JPS5936211B2 - Specific gravity and flow rate measuring device - Google Patents

Specific gravity and flow rate measuring device

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JPS5936211B2
JPS5936211B2 JP54145415A JP14541579A JPS5936211B2 JP S5936211 B2 JPS5936211 B2 JP S5936211B2 JP 54145415 A JP54145415 A JP 54145415A JP 14541579 A JP14541579 A JP 14541579A JP S5936211 B2 JPS5936211 B2 JP S5936211B2
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JP
Japan
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specific gravity
flow rate
floats
liquid
height
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JP54145415A
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Japanese (ja)
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JPS5669516A (en
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滋豊 坂井
章郎 小島
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体たとえば濁水、泥水等の比重および流量
を測定する装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the specific gravity and flow rate of liquids such as turbid water and muddy water.

濁水、泥水処理においては、処理しようとする原水すな
わち濁水、泥水の比重、流量を知ることが必要であり、
この比重、流量を狽I淀するにはつぎのような装置があ
る。すなわち、比重を測定する装置には、フロート式比
重計、差圧式比重計、γ線密度計などがある。フロート
式比重計とはフロートの変位から液体の比重を求めるも
の、差圧式比重計とは一定の高さの液性の圧力差から比
重を求めるもの、γ線密度計とはγ線の吸収力墳I淀液
体の密度(比重)によつて変化することを応用したもの
であるが、差圧式比重計においては圧力差を生じさせる
ために液性を高くする必要がありγ線密度計においては
放射線を使用するため装置が複雑、高価となるから、フ
ロート式比重計を用いるのが望ましい。また、流量を測
定する装置としては、せき式流量計、電磁流量計等があ
る。せき式流量計とは開水路にせきを設けると、流量に
応じて液面高さが変化するので、ブロート等でその液面
の高さを検出することにより流量を測定するもの、電磁
式流量計とは導電性液体をパイプ内に流し、その導電性
流体に磁界を与え、導電性流体が流れるときに生じる起
電力を測定するものであるが、電磁式流量計は複雑で高
価であるから、せき式流量計を用いるのが望ましい。従
来、フロート式比重計においては、1つのフロートを用
いており、この場合には液面の高さが変化するときには
精度よく比重を測定することがむずかしく、特に流れて
いる液体の場合には流れの影響や粘性による影響のため
に、比重を正確に測定することができない。
When treating turbid water or muddy water, it is necessary to know the specific gravity and flow rate of the raw water to be treated, that is, turbid water or muddy water.
The following devices are available to keep the specific gravity and flow rate constant. That is, devices for measuring specific gravity include a float type hydrometer, a differential pressure type hydrometer, a gamma ray densitometer, and the like. A float-type hydrometer measures the specific gravity of a liquid from the displacement of a float, a differential-pressure hydrometer measures the specific gravity from the pressure difference between liquids at a certain height, and a gamma-ray densitometer measures the absorption power of gamma-rays. This is an application of the fact that the density (specific gravity) of the liquid changes depending on the density (specific gravity) of the liquid, but in a differential pressure type hydrometer it is necessary to increase the liquid property to create a pressure difference, and in a gamma ray densitometer it is necessary to increase the liquid property. Since radiation is used, the device is complicated and expensive, so it is desirable to use a float type hydrometer. In addition, devices for measuring flow rate include weir type flowmeters, electromagnetic flowmeters, and the like. What is a weir-type flowmeter? When a weir is installed in an open channel, the liquid level changes depending on the flow rate, so the flow rate is measured by detecting the height of the liquid level with a bloat, etc., and an electromagnetic flowmeter. A flowmeter is a device that flows a conductive liquid into a pipe, applies a magnetic field to the conductive fluid, and measures the electromotive force generated when the conductive fluid flows, but electromagnetic flowmeters are complicated and expensive. , it is desirable to use a weir type flow meter. Conventionally, float-type hydrometers use a single float, and in this case, it is difficult to accurately measure the specific gravity when the liquid level changes, especially when the liquid is flowing. Specific gravity cannot be measured accurately due to the effects of viscosity and viscosity.

また、フロートで液面高さを検出するせき式流量計にお
いては、比重が変化するときには液面の高さを測定する
ことができないため、流量を測定することができない。
そして、比重と流量の両者をひとつの装置で測定しうる
装置は見あたらない。この発明は上述の問題点を解決す
るためになされたもので、比重と流量の両者が変化する
液体の比重と流量とを測定することができる比重および
流量測定装置を提供することを目的とする。
Furthermore, in a weir-type flowmeter that detects the liquid level height using a float, the flow rate cannot be measured because the liquid level height cannot be measured when the specific gravity changes.
Furthermore, there is no device that can measure both specific gravity and flow rate with one device. This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a specific gravity and flow rate measuring device that can measure the specific gravity and flow rate of a liquid whose specific gravity and flow rate both change. .

この目的を達成するため、この発明においては開水路に
せき板を設け、そのせき板の上流側に上下動可能に支持
されかつ重量の異なる2つのフロートを設け、その2つ
のフ、ロードの高さを検出する高さ検出装置を設けて、
上記2つのフロートの高さの差から上記開水路内の液体
の比重を求め、その比重と上記2つのフロートのうちの
一方の高さとから上記液体の流量を求める。第1図はこ
の発明に係る比重および流量FAl淀装置を示す斜視図
、第2図は同じく側断面図である。
In order to achieve this objective, the present invention provides a weir plate in an open channel, and provides two floats supported vertically movably on the upstream side of the weir plate and having different weights, and A height detection device is installed to detect the height.
The specific gravity of the liquid in the open channel is determined from the difference in height between the two floats, and the flow rate of the liquid is determined from the specific gravity and the height of one of the two floats. FIG. 1 is a perspective view showing a specific gravity and flow rate FAl stagnation device according to the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view thereof.

図において1は開水路、2は開水路1を流れる被測定液
体、3は開水路1に設けられたせき板、4は開水路1に
取付けられたブラケツトで、ブラグツト4はせき板3の
上流側に設けられている。5,6はブラケツト4に取付
けられた平行四辺形リンク、T,8はそれぞれ平行四辺
形リンク5,6に取付けられたフロートで、フロートT
,8は平行四辺形リンク5,6により上下動可能に支持
されており、またフロートT,8は同一形状で、フロー
トT,8の重量は異なる。
In the figure, 1 is an open channel, 2 is a liquid to be measured flowing through the open channel 1, 3 is a weir plate provided in the open channel 1, 4 is a bracket attached to the open channel 1, and the bracket 4 is the upstream side of the weir plate 3. It is located on the side. 5 and 6 are parallelogram links attached to the bracket 4, T and 8 are floats attached to the parallelogram links 5 and 6, respectively, and the float T
, 8 are vertically movably supported by parallelogram links 5, 6, and the floats T, 8 have the same shape, but the weights of the floats T, 8 are different.

9,10はそれぞれフロートT,8の高さを検出するた
めのポテンシヨメータで、ポテンシヨメータ9,10は
フロートT,8の高さの変化を回転角の変化として検出
し、電気量に変換する。
9 and 10 are potentiometers for detecting the heights of floats T and 8, respectively. Potentiometers 9 and 10 detect changes in the heights of floats T and 8 as changes in rotation angle, and convert them into electrical quantities. Convert.

つぎに、フロート7,8の高さから液体2の比重を測定
する原理を第3図により説明する。
Next, the principle of measuring the specific gravity of the liquid 2 from the heights of the floats 7 and 8 will be explained with reference to FIG.

液体2の比重をγ、フロートT,8それぞれの重量をW
a,Wb)液体2の液面下の容積をVa,Vb,液体2
の液面部分のi定断面積をS1液体2の液面上の長さを
A,bとすると、次の関係が成立する。このとき、開水
路1の底面からフロートT,8の上端までの高さHa,
hbの差すなわち長さA,bの差をδとすると、(1)
〜(3)式からδは次式で表わされる。
The specific gravity of liquid 2 is γ, and the weights of floats T and 8 are W.
a, Wb) The volume below the liquid surface of liquid 2 is Va, Vb, liquid 2
When the i constant cross-sectional area of the liquid surface portion of S1 is the length of the liquid 2 above the liquid surface as A and b, the following relationship holds true. At this time, the height Ha from the bottom of the open channel 1 to the top of the float T,8 is
If the difference in hb, that is, the difference in lengths A and b, is δ, then (1)
From equation (3), δ is expressed by the following equation.

(4)式から比重γを求めると、次式のようになる。When specific gravity γ is determined from equation (4), it becomes as shown in the following equation.

(5)式において断面積S1重電Wa,Wbは一定の差
δを求めれば、液体2の比重γを求めることができる。
つぎに、2つのフロート1,8によつて求めた比重γと
2つのフロートT,8のうちの一方たとえばフロートT
の高さh から液体2の流量を求aめる原理を第4図に
より説明する。
In equation (5), the specific gravity γ of the liquid 2 can be determined by determining a constant difference δ between the cross-sectional areas S1 and the heavy electric currents Wa and Wb.
Next, the specific gravity γ obtained by the two floats 1 and 8 and one of the two floats T and 8, for example, the float T
The principle of determining the flow rate a of the liquid 2 from the height h 2 will be explained with reference to FIG.

三角せきの場合、流量係数をc、三角せき角度をθ、重
力加速度をg、三角せきの切欠き3aの最下点からの液
面高さをHとすると、液体2の流量Qは次式で求めるこ
とができる。ここで、流量係数C1三角せき角度θ、重
力加速度gは一定であるから、液面高さHを測定すれば
流量Qを求めることができる。
In the case of a triangular weir, if the flow coefficient is c, the triangular weir angle is θ, the gravitational acceleration is g, and the liquid level height from the lowest point of the notch 3a of the triangular weir is H, then the flow rate Q of liquid 2 is calculated by the following formula. It can be found by Here, since the flow coefficient C1, the triangular weir angle θ, and the gravitational acceleration g are constant, the flow rate Q can be determined by measuring the liquid level height H.

ところで、基準面たとえば開水路1の底面から三角せき
の切欠き3aの最下点までの高さをH。,フロートTの
全容積をV。aとすると、次の関係が成立する。そして
、(1),(η,(8)式から高さHを求めると次式の
ようになる。(9)式において容量V。
By the way, the height from the reference plane, for example, the bottom of the open channel 1 to the lowest point of the notch 3a of the triangular weir, is H. , the total volume of the float T is V. Assuming that a, the following relationship holds true. Then, when the height H is determined from equations (1), (η, and (8)), the following equation is obtained.In equation (9), the capacitance V.

at断面積S1重量Wa、高さH。は一定であり、比重
γは2つのフロートT,8の高さの差から求めることが
できるから、フロート7の高さHaを損!淀すれば、高
さHを求めることができ、したがつて(6)式により流
量Qを求めることができる。第5図はこの発明に係る比
重および流量測定装置の演算装置部分を示すプロツク図
である。
at cross-sectional area S1 weight Wa, height H. is constant, and the specific gravity γ can be determined from the difference in height between the two floats T and 8, so the height Ha of the float 7 is lost! If it stagnates, the height H can be determined, and therefore the flow rate Q can be determined using equation (6). FIG. 5 is a block diagram showing the arithmetic unit portion of the specific gravity and flow rate measuring device according to the present invention.

図において11は演算装置、12,13はそれぞれ流量
指示計、比重指示計である。そして、この装置において
は、ポテンシヨメータ9,10により開水路1の底面か
らフロートT,8の上端までの高さHa,hbを測定し
、演算回路Ilaにおいてδ=Ha−Hbの演算を行な
い、演算回路11bにおいて(5)式の演算を行なつて
、比重γの値を比重指示計13に示す。一方.演算回路
11cにより(9)式の演算を行ない、演算回路Ild
゜べ6)式の演算を行なつて、流量Qの値を流量指示計
12に示す。なお、比重γをつぎのようにして求めても
よい。
In the figure, 11 is an arithmetic unit, and 12 and 13 are a flow rate indicator and a specific gravity indicator, respectively. In this device, the heights Ha and hb from the bottom of the open channel 1 to the tops of the floats T and 8 are measured by the potentiometers 9 and 10, and the calculation circuit Ila calculates δ=Ha-Hb. , the arithmetic circuit 11b performs the calculation of equation (5) and indicates the value of specific gravity γ on the specific gravity indicator 13. on the other hand. The arithmetic circuit 11c calculates equation (9), and the arithmetic circuit Ild
The value of the flow rate Q is indicated on the flow rate indicator 12 by calculating the equation 6). Note that the specific gravity γ may be determined as follows.

すなわち、既知比重γ。の液体たとえば水にフロートT
,8を浮べた場合のフロートT,8の高さの差をδ。と
すると、(4)式から高さの差δ。は次式で表わされる
。つぎに、(4),Q試からδ/δoを求めると次のよ
うになる。
That is, the known specific gravity γ. Float in a liquid such as water T
, 8 is floating, the difference in height of float T, 8 is δ. Then, from equation (4), the height difference δ. is expressed by the following equation. Next, (4), δ/δo is calculated from the Q test as follows.

そして、比重γは次式で求めることができる。Then, the specific gravity γ can be determined using the following formula.

したがつて、比重γ。のときの高さの差δ。をあらかじ
め測定しておけば、比重γを求めることができる。また
、流量Qをつぎのようにして求めてもよい。
Therefore, the specific gravity γ. The height difference δ when . By measuring in advance, the specific gravity γ can be determined. Alternatively, the flow rate Q may be determined as follows.

第4図イに示すように液面高さがH。すなわちせきの切
欠き下端にあつて、流量Qが零で既知比重γ0の液体に
フロートTを浮べた場合のフロート7の高さをHaO、
同じ場合のフロートTの液面上の長さをA。、液面下の
フロートTの容積をVaOとすると、次の関係が成立す
る。ここで、a−AO=Δaとすると、高さの差Δaは
a』,C[゜式から次式のように表わされる。
As shown in Figure 4A, the liquid level is H. In other words, the height of the float 7 when it is placed at the lower end of the weir notch and floated in a liquid with a flow rate Q of zero and a known specific gravity γ0 is HaO,
In the same case, the length of the float T above the liquid level is A. , when the volume of the float T below the liquid surface is VaO, the following relationship holds true. Here, if a-AO=Δa, the height difference Δa is expressed as follows from the equation a′,C[°.

そして、(η,a’3)式から高さHを求めると、次式
のようになる。したがつて、液面高さがせきの切欠き下
端にあつて流量が零で比重がγ。
Then, when the height H is determined from the equation (η, a'3), the following equation is obtained. Therefore, the liquid level is at the lower end of the weir notch, the flow rate is zero, and the specific gravity is γ.

のときの高さHaOをあらかじめ測定しておけば、高さ
Hを求めることができる。そして、この高さHを6)式
に代入すれば流量Qを求めることができる。なお、上述
実施例においてはフロートT,8として同一形状のもの
を用いたが、フロートT,8を異形状としてもよい。
If the height HaO at the time is measured in advance, the height H can be determined. Then, by substituting this height H into equation 6), the flow rate Q can be determined. In the above-described embodiment, the floats T and 8 have the same shape, but the floats T and 8 may have different shapes.

そして、2つのフロートの液面部分の一定断面積をそれ
ぞれSa,Sb、全容積をV。a,VObとすると、(
5)式に相当する式すなわち比重γを求める式は次のよ
うになる。また、上述実施例においてはフロートT,8
を上下動可能に支持するために平行四辺形リンク5,6
を用いているが、他の手段によつてフロートT,8を上
下動可能に支持してもよい。さらに、上述実施例では2
つのフロート7,8の高さを検出する高さ検出装置とし
てポテンシヨメータ9,10を用いているが、他の手段
でフロートT,8の高さを検出してもよい。また、演算
をコンピユータによつて行なつてもよい。以上説明した
ように、この発明に係る比重および流量測定装置におい
ては、液体の比重と流量の両者が変化したとしても、液
体の比重と流量とを測定することができる。
The constant cross-sectional areas of the liquid surface portions of the two floats are Sa and Sb, respectively, and the total volume is V. Let a, VOb be (
The formula corresponding to formula 5), that is, the formula for determining specific gravity γ, is as follows. In addition, in the above embodiment, the float T, 8
Parallelogram links 5 and 6 are used to support the
However, other means may be used to support the floats T and 8 in a vertically movable manner. Furthermore, in the above embodiment, 2
Although potentiometers 9 and 10 are used as height detection devices for detecting the heights of the two floats T and 8, other means may be used to detect the heights of the floats T and 8. Further, the calculation may be performed by a computer. As explained above, in the specific gravity and flow rate measuring device according to the present invention, even if both the specific gravity and flow rate of the liquid change, the specific gravity and flow rate of the liquid can be measured.

すなわち、2つのフロートを用いているので、液面高さ
が変化したとしても比重を求めることができ、また比重
が変化したとしても、2つのフロートによりその比重を
測定することができるから、流量を測定することができ
る。さらに、同一形状の2つのフロートを用いて比重を
測定すれば、流体の流れの影響や粘性による影響が2つ
のフロートにほぼ同様に作用するから、これらの影響に
よる測淀誤差が小さくなり、比重をさらに、正確に測定
することができる。このように、この発明の効果は顕著
である。
In other words, since two floats are used, the specific gravity can be determined even if the liquid level changes, and even if the specific gravity changes, the specific gravity can be measured using two floats, so the flow rate can be measured. Furthermore, if specific gravity is measured using two floats of the same shape, the effects of fluid flow and viscosity will act on the two floats in almost the same way, so the error in measurement due to these effects will be reduced, and the specific gravity will be Furthermore, it can be measured accurately. As described above, the effects of this invention are remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明に係る比重および流量FAl淀装置を
示す斜視図、第2図は同じく側断面図、第3図は比重を
測定する原理の説明図、第4図は流量を測定する原理の
説明図で、イは比重がγ。 、流量が零の場合、口は比重がγ、流量が零の場合、ハ
は比重がγ、流量がQの場合を示す。第5図はこの発明
に係る比重および流量測定装置の演算装置部分を示すプ
ロツク図である。1 ・・・・・・開水路、2・・・・
・・被測定液体、3・・・・・・せき板、5,6・・・
・・・平行四辺形リンク、T,8・・・・・・フロート
、9,10ポテンシヨメータ。
Fig. 1 is a perspective view showing the specific gravity and flow rate FAl stagnation device according to the present invention, Fig. 2 is a side sectional view thereof, Fig. 3 is an explanatory diagram of the principle of measuring specific gravity, and Fig. 4 is the principle of measuring flow rate. In the explanatory diagram, A has a specific gravity of γ. , when the flow rate is zero, the specific gravity at the mouth is γ, and when the flow rate is zero, C shows the case where the specific gravity is γ and the flow rate is Q. FIG. 5 is a block diagram showing the arithmetic unit portion of the specific gravity and flow rate measuring device according to the present invention. 1...Open channel, 2...
...Liquid to be measured, 3...Weir plate, 5, 6...
...parallelogram link, T, 8... float, 9, 10 potentiometer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 開水路に設けられたせき板と、そのせき板の上流側
に上下動可能に支持されかつ重量の異なる2つのフロー
トと、その2つのフロートの高さを検出する高さ検出装
置とを具備し、上記2つのフロートの高さの差から上記
開水路内の液体の比重を求め、その比重と上記2つのフ
ロートのうちの一方の高さとから上記液体の流量を求め
ることを特徴とする比重および流量測定装置。
1 Equipped with a weir plate installed in an open channel, two floats supported vertically movably on the upstream side of the weir plate and having different weights, and a height detection device that detects the heights of the two floats. The specific gravity is characterized in that the specific gravity of the liquid in the open channel is determined from the difference in height between the two floats, and the flow rate of the liquid is determined from the specific gravity and the height of one of the two floats. and flow measurement equipment.
JP54145415A 1979-11-12 1979-11-12 Specific gravity and flow rate measuring device Expired JPS5936211B2 (en)

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JPS5669516A JPS5669516A (en) 1981-06-10
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JPH01173830A (en) * 1987-12-28 1989-07-10 Daido Kiko Kk Method and instrument for measuring flow rate of overflow weir
JP2001201377A (en) * 2000-01-20 2001-07-27 Kazuo Takayama Flow meter and monitoring system of flow rate measurement

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