JPS5836294B2 - 微小流量計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化学工業等のプロセス制御において、例えば、
添加物、触媒等の流体を微少一定量だけ連続的に送出す
る装置に適用するのに好適な流量計測方法に関するもの
である。

流量の測定装置としては、面積式流量計、夕一ビンメー
タ、電磁流量計、或はオリフイス流量計等があり、流量
測定の分野においてこれら流量計は多く用いられている
。

しかしながらこれら流量計の流量測定範囲は、小流量測
定に適したオリイフイス式流量計に於でフルスパン２４
／ｈ程度であり、その精度はフルスパンに対し±２％程
妾である。

従って、化学工業の分野等における、触媒あるいは添加
物等の原料を精度よく微少流量に於で測定制御すること
は、従来の流量計を用いては不可能であった。

一方従来は定量ポンプを用い、定量ポンプのストローク
を設定することにより、定量ポンプより送出される原料
の量を一定に保つという流量制御方法もあった。

この流量制御方法に於では、定量ポンプが送出する原料
の量は定量ポンプのストローク設定により安定した一定
値を示すものであるが、配管の途中に設けたフィルタの
つまりや貯槽の液位変化或は周囲温度の変化等により再
現性に欠け、その送出する流量が変動することがあった
。

従って定量ポンプのストローク設定のみにより実流量を
知るということはできず、正確な送出流量を知ることは
できなかった。

本発明はこれら従来技術の欠点を解決し、微少流量にて
送出される流体の流量を精度よく計測する極めて新規な
微少流量定量計測方法を提案するものである。

そしてその特徴とするところは、送出装置より連続的に
送出される流体を間欠的に口径が一定の直立管に供給し
、この直立管中の流体レベルの変化率により送出装置よ
り送出される流体の流量を計測することにある。

以下第１図に基いて本願発明を実現する一実施手段を説
明するが、この例には計測した送出流量に基いて流体の
送出量を一定に制御する手段も含まれているため合わせ
て説明する。

１は原料を溜めておく貯槽、１ａは貯槽に原料を供給す
る給管、１ｂは貯槽内の原料が増加した場合に原料を戻
す帰管、１０は貯槽に連通し原料を供給する管路、９は
反応塔、６は管内１０の原料を反応塔９に送出する送出
装置で例えば定量ポンプ、２は管路１０に設けられ開閉
信号により開閉する開閉弁、３は例えば電磁弁等よりな
る開閉弁２と定量ポンプ６との間に管路１０と連通しか
つ口径が一定に形成された直立管、４は直立管３の原料
の液位を測定する液位伝送器、５は管路１０の途中に設
けられたフィルタ、１１は温度検出端，７は１１の温変
検出による温度補正演算や液位伝送器４からの液位信号
Ｌ（ｔ）により流量比例信号ＰＶ、開閉信号等を発生す
る演算装置、８は流量比例信号ＰＶにより定量ポンプの
ストロークを決定するストローク信号ＭＶを発生する調
節器である。

演算装置７は液位信号Ｌ（ｔ）を受け、直立管３内の原
料の液位がある上限値Ｈより高くなると閉信号Ｎを開閉
弁２に供給し、また液位がある下限値Ｌより低くなると
開信号Ｐを開閉弁２に供給し、開閉弁２を開閉制御する
。

この間定量ポンプ６により直立管内の原料は定量ポンプ
６により定常的に送出しているため、開閉弁２が閉の間
に直立管３内の液位がＬまで下ると、演算装置７からの
開信号Ｐにより開閉弁２が開となり直立管３に原料が供
給され、液位がＨまで上ると演算装置７からの閉信号Ｎ
により開閉弁が閉となる。

また、演算装置７は開閉弁２に閉信号Ｎを供給している
間、原料の液位変化率、即ち本実施例においては直立管
３の口径が一定であるので定量ポンプが原料を送出する
量に比例した値を計算し、流量比例信号ＰＶとして調節
器８に供給する。

調節器８に於では操作者が予め流量ポンプ６の送出流量
を設定し、その設定流量に比例した信号ＳＰと上記流量
比例信号ＰＶとの偏差に応じたストローク調節信号Ｍ■
を定量ポンプ６に供給する。

従って、定量ポンプ６は開閉弁７が閉の間原料を上記設
定流量で送出するようにストロークが制御され、その送
出流量は一定に制御される。

一方、演算装置７が開閉弁２に開信号Ｐを発している間
は、演算装置７は開信号Ｐが発せられる直前の流量比例
信号ＰＶの値を保持し、定量ポンプ６のストロークはそ
のまま保持される。

従って、この間定量ポンプ６は一定の流量で原料を送出
する。

第２図ａ，ｂは第１図に示した本発明一実施手段の動作
説明に供する図である。

図ａは直立管３の原料の液位変化と時間の関係を表わす
図であり、図ｂは定量ポンプ６より送出される原料の流
量変化を表わすグラフである。

図ａにおいて、ＯＮで表わされている時間中は開閉弁２
が開となり直立管３内に原料が供給され、従って直立管
３内の液位は上昇する。

液位がＨになると原料供給は止められ、定量ポンプ６に
より送出される原料の流量は、直立管３内の液位がＬに
なるまで一定値となるよう制御ざれる。

図ｂはこの時の流量比例信号ＰＶの変化を表わすもので
ある。

このように第１図にて示した本発明の一実施手段に於で
は、定量ポンプ６で送出する原料を一時的に直立管３に
供給し、直立管３内の液位変化率に基いて送出流量を計
測する。

このため流体の流量が予め予想される値となるように定
モポンプ６のストロークを制御し、微少流量を極めて良
い精度で計測し制御することができるようになる。

例えば、原料送出量が数１０ｃｃ／Ｒという極めて小さ
な流量制御の場合でも、総合精蜜、再現性共に０．２５
〜１％程度の今までにない良い精度の制御を期待できる
。

また凝固しやすい流体を扱う場合でも、一般の流量計を
用いた場合と比べて保温対策を行いやすく、さらに直立
管３として透明な計量管を使用すれば、流量の制御状態
を目視にて極めて容易に確認することができるようにな
る。

なお、直立管３の液位がＨより大きな警報設定値ＨＨ、
及びＬより小さな警報設定値ＬＬを設定し、液位がＨＨ
又はＬＬのいずれかに達すると、警報装置７ｂを駆動さ
せて動作の異常を表示し、液位がＬＬとＨＨとの間に存
在する場合には正常動作を知らせる表示灯７ａを表示す
るようにすることもできる。

また、演算装置７及び調節器８としてマイクロコンピュ
ータを用いることもでき、この場合流量比例信号ＰＶの
計算方法としては、直立管３の液位がＨになったときの
液位計の出力をＬ （ａ）とし、液位がＨになった時か
らＴ秒後の液位計の出力をＬσ）として、 なる演算をくり返し、流量比例信号を算出することがで
きる。

（ただし温度補正演算式は本文では省略する。

）また定量ポンプ６のストローク調節信号ＭＶは、設定
値ＳＰと流量比例信号ＰＶとの偏差に対して時定数ＴＯ
なるフィルタリング機能をもたせ、としてストローク変
化を緩やかにすると良い。

以上述べてきたように、本発明は従来にない極めて新規
な微少流量計測方法を提供するものであり、その工業上
の効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施手段を説明する概略図、第２図
は本発明一実施手段の動作説明に供する図である。 ２：開閉弁、３：直立管、４：液位伝送器、６：定量ポ
ンプ、７：演算装置、８：調節器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体を連続的に送出装置より送出する装置において
   、上記流体を上記送出装置に供給する管路途中に連通し
   て直立管を設け、上記直立管に間欠的に上記流体を供給
   してこの直立管内の流体を上記送出装置に供給すると共
   に、上記直立管に上記流体が供給されていない間の上記
   直立管内の流体レベルの変化率により上記流体の送出量
   を計算し、上記直立管に上記流体が供給されている間は
   上記計算した値を保持することを特徴とする微少流量計
   測方法。