計を提供する。
等の圧縮性流体の流れる流路内に設けたタービンと、前
記流路と連動する圧力室と、同圧力室内にバネ体で支持
され、前記流路内の流体の圧力及び温度の変化に対応し
て前記流路との間隔を変動させるダイアフラムと、同ダ
イアフラムに固定され、前記タービンの回転による周波
数を検出するピックアップとを具備してなり、同ピック
アップで検出する前記タービンの回転による周波数及び
出力の大きさから質量流量を測定することを特徴とする
圧縮性流体質量流量計を提供する。
【００１１】本発明はこのような手段により、次のよう
な作用を奏する。空気、等の圧縮性流体がダクト、等の
流路に流れるとタービンがその流速に比例して回転す
る。この回転による周波数は圧力室のダイアフラムに固
定されたピックアップで検出され、例えば演算装置へ入
力され、圧縮性流体の質量流量が、Ｋ×Ａ×ＢO ／
ＢM、により求めることができる（Ｋは定数、Ａはター
ビンの回転による周波数、Ｂ O は較正時のピックアップ
出力の大きさ、ＢM は使用時のピックアップ出力の大き
さ）。
な作用を奏する。空気、等の圧縮性流体がダクト、等の
流路に流れるとタービンがその流速に比例して回転す
る。この回転による周波数は圧力室のダイアフラムに固
定されたピックアップで検出され、例えば演算装置へ入
力され、圧縮性流体の質量流量が、Ｋ×Ａ×ＢO ／
ＢM、により求めることができる（Ｋは定数、Ａはター
ビンの回転による周波数、Ｂ O は較正時のピックアップ
出力の大きさ、ＢM は使用時のピックアップ出力の大き
さ）。
【００１２】ここで、流路の流体圧力が高くなると、流
体の密度が変化して大きくなるが、その時は圧力室内の
圧力によりダイアフラムが流路から離れるように移動
し、これに取付けられているピックアップと共にタービ
ンより離れるので検出するタービンの周波数の出力は小
さくなり、前述の式により質量流量を補正することにな
る。
体の密度が変化して大きくなるが、その時は圧力室内の
圧力によりダイアフラムが流路から離れるように移動
し、これに取付けられているピックアップと共にタービ
ンより離れるので検出するタービンの周波数の出力は小
さくなり、前述の式により質量流量を補正することにな
る。
【００１３】又、流体の温度が高くなると、流体の密度
は小さくなるが、その時はダイアフラムを支持するバネ
体が温度により伸び、ダイアフラムが流路に近づくよう
になり、これに取付けられているピックアップと共にタ
ービンに近づくので検出するタービンの周波数の出力は
大きくなり、前述の式により質量流量を補正することに
なる。
は小さくなるが、その時はダイアフラムを支持するバネ
体が温度により伸び、ダイアフラムが流路に近づくよう
になり、これに取付けられているピックアップと共にタ
ービンに近づくので検出するタービンの周波数の出力は
大きくなり、前述の式により質量流量を補正することに
なる。
【００１４】このように従来はタービン流量計に圧力セ
ンサ、温度センサを取付け、これらセンサの測定値で密
度を補正して圧縮性流体の質量流量を測定していたが、
本発明によれば、これらセンサの取付けが不要となると
共に圧力、温度による補正も不要となり、ピックアップ
の出力のみで質量流量が測定できる。
ンサ、温度センサを取付け、これらセンサの測定値で密
度を補正して圧縮性流体の質量流量を測定していたが、
本発明によれば、これらセンサの取付けが不要となると
共に圧力、温度による補正も不要となり、ピックアップ
の出力のみで質量流量が測定できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係る圧縮性流体質量流量計の構成を示す側
面図である。図において、１０は空気、等の圧縮性流体
１１の流れるダクトであり、流体１１中にタービン１が
設けられ、流体の流速υに比例して回転し、パルス（周
波数）を発生し、そのパルスは後述のピックアップ２で
検出され、図示省略の処理部へ送られる。２はピックア
ップであり、ダイアフラム４に固定され、タービン１の
回転パルス（周波数）を検出するものである。３はダク
ト１０と連通孔１２で連通する圧力室、４は前述の圧力
室３の他方に取付けられたダイアフラムで、バネ５によ
り圧力室３のダクト１０と対向する側の壁に支持される
と共に、前述のピックアップ２が固定されている。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係る圧縮性流体質量流量計の構成を示す側
面図である。図において、１０は空気、等の圧縮性流体
１１の流れるダクトであり、流体１１中にタービン１が
設けられ、流体の流速υに比例して回転し、パルス（周
波数）を発生し、そのパルスは後述のピックアップ２で
検出され、図示省略の処理部へ送られる。２はピックア
ップであり、ダイアフラム４に固定され、タービン１の
回転パルス（周波数）を検出するものである。３はダク
ト１０と連通孔１２で連通する圧力室、４は前述の圧力
室３の他方に取付けられたダイアフラムで、バネ５によ
り圧力室３のダクト１０と対向する側の壁に支持される
と共に、前述のピックアップ２が固定されている。
【００１６】このような構成において、空気、等の圧縮
性流体１１は左方の矢印のように流速υで流入し、ター
ビン１を回転させる。タービン１は流速υに比例して回
転し、その回転（周波数）はピックアップ２で検出さ
れ、図示省略の外部の処理部へ導かれる。
性流体１１は左方の矢印のように流速υで流入し、ター
ビン１を回転させる。タービン１は流速υに比例して回
転し、その回転（周波数）はピックアップ２で検出さ
れ、図示省略の外部の処理部へ導かれる。
【００１７】この時の圧力は連通孔１２より圧力室３に
導かれ、圧力の変化によりダイアフラムが移動しこれに
固定されているピックアップ２をダクト１０の側面に向
って近接させたり、この側面より離したりする。又、温
度によってバネ５が伸縮し、ダイアフラム４が移動し、
同様にピックアップ２を移動させる。
導かれ、圧力の変化によりダイアフラムが移動しこれに
固定されているピックアップ２をダクト１０の側面に向
って近接させたり、この側面より離したりする。又、温
度によってバネ５が伸縮し、ダイアフラム４が移動し、
同様にピックアップ２を移動させる。
【００１８】このように圧力、温度の変化によりピック
アップ２がタービン１に接近したり、離れたりしてピッ
クアップ２の出力が変化することになり、その時の質量
流量は図示省略の処理部により、次の（２）式により演
算し、求められる。
アップ２がタービン１に接近したり、離れたりしてピッ
クアップ２の出力が変化することになり、その時の質量
流量は図示省略の処理部により、次の（２）式により演
算し、求められる。
【００１９】
【数２】
【００２０】ただし、Ｋは較正係数；Ａはピックアップ
出力の周波数；ＢO は較正時のピックアップ出力の大き
さ；ＢM は使用時のピックアップ出力の大きさである。
出力の周波数；ＢO は較正時のピックアップ出力の大き
さ；ＢM は使用時のピックアップ出力の大きさである。
【００２１】次に、前述の実施の形態における作用を図
２に基づいて詳しく説明する。図２の（ａ）はピックア
ップ２が移動してない状態の図で、この状態より今、圧
力が高くなると（密度が大きくなる）、（ｂ）に示すよ
うに圧力室３の圧力によりダイアフラム４がダクト１０
の外側に押され、ピックアップ２がタービン１より離れ
た状態を示し、この状態ではピックアップ２が検出する
回転周波数の出力が（ｄ）に示すＰa からＰb のように
小さくなる。
２に基づいて詳しく説明する。図２の（ａ）はピックア
ップ２が移動してない状態の図で、この状態より今、圧
力が高くなると（密度が大きくなる）、（ｂ）に示すよ
うに圧力室３の圧力によりダイアフラム４がダクト１０
の外側に押され、ピックアップ２がタービン１より離れ
た状態を示し、この状態ではピックアップ２が検出する
回転周波数の出力が（ｄ）に示すＰa からＰb のように
小さくなる。
【００２２】又、圧力が一定とし、温度が高くなる（密
度が小さくなる）と、（ｃ）に示すようにバネ３が伸び
てダイアフラム４をダクト１０側に移動させるのでピッ
クアップ２も移動し、タービン１に接近することにな
る。この状態ではピックアップ２が検出する回転周波数
の出力が大きくなる。
度が小さくなる）と、（ｃ）に示すようにバネ３が伸び
てダイアフラム４をダクト１０側に移動させるのでピッ
クアップ２も移動し、タービン１に接近することにな
る。この状態ではピックアップ２が検出する回転周波数
の出力が大きくなる。
【００２３】従って、前述のように流体の密度が圧力や
温度の変動により変化すると、ピックアップ２がこれに
応じて密度が大きくなると出力を逆に小さくし、又、密
度が小さくなると出力を大きくすることになり、前述の
（３）式により、ピックアップ出力の大きさの比ＢO ／
ＢM により補正して正確な質量流量が求められる。
温度の変動により変化すると、ピックアップ２がこれに
応じて密度が大きくなると出力を逆に小さくし、又、密
度が小さくなると出力を大きくすることになり、前述の
（３）式により、ピックアップ出力の大きさの比ＢO ／
ＢM により補正して正確な質量流量が求められる。
【００２４】以上説明のように、従来のタービン流量計
では流体の流速をタービンの回転によるパルスにより検
出し、体積流量を測定しており、体積流量しか測定でき
ない。体積を質量に換算するには、密度を掛ける必要が
あるが、圧縮性流体では、密度は圧力、温度で大きく変
動するため、補正が必要であり、従来は圧力センサ１
３、温度センサ１５をタービン１近傍に装着してその測
定値により密度を補正していた。本発明の実施の形態で
は、これらセンサ１３，１５を不要とし、ピックアップ
２の信号のみで簡単な信号処理で圧縮性流体の質量が測
定できる。
では流体の流速をタービンの回転によるパルスにより検
出し、体積流量を測定しており、体積流量しか測定でき
ない。体積を質量に換算するには、密度を掛ける必要が
あるが、圧縮性流体では、密度は圧力、温度で大きく変
動するため、補正が必要であり、従来は圧力センサ１
３、温度センサ１５をタービン１近傍に装着してその測
定値により密度を補正していた。本発明の実施の形態で
は、これらセンサ１３，１５を不要とし、ピックアップ
２の信号のみで簡単な信号処理で圧縮性流体の質量が測
定できる。
【００２５】なお、（２）式による演算処理はピックア
ップ２からの信号を図示してない処理部に導き、自動的
に演算し、結果を表示するようにしても良いし、又、ピ
ックアップ２からの信号を計器、等で読取り、手計算に
より実施しても良いものである。
ップ２からの信号を図示してない処理部に導き、自動的
に演算し、結果を表示するようにしても良いし、又、ピ
ックアップ２からの信号を計器、等で読取り、手計算に
より実施しても良いものである。
【００２６】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、圧縮性流体の流路に設けたタービン、流路と連通す
る圧力室、圧力室内で圧力、温度により流路との間隔を
変動させるダイアフラム及びダイアフラムに固定したピ
ックアップとからなる構成としたので、従来、タービン
流量計に必要とした圧力センサ及び温度センサが不要と
なると共にこれらで検出した圧力、温度で密度を補正す
ることもなく、ピックアップの出力のみで質量流量が簡
単な処理で計算できる。
は、圧縮性流体の流路に設けたタービン、流路と連通す
る圧力室、圧力室内で圧力、温度により流路との間隔を
変動させるダイアフラム及びダイアフラムに固定したピ
ックアップとからなる構成としたので、従来、タービン
流量計に必要とした圧力センサ及び温度センサが不要と
なると共にこれらで検出した圧力、温度で密度を補正す
ることもなく、ピックアップの出力のみで質量流量が簡
単な処理で計算できる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る圧縮性流体質量流
量計の側面図である。
量計の側面図である。
【図２】本発明の作用を説明するための側面図で、
（ａ）は圧力によるダイアフラムの変動がない状態、
（ｂ）は圧力が高くなった状態、（ｃ）は温度が高くな
った状態、（ｄ）はピックアップ出力の変化の状態をそ
れぞれ示す。
（ａ）は圧力によるダイアフラムの変動がない状態、
（ｂ）は圧力が高くなった状態、（ｃ）は温度が高くな
った状態、（ｄ）はピックアップ出力の変化の状態をそ
れぞれ示す。
【図３】従来のタービン流量計で圧縮性流体の質量流量
を測定する場合の側面図である。
を測定する場合の側面図である。
１ タービン ２ ピックアップ ３ 圧力室 ４ ダイアフラム ５ バネ １０ ダクト １１ 圧縮性流体 １２ 連通孔
Claims (1)
- 【請求項１】 空気等の圧縮性流体の流れる流路内に設
けたタービンと、前記流路と連動する圧力室と、同圧力
室内にバネ体で支持され、前記流路内の流体の圧力及び
温度の変化に対応して前記流路との間隔を変動させるダ
イアフラムと、同ダイアフラムに固定され、前記タービ
ンの回転による周波数を検出するピックアップとを具備
してなり、同ピックアップで検出する前記タービンの回
転による周波数及び出力の大きさから質量流量を測定す
ることを特徴とする圧縮性流体質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17488695A JPH0926337A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 圧縮性流体質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17488695A JPH0926337A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 圧縮性流体質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0926337A true JPH0926337A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15986393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17488695A Withdrawn JPH0926337A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 圧縮性流体質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0926337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113739981A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-12-03 | 深圳市敏泰智能科技有限公司 | 一种管道水压检测方法及水表 |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP17488695A patent/JPH0926337A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113739981A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-12-03 | 深圳市敏泰智能科技有限公司 | 一种管道水压检测方法及水表 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |