JPS5926254Y2 - 流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流量計に係り、特にアニューバ流量計等の差圧
型の流量計において総圧側及び静圧側のセンシングチュ
ーブに生ずる圧損の違いを補償し連続した流量制御に利
用できる流量計に関する。

アニューバ流量計は流体の流速から流量を測定するもの
で、その測定原理はピトー管と同様に静圧側と総圧側の
差圧を流量に換算するものである。

この流量計は従来からオリフィス板方式と比較して設置
の容易さや永久圧損が小さい等の理由により利用が増加
している。

このアニューバ流量計は総圧側及び静圧側のセンシング
チューブ、即ちセンサー内部の導圧管部分が同径でかつ
静圧側の取出し部分が９０度曲がっているという構造に
起因して、総圧側より静圧側の方が圧損が大きい欠点が
ある。

流体が定常状態にあるときには圧力損失が流量測定に影
響しないため、かかる欠点は問題とならないが、流量変
更過渡期には逆応答現象が生ずることになる。

即ち、流量制御を行なうようなループにおいては、流量
変更過渡期に逆応答現象が生じるため、従来技術のまま
のアニューバ流量計では不安定な測定結果となる。

この逆応答現象を第１図について説明する。

図において、アニューバ流量検出器２は被測定管路４に
臨ませられてセットされ、被測定管路４内の流体６が作
用するようになっている。

即ち、このアニューバ流量検出器２は、総圧側（＋）と
静圧側（−）の差圧ΔＰが流量Ｑの２乗に比例すること
を利用して流量測定をしようとするものである。

このようなアニューバ流量検出器において、第２図Ａに
示すように流量ＱがＱ′のように増加した場合を考える
と、総圧側の圧力は第２図Ｂに示すように上流側での圧
損の増加に伴ないΔＰ＋ＰからΔＰ’ ＋ Ｐ’ｏに減
少し、静圧側の圧力も第２図Ｃに示すように同様にＰ。

からＰ′ｏに減少する。導圧管８，１０の構造から明ら
かなように、総圧側の導圧管８に比して静圧側の導圧管
１０の流路抵抗は静圧側導圧管１０が直角に曲がってい
る分だけ大きくなる。

このため前記の圧力の変化に約３秒の時間差が生じ、第
２図Ｂに示すように総圧側の応答が速く、第２図Ｃに示
す静圧側の応答は遅くなる。

この結果としてΔＰ’（＝総圧−静圧）は第２図りに示
すように、ΔＰが上昇するにもかかわらす見掛は上一旦
減少してその後上昇するという逆応答現象を生ずること
になる。

流量Ｑはこの差圧ΔＰを差圧計１２で検出しているので
、流量信号１４は実際の流量Ｑが上昇しているにもかか
わらず一旦減少して上昇するという逆応答現象を生ずる
。

また、流量が減少するときはまったく逆の状態となり、
一旦上昇した後に減少することになる。

定常状態のみを観察する場合、逆応答現象は何等、害を
及ぼさないが、この信号により流量を連続的に制御する
場合には非常に不都合な結果が生ずる。

これを第３図に基づき説明する。第３図にはアニューバ
流量検出器を利用した流量制御装置が示されている。

アニューバ流量検出器２の総圧側導圧管８及び静圧側導
圧管１０の出力は配管１２．１４でバルブ１６．１８．
２０．２２を介して差圧発振器２４に入力され、この差
圧発振器２４にはバルブ２６が併設されている。

三つのバルブ２０、２２．２６によって３バルブマニホ
ールドが形成されている。

差圧発振器２４の出力は流量調節計２８に入力され、こ
の流量調節計２８の出力は管路４に設けられた調整バル
ブ３０のバルブアクチュエータ３２に入力されている。

流量調節計２８は差圧発振器２４からの信号を操作者が
与えた設定値と比較し、調整信号をバルブアクチュエー
タ３２に出力し、これによって調節バルブ３０が操作さ
れる。

従来のアニューバ流量計では実際の流量Ｑが上昇してい
るとき流量信号は一旦減少しているように動作する。

このため、流量調節計２８は実際とはまったく逆の作動
を行なうことになり、一定流量に制御する場合には流量
を増大させるために、調整バルブ３０には開動作の指示
を与え、設定値との差を増大させる方向に調整を行なう
。

この後、流量信号が増大してくるので、今度は調整バル
ブ３０に閉動作の指示を与えるか、前記の動作がこの制
御系を極めて不安定な状態におくことになり、甚だしい
場合には流量Ｑが制御不能な状態になる。

本考案の目的は、アニューバ流量検出器等の差圧流量検
出器の逆応答現象を除去し、流量の連続制御に利用でき
る流量計の提供にある。

本考案は、総圧側の圧力導管に抵抗体を付加し総圧側圧
力を補償し、総圧側導圧管と静圧側導圧管の圧損を同様
にすることを特徴とする。

以下、本考案を図面に示した実施例に基づき詳細に説明
する。

第４図には本考案の流量計の好適な実施例が示されてい
る。

図において、第１図及び第２図と同一部分には同一符号
を示し、その説明を簡略化する。

被測定管路４にはアニューバ流量検出器等の差圧検出式
の流量検出器２が臨ませられている。

この流量検出器２は第１図に示すアニューバ流量検出器
と同様に、総圧側の導圧管８と静圧側の導圧管１０を有
している。

静圧側の導圧管１０の出力は配管１４でバルブ１８．２
２を介して差圧発振器２４に入力されているが、総圧側
の圧力導管８の出力は配管１２でバルブ１６．２０とと
もに、抵抗体３６を付加して差圧発振器２４に入力され
ている。

差圧発振器２４にはバルブ２６が併設され、３つのバル
ブ２０、２２．２６で３バルブマニホールドが形成され
ている。

抵抗体３６は総圧側の圧力補正をして総圧側圧力損失が
静圧側圧力損失と同様にするために挿入されている。

この抵抗体３６には、圧力導管に絞り機能を加えるため
のニードル弁など調整できる弁体、オリフィスなどで構
成できる。

本実施例の場合、この抵抗体３６には、ニードル弁が使
用されている。

このニードル弁の調節は図示しない記録計の記録チャー
トを見ながら逆応答現象が生じないように操作するもの
である。

以上のような構成により、差圧式流量検出器２の総圧側
圧力の損失は抵抗体３６によって補償され、静圧側圧力
損失と同様となるので、流量変更過渡期に生じていた逆
応答現象は除去されることになる。

従って、本実施例の流量計は連続した流量制御に利用で
きるものである。

なお、３つのバルブ２０．２２．２６で構成される３バ
ルブマニホールドは、零点調整用の均圧操作系で、特に
バルブ２６は計測時閉となっているものである。

つぎに、本実施例の実験結果を第５Ａ図ないし第５Ｃ図
に基づき説明する。

第５Ａ図は抵抗体３６として使用したニードル弁が開け
すぎの場合を示している。

ニードル弁の開度Ａ１に対し、空気流量Ａ２には逆応答
が顕著に現われている。

第５Ｂ図は前記ニードル弁を絞りすぎた場合を示してい
る。

ニードル弁の開度Ｂ１に対し、空気流量Ｂ２には過剰応
答が顕著に現われている。

第５Ｃ図は前記ニードル弁を最適に調整した場合を示し
ている。

ニードル弁の開度Ｃ１に対し、空気流量Ｃ２には逆応答
も過剰応答もなく、最適の応答性が得られている。

なお、本実施例はアニューバ型流量計について説明して
いるが、本考案はこのようなアニューバ型流量計のみに
限定されるものではなく、ピトー管式の流量計など差圧
方式で測定する流量計で総圧側の静圧側に何らがの応答
速度の差が生ずるような場合には有効に利用することが
できるものである。

以上説明したように本考案によれば、抵抗体によって最
適な総圧側の圧力補正ができるので、総圧側と静圧側の
圧損の違いがなくなり、特に、連続した流量制御に利用
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はアニューバ流量計の原理を説明する説明図、第
２図Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄは逆応答現象を説明するための
説明図、第３図はアニューバ流量計を用いた流量制御装
置の説明図、第４図は本考案の流量計の実施例を示す説
明図、第５Ａ図ないし第５Ｃ図は実験結果を示す説明図
である。 ２・・・・・・差圧流量検出器、４・・・・・・被測定
管路、６・・・・・・流体、８・・・・・・総圧側導圧
管、１０・・・・・・静圧側導圧管、３６・・・・・・
抵抗体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定流路に臨ませられる総圧側導圧管と静圧側導圧管
   とを宥し、総圧側と静圧側の圧力差から流量を検出する
   差圧流量検出器を有する流量計において、前記総圧側導
   圧管に静圧側の圧損を補償する抵抗体を４加′して構成
   したことを特徴とする流量計。