JPS58190719A - 気液・固液・固気等二相流流量計 - Google Patents
気液・固液・固気等二相流流量計Info
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- JPS58190719A JPS58190719A JP57073170A JP7317082A JPS58190719A JP S58190719 A JPS58190719 A JP S58190719A JP 57073170 A JP57073170 A JP 57073170A JP 7317082 A JP7317082 A JP 7317082A JP S58190719 A JPS58190719 A JP S58190719A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
-
- G—PHYSICS
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- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
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- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は配管中を流れる粉体の質量流量を静電容量検
出器と相互相関法を用いて測定する装置に関するもので
ある。
出器と相互相関法を用いて測定する装置に関するもので
ある。
この種の流量計は一般に粒体の粒度、比重、キャリアガ
スの圧力、流速、また配管形状によって流れの様子が大
巾に変動するため、流量測定値の精度を保つことが難し
い。
スの圧力、流速、また配管形状によって流れの様子が大
巾に変動するため、流量測定値の精度を保つことが難し
い。
この種の流量計として、第１図に示す構成のものが公知
である。図のパイプ１の中を矢印の方向に粉体２が流れ
る。パイプ１の壁に巾広い濃度検出用電極３とこれに続
いて巾の狭い速度検出用電極４と５が距離りを置いて取
りつけられる。粉体２が濃度検出用電極３に入って来た
時の静電容量の増加分は、静電容量変換器６によって電
気信号に変換され、これが濃度指示ρを表す。
である。図のパイプ１の中を矢印の方向に粉体２が流れ
る。パイプ１の壁に巾広い濃度検出用電極３とこれに続
いて巾の狭い速度検出用電極４と５が距離りを置いて取
りつけられる。粉体２が濃度検出用電極３に入って来た
時の静電容量の増加分は、静電容量変換器６によって電
気信号に変換され、これが濃度指示ρを表す。
一方、速度検出用電極４．５の静電容量の変化分は、静
電容量変換器７．８によって、上流側電気信号ｕ１ と
下流側電気信号ｕ２に変換される。この上、下流信号ｕ
１およびｕ２を入力とする相関式速度計９は、上、下流
信号ｕ１、ｕ２の相互相関をとり、その間の遅延時間τ
を求め、数式〇−Ｌ／τの演算を行って、流速指示υを
表す電気信号を出力する。質量流量計の出力ｔま濃度指
示ρと流速指示υとを掛算器１０で掛算して得られる。
電容量変換器７．８によって、上流側電気信号ｕ１ と
下流側電気信号ｕ２に変換される。この上、下流信号ｕ
１およびｕ２を入力とする相関式速度計９は、上、下流
信号ｕ１、ｕ２の相互相関をとり、その間の遅延時間τ
を求め、数式〇−Ｌ／τの演算を行って、流速指示υを
表す電気信号を出力する。質量流量計の出力ｔま濃度指
示ρと流速指示υとを掛算器１０で掛算して得られる。
このような構成によって粉体の質量流量を求める方式は
、鉄と銅箱６昨第４号５頁に提案があるように一般的で
あるが、これには次のような欠点がある。
、鉄と銅箱６昨第４号５頁に提案があるように一般的で
あるが、これには次のような欠点がある。
その一つは速度検出用電極４．５に関するものである。
第２図に示すように、パイプ１の壁に取付けた速度検出
用電極板間の電気力線は図に見る如く広がる。従って、
電極は、広領域の粉体濃度を検知していることになる。
用電極板間の電気力線は図に見る如く広がる。従って、
電極は、広領域の粉体濃度を検知していることになる。
特に上流側電極４と下流側電極５とが、近接して取付け
られる場合には、各々の電気力線が重り合う。
られる場合には、各々の電気力線が重り合う。
この場合、上・下流電極から得られる信号の分離が不鮮
明であり、従って得られた相関曲線のピーク点がなまっ
て来る。
明であり、従って得られた相関曲線のピーク点がなまっ
て来る。
検出方法として、第３図のように、超音波発振子１１．
１２および同受信子１２．１４を用いる場合、あるいは
また、光源と受光素子を用いる場合に於いては、検出域
が狭く、境界が明瞭である。
１２および同受信子１２．１４を用いる場合、あるいは
また、光源と受光素子を用いる場合に於いては、検出域
が狭く、境界が明瞭である。
しかるに、本粉体流量測定の目的には、粉体による吸収
・散乱が大きくて、超音波と光が、そ □れぞれの受
信器１２．１４に届かないので、超音波および光方式を
利用することができない。
・散乱が大きくて、超音波と光が、そ □れぞれの受
信器１２．１４に届かないので、超音波および光方式を
利用することができない。
その二つは濃度検出に関するものである。この方式の濃
度計においては、容器と溶媒の静電容肝値にくらべ、対
象成分の濃度を表す静電容量の変化謔が非常に小さいと
いう特徴がある。
度計においては、容器と溶媒の静電容肝値にくらべ、対
象成分の濃度を表す静電容量の変化謔が非常に小さいと
いう特徴がある。
したがって周囲温度の変化および溶媒温度の変化によっ
て、それらの静電容量が極くわずか変（ヒしても、対象
成分の静電容量の絶対値がもともと小さいために、大巾
な温度による誤差が発生する。例えば第４図に示すよう
な外径３５咽、内径２５ ｍのセラミックパイプ４１の
外壁に融着した長さ１５ｍ１巾３ｃｍの電極板４２．４
３の間の静電容量を測定すると、内部が空気だけの時に
は約２０ ＰＦである。このパイプの内部に測定対象で
ある粉体が入った時の静電容量の増加分は約０．２ Ｐ
Ｆ である。この時パイプの静電容量の温度変（ヒが仮
に１００ ｐｐｍ ／’Ｃあるとすると、１０℃変化し
た場合には０．０２ ＰＦ変化する。これは粉体濃度分
帆２ Ｐ’Ｆをフルスケールとすると１０チの誤差に相
当する。
て、それらの静電容量が極くわずか変（ヒしても、対象
成分の静電容量の絶対値がもともと小さいために、大巾
な温度による誤差が発生する。例えば第４図に示すよう
な外径３５咽、内径２５ ｍのセラミックパイプ４１の
外壁に融着した長さ１５ｍ１巾３ｃｍの電極板４２．４
３の間の静電容量を測定すると、内部が空気だけの時に
は約２０ ＰＦである。このパイプの内部に測定対象で
ある粉体が入った時の静電容量の増加分は約０．２ Ｐ
Ｆ である。この時パイプの静電容量の温度変（ヒが仮
に１００ ｐｐｍ ／’Ｃあるとすると、１０℃変化し
た場合には０．０２ ＰＦ変化する。これは粉体濃度分
帆２ Ｐ’Ｆをフルスケールとすると１０チの誤差に相
当する。
この発明は、上述の欠点、すなわち電気力線の広がりに
よる上、下流電極からの信号の分離の悪さに起因する流
速測定値の不正確およびセラミックパイプの誘電率の温
度特性に起因する濃度測定値の温度誤差を除去して、精
度の高い実用的な粉体流量計を提供することを目的とす
る。
よる上、下流電極からの信号の分離の悪さに起因する流
速測定値の不正確およびセラミックパイプの誘電率の温
度特性に起因する濃度測定値の温度誤差を除去して、精
度の高い実用的な粉体流量計を提供することを目的とす
る。
第５図および第６図は、この発明の実施例を示すもので
ある。
ある。
第５図のパイプ１の外壁に共通電極板５１、流速検知用
電極板５２および５３、濃度検知用電極板図および温度
検出素子５５が取付けられる。ここで共通電極板５１と
流速検知用電極板５２との間に生ずる静電容量を０１、
流速検知用電極板５３との間を０２、濃度検知用電極板
ヌとの間を０３と表す。
電極板５２および５３、濃度検知用電極板図および温度
検出素子５５が取付けられる。ここで共通電極板５１と
流速検知用電極板５２との間に生ずる静電容量を０１、
流速検知用電極板５３との間を０２、濃度検知用電極板
ヌとの間を０３と表す。
第６図は静電容量の検知回路である。高周波正弦波発生
器６１の一端は共通電極板５１の端子ａに接続される。
器６１の一端は共通電極板５１の端子ａに接続される。
流速検知用電極板５２の端子６は電流増巾器６２の入力
端に接続される。またこの電流増巾器６２の出力端と負
側の入力端とは抵抗Ｒ１を介して接続される。電流増巾
器６２の出力はコンデンサＣ４及び整流回路６５を経て
上流側流速信号ｕ１ となる。また、流速検知用電極
板５３の端子Ｃを同様に接続して、電流増巾器６３、抵
抗Ｒ２、コンデンサＣ５、整流回路６６を経て下流側流
速信号ｕ２ の出力を得る。さらに濃度検知用電極板
ヌの端子ｄを、同様に接続して電流増巾器藺、抵抗Ｒ６
、コンデンサＣ６、整流回路６７を経て濃度信号ｕ５を
得る。一方温度検出器５５の端子ｅ１ ｆは、温度補償
回路臼に接続され、濃度信号ｕ３ の温度補償を行っ
て濃度信号ρとなる。ま また電流増巾器６２．６３．６４それぞれの出力に直流
阻止用コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６をつないだことによ
り、粉体な流す場合に必ず現れる静電気が電極板５１１
．５２、り３．５４に付着して発生する直流電圧、およ
び電流増巾器のオフセット電圧は、コンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６によって阻止され、従って流速信号ｕ１、ｕ２
および濃度信号ρに悪影響を与えない。
端に接続される。またこの電流増巾器６２の出力端と負
側の入力端とは抵抗Ｒ１を介して接続される。電流増巾
器６２の出力はコンデンサＣ４及び整流回路６５を経て
上流側流速信号ｕ１ となる。また、流速検知用電極
板５３の端子Ｃを同様に接続して、電流増巾器６３、抵
抗Ｒ２、コンデンサＣ５、整流回路６６を経て下流側流
速信号ｕ２ の出力を得る。さらに濃度検知用電極板
ヌの端子ｄを、同様に接続して電流増巾器藺、抵抗Ｒ６
、コンデンサＣ６、整流回路６７を経て濃度信号ｕ５を
得る。一方温度検出器５５の端子ｅ１ ｆは、温度補償
回路臼に接続され、濃度信号ｕ３ の温度補償を行っ
て濃度信号ρとなる。ま また電流増巾器６２．６３．６４それぞれの出力に直流
阻止用コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６をつないだことによ
り、粉体な流す場合に必ず現れる静電気が電極板５１１
．５２、り３．５４に付着して発生する直流電圧、およ
び電流増巾器のオフセット電圧は、コンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６によって阻止され、従って流速信号ｕ１、ｕ２
および濃度信号ρに悪影響を与えない。
第７図に温度補償回路の一具体例を示す。差動増巾器７
１の負側の入力端子に、入力信号Ｖｉを抵抗Ｒ４を介し
て接続し、出力端子と負側の入力端子を抵抗Ｒ５を介し
て接続する。一方正側の入力端子には、温度検出器、例
えばダイオードあるいはサーミスタの両端電圧を抵抗Ｒ
７と可変抵抗ＶＲによって分割した電圧を印加する。
１の負側の入力端子に、入力信号Ｖｉを抵抗Ｒ４を介し
て接続し、出力端子と負側の入力端子を抵抗Ｒ５を介し
て接続する。一方正側の入力端子には、温度検出器、例
えばダイオードあるいはサーミスタの両端電圧を抵抗Ｒ
７と可変抵抗ＶＲによって分割した電圧を印加する。
第８図に各電極板の具体的配置例を示す。巾の狭い流速
検知用電極５２、閏を巾の広い濃度検出用電極父によっ
て取り囲むように配置する。
検知用電極５２、閏を巾の広い濃度検出用電極父によっ
て取り囲むように配置する。
この発明によれば、共通電極板５１に高周波正弦波発生
器６Ｉの同一電圧を印加している。一方流速・濃度のそ
れぞれの電極板５２．５３．５４は、電流増巾器６２．
６３、θそれぞれの負側端子に接続され、また正側端子
は、零ボルトに接続されているため、負帰還増巾器の性
質として、負側端子す、ｃ、 ｄも、はぼ零ボルトにな
る。従って電極板５２．５３．５４は皆、同電位とみな
せる。
器６Ｉの同一電圧を印加している。一方流速・濃度のそ
れぞれの電極板５２．５３．５４は、電流増巾器６２．
６３、θそれぞれの負側端子に接続され、また正側端子
は、零ボルトに接続されているため、負帰還増巾器の性
質として、負側端子す、ｃ、 ｄも、はぼ零ボルトにな
る。従って電極板５２．５３．５４は皆、同電位とみな
せる。
故に第５図に見るように電気力線は、流速検知用電極５
２．５３では、囲りの巾の広い濃度用電極５４がガード
電極として働くため、平行で均一になる。従って、流速
用電極５２．５３から得られる信号は、第２図の電極４
．５に見る場合とは異り、相互干渉の無い明確に分離し
た信号が得られる。従って、この信号を相互相関法によ
って得た流速υの指示も、従来の電極構造から得られた
ものに比べて、精度が高くなる。
２．５３では、囲りの巾の広い濃度用電極５４がガード
電極として働くため、平行で均一になる。従って、流速
用電極５２．５３から得られる信号は、第２図の電極４
．５に見る場合とは異り、相互干渉の無い明確に分離し
た信号が得られる。従って、この信号を相互相関法によ
って得た流速υの指示も、従来の電極構造から得られた
ものに比べて、精度が高くなる。
さらにまた、この発明によれば、温度検出素子５５をパ
イプ１に取り付けて、パイプの温度を検出し、電子回路
に設けた温度補償回路間によ−）で、パイプ１の静電容
器Ｃ３の温度特性を補償するように構成したため、例え
ば、測定対象成分を含まない時に、パイプ及び媒体の温
度を上げて、それに伴う濃度の零点の温度変化を測定し
、この変化分を打消すように温度補償回路６８を調整す
れば、パイプ及び媒体の温度特性による出力濃度の温度
誤差を除去することができる。
イプ１に取り付けて、パイプの温度を検出し、電子回路
に設けた温度補償回路間によ−）で、パイプ１の静電容
器Ｃ３の温度特性を補償するように構成したため、例え
ば、測定対象成分を含まない時に、パイプ及び媒体の温
度を上げて、それに伴う濃度の零点の温度変化を測定し
、この変化分を打消すように温度補償回路６８を調整す
れば、パイプ及び媒体の温度特性による出力濃度の温度
誤差を除去することができる。
この発明は今まで説明した静電容量検知器と相互相関式
速度測定法とに基いて、粉体のＩＩｌ、量を測定する場
合だけでなく、同一原理に基いて気液・固液・固気気々
・液４等二相流の流量測定用として応用できる。
速度測定法とに基いて、粉体のＩＩｌ、量を測定する場
合だけでなく、同一原理に基いて気液・固液・固気気々
・液４等二相流の流量測定用として応用できる。
第１図は従来例の相関式粉体流量計のフロー第２図は従
来例の速度検出用電極の模式図、第３図は従来例の超音
波検出部説明図、第４図は濃度計検出部の斜視図、第５
図は本発明の詳細な説明図、第６図は本発明の流量計検
出回路図、第７図は温度補償回路図、第８図は流量計検
出部の説明図である。 １：パイプ ２；粉体 ３；濃度検出用電極 ４．５；速度検出用電極 ６．７．８；静電容量式変換器 ９；相関式速度計 １０；掛算器 １１．１２；超音波発振子 １３．１４：超音波受信子 ４１；セラミックパイプ ４２．４３：電極板５１；共
通電極板 ５２．５３；流速検出用電極板 ５４；濃度検出用電極板 ５５；温度検出素子６１；高
周波正弦波発生器 ６２−６４：電流増巾器 ６５−６７ ；整流器６８
；温度補償回路 ７１；差動増巾器第４図 漆７呂 話δ 図
来例の速度検出用電極の模式図、第３図は従来例の超音
波検出部説明図、第４図は濃度計検出部の斜視図、第５
図は本発明の詳細な説明図、第６図は本発明の流量計検
出回路図、第７図は温度補償回路図、第８図は流量計検
出部の説明図である。 １：パイプ ２；粉体 ３；濃度検出用電極 ４．５；速度検出用電極 ６．７．８；静電容量式変換器 ９；相関式速度計 １０；掛算器 １１．１２；超音波発振子 １３．１４：超音波受信子 ４１；セラミックパイプ ４２．４３：電極板５１；共
通電極板 ５２．５３；流速検出用電極板 ５４；濃度検出用電極板 ５５；温度検出素子６１；高
周波正弦波発生器 ６２−６４：電流増巾器 ６５−６７ ；整流器６８
；温度補償回路 ７１；差動増巾器第４図 漆７呂 話δ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 配管中を流れる気液・固液・固気等二相流の質量流
量を静電容量検出器と相互相関法を用いて測定する装置
において、巾の狭い流速検知用電極板５２．５３と、こ
れを取り囲むように配置された巾の広い濃度検知用電極
板図をパイプ１の壁の一方に配置し、それと対向する位
置に巾の広い共通電極板５１を配置し、共通電極板５１
に高周波正弦波発生器６１を接続し、３゜流速検知用電
極板５２．５３および濃度検知用電極板図それぞれを、
負側の入力端と出力端を抵抗Ｒを介して接続し、かつ正
側入力端を三者共通の基準点に接続した電流増巾器につ
なぐようにした回路構成の静電容量検出器を設けたこと
を特徴とする気液・固液・固気等二相流流量計。 ２ 粉体の流れるパイプ１の壁に取付けた温度検出素子
５５と、濃度検出信号と温度検出素子５５からの温度信
号が差動的に作用して、パイプの温度特性を補償するよ
うに動作する温度補償回路錦とを備えたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の気液・固液・固気等二相
流流量計。 ３ 増巾器の出力を直流阻止コンデンサを経て整流器に
接続して整流出力を得るようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項に記載の気液・固液・固
気等二相流流量計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073170A JPS58190719A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 気液・固液・固気等二相流流量計 |
| US06/489,294 US4509366A (en) | 1982-04-30 | 1983-04-28 | Flow meter for a two-phase fluid |
| DE19833315476 DE3315476A1 (de) | 1982-04-30 | 1983-04-28 | Flussmeter fuer ein zweiphasiges fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073170A JPS58190719A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 気液・固液・固気等二相流流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190719A true JPS58190719A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13510404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57073170A Pending JPS58190719A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 気液・固液・固気等二相流流量計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4509366A (ja) |
| JP (1) | JPS58190719A (ja) |
| DE (1) | DE3315476A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520804A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-07-14 | シー・アール・バード・インコーポレーテッドＣ Ｒ Ｂａｒｄ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 尿監視システムおよび方法 |
| US11703365B2 (en) | 2020-07-14 | 2023-07-18 | C. R. Bard, Inc. | Automatic fluid flow system with push-button connection |
| US11911160B2 (en) | 2018-08-10 | 2024-02-27 | C. R. Bard, Inc. | Automated urine output measurement systems and methods thereof |
| US11931151B2 (en) | 2020-12-22 | 2024-03-19 | C. R. Bard, Inc. | Automated urinary output measuring system |
| US11938277B2 (en) | 2018-05-22 | 2024-03-26 | C. R. Bard, Inc. | Catheterization system and methods for use thereof |
Families Citing this family (25)
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|---|---|---|---|---|
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| FR2607249B1 (fr) * | 1986-11-26 | 1989-03-31 | Schlumberger Cie Dowell | Debitmetre electromagnetique pour fluides conducteurs ou dielectriques et application notamment aux fluides du secteur petrolier |
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