JPS61202120A - 流量計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は絞り機構による流量測定方法に係り、特に、気
体流量の広範な高精度測定に好適な流量測定装置に関す
る。

〔発明の背景〕

従来より行なわれている主な流量測定方法については、
［新しいセンサの技術開発と最適な選び方・使い方（上
巻）Ｊ（８５３年７月３１日発行、企画：計測技術研究
会、編集：経営開発センタ経営教育部、発行者：高原　
寛〕の３３９頁に各種方式の比較が示されているが、絞
り機構を用いた差圧流量計は、フローレンジ４：１で小
流量の測定値は保証されず、フローレンジ１２：１と大
きな範囲を計測できるカルマン渦流量計は、最小流速に
制限があり、更に、口径も制限されるので適用分野が限
定されると云う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は絞り機構による測量測定方法に於いて、
測定範囲全域にわたり精度の良い測定装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、最大流量を測定する絞り機構と小流量を測定
する絞り機構を夫々設け、測定レンジにより自動的に切
換えて計測するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。流体
はパイプのＡ端が高圧側で、Ｂ端は需要側が要望する圧
力まで減圧して選出される。パイプのＢ端の圧力は需要
量が増大すると圧力低下となるのでＡ端からの供給量を
増加させる必要があり、逆に需要量を減らすと圧力が上
昇するのでＡ端からの供給量を減らす必要がある。

このようなプロセスの要求に対し、供給量が大巾に変動
しても供給量を正確に測定することが必要である、一般
に、　Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｚ８７６２で現定されている絞り
機構（以下、一般的な名称であるオリフィス板と記す）
による流量測定では、その検出原理から定格最大流量の
２０％以下は保証できない測定値として扱われている。

従って、パイプＢ端の使用量が大巾に減少した場合には
、従来の測定方式では測定不能となってしまう。そこで
パイプＢ端に圧力伝送路７を設け、需要側へ送る流体の
圧力を検出し、圧力調節計８へのフィードバック信号と
し、圧力調節計８は設定された圧力を一定に保つように
自動調節弁５および６を制御する。

流量を検出するためのオリフィス板１および２を設れ、
それぞれのオリフィス板から検出したオリフィス板の上
流側と下流側の差圧を差圧伝送器３および４により流量
指示信号に変換して、流量指示計９へ送る。

まず、オリフィス板ｌと２の役割りについて説明する。

オリフィス板１は、需要側へ供給する気体の最大値まで
測定できるサイズで設計する。オリフィス板２の最大流
量値は、オリフィス板１の最大流量値の２０％相当が理
論値であるが、オリフィス板１での測定値の精度向上の
ため、約４０％相当値とする。自動調節弁５および６は
オリフィス板１および２と対比させ、自動調節弁６はオ
リフィス板２の最大流量を流し得る大きさとし、自動調
節弁５はオリフィス板１の最大流量値からオリフィス板
２の最大流量値を差引いた流量を流し得るようにする。

このように、オリフィス板と自動調節弁のサイズを決定
し、次に、自動調節弁の制御を第２図に示す。第２図は
パイプＢ端に設けた圧力調節計８からの制御信号Ｃｖと
自動調節弁５および６の動作関係を示したもので、まず
、供給量を増加させていく動作から説明する。流体の使
用量が増大となるとパイプＢ端の圧力が低下するので、
圧力調節計８は圧力伝送器７からのフィードバック信号
による偏差を生じ、制御信号Ｃ■を増加させる。この制
御信号Ｃｖは４〜２０ｍＡの間で変化させるようにする
。＃御信号Ｃｖが４ｍＡより増大するにつれて、まず、
自動調節弁６が曲線■２のように開動作をして、パイプ
Ａ端からＢ端へ気体の供給をする。この自動調節弁６を
通過する気体はオリフィス板２を通過する。

この状態では、まだ、自動調節弁は閉の状態であるから
、供給気体の全量がオリフィス板２で測定できる。一方
、オリフィス板１にも同一の流体が通過しているので流
量は計測しているが、流量指示計９ではオリフィス板１
からの計測信号を無効とするように信号選択回路を準備
しておく。

更に使用量が増加すると、圧力調節計８の制御信号Ｃ■
が増大し、その値がＹになると自動調節弁６は全開とな
り、続いて自動調節弁５が直Ｍｖ。

のように開動作を開始する。このようにして使用量が更
に増大すると自動調節弁５の開度が大となり、最終的に
は自動調節弁５および６が全開となり、定格最大流量で
供給するようになる。ここで流量指示計９の動作を′第
１図に戻って説明する。

流量指示計９はニレンジ切換え方式とし、小流量レンジ
は、差圧伝送路４からの信号により指針１２をレンジ素
子１０により作動させる。レンジ素子１０には測定値切
換スイッチ１３および１４を作動させる機能を持たせ、
小流量レンジ以下ではスイッチ１３がオン、スイッチ１
４がオフするように作用する。レンジ素子１０が小流量
レンジの上限に至るとスイッチ１３をオフさせ、スイッ
チ１４をオンさせる。レンジ素子１１は最大流量レンジ
とし、差圧伝送器３よりも計測信号により指針１２を作
動させる。このようにすることにより、自動調節弁５お
よび６が開となって流量が増大してきた時点で定格最大
流量のレンジで、継続して流量を指示することになる。

次にオリフィス板１と２の測定レンジの分担について第
３図を用いて説明する。オリフィス板の上流側と下流側
で発生する差圧ＪＰとオリフィス板を通過する流量Ｑと
の関係はＡＰ−Ｑ”の関係にあるので、低流量領域にお
ける差圧ＡＰは定格流量時の差圧に比べ急激に小さくな
る。従って、小流量領域に於ける計測値は差圧ＡＰの値
に対する誤差と差圧伝送路による誤差の相乗となるため
測定値の真値の測定が困難となる。そこで、オリフィス
板１の測定流量ＱＬに対する差圧ＡＰの関係は曲線Ｃ□
のようになる。この曲線Ｃ１において最大流量ＱＬの約
４０％相当の流量をＱｌ　とし、この流量に相当する値
をオリフィス板２の最大流量Ｑ８とすれば、オリフィス
板２で検出される差圧ＡＰは曲線Ｃ２のようになる。

以上の関係を総合してみると、例えば、オリフィス板２
の最大目盛をオリフィス板１の４０％相当とした時の計
測値として信用できる読取り範囲の最少値は１００％Ｘ
０．４Ｘ０．２＝８％となる。

同様にして、例えば、オリフィス板２の最大目盛をオリ
フィス板１の通常切捨て限界値としている２０％とすれ
ば、信用できる読取値の限界は、１００％Ｘ０．２Ｘ０
．２＝４％となる。

このように、流量指示計はオリフィス板２の最大目盛の
取り方により、全流量範囲の最低４％相当まで信用でき
る数値として扱うことができることになり、二重目盛の
指示計の一例は第４図に示したようになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絞り機構を用いた測定方法でも最少流
量を定格最大流量の４％相当値まで測定できるので、使
用流量が大巾に変動しても正しい測定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の計装フローチャート、第２
図は自動調節弁の動作特性図、第３図は流量−差圧特性
曲線図、第４図は流量指示計の目盛図である。 １．２・・・オリフィス板、３，４・・・差圧伝送路、
５゜６・・・自動調節弁、７・・・圧力伝送路、８・・
・圧力調節茅　１　固 一、Ｊ７ β 第２　目 　　ＣＶ 茅３　口 （久） □αＳ ＄４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、定格最大流量を測定できる第一の絞り機構と定格最
   大流量の半分以下を測定できる第二の絞り機構とを設け
   、前記第一の絞り機構と前記第二の絞り機構に対応させ
   て自動調節弁を配置し、前記第一の絞り機構を流体が通
   過してから前記第二の絞り機構を通過するように分岐配
   管を行ない、前記自動調節弁をスプリットに制御し、前
   記第一の絞り機構および前記第二の絞り機構に取付けら
   れた流量測定器からの測定信号を切換えて使用すること
   を特徴とする流量計測装置。