JPS6146420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液滴を計数することにより液体の流
量を測定する流量計の改良に関するものである。

各種分析装置等において液体の流量を測定する
ために、液滴を計数して流量を測定する流量計
（ドロツプカウンター）が用いられている。従来
のこの種装置は第１図ａに示すように、流出ノズ
ル（以下「ノズル」とする）１の先端より成長し
て重力により自然落下する液滴２′を透過光また
は散乱光を用いて測定し、液滴通過によるパルス
信号（第１図ｂを得、このパルス信号を積分して
流量を表示していた。なお第１図ａ中、３は光
線、４は光検出器、５は増巾器である。

ところが、この重力による液滴の自然落下を利
用する従来の方式では、自然落下時の液滴２′の
形状、大きさが、ノズルの形状や口径のほか、液
温や周囲温度、また、液体クロマト装置等におい
ては溶媒等のちがいによる液体組成の変化による
液体の粘性、表面張力、比重などの変動により
様々に変化するために、一滴々々の容量が変動
し、安定した流量モニターにはなりにくい欠点が
あつた。また落下経路が測定光軸から外れてカウ
ントされないこともある。そのためノズル近傍全
体を温度コントロールする等の対策が立てられて
いるが、それでもなお、例えば液体クロマト装置
の排出部に液漏れ検知装置として用いるなど、複
数種の特性の異なる液体（この場合溶離液）を交
互に測定する場合、正確な測定は不可能であつ
た。

そこで本考案者は、液滴の成長に伴う自然落下
方式の代りに、一定の大きさに成長した時点で液
滴を強制的に落下消失させる方式を採り、再現性
のよい流量計を開発したものである。そして本考
案は、ノズルに対向して液滴を消失流動せしめる
流出用ガイドを配設し且つノズルとガイド間にお
いて成長消失する液滴を波形信号としてとらえ流
量を算出することを最大の特徴とする。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第２図は本考案に係る流量計の１例を示すもの
でノズル先端を下向きにして垂直に設けたノズル
１に対向して、液滴２を消失流動せしめるための
流出用ガイド６を配設し、且つ両者１・６の間隔
（Ｌ）は、液滴２が成長して自然落下に至る大き
さとなる前の球状の段階でガイド先端６ａに触れ
て破壊されるように調整する。これは、温度や液
体組成変化による液体の粘性、表面張力の変動等
により、自然落下する時の液滴の大きさは変化し
ても、そこまでに至るある時点までは温度等に影
響されず液滴が球状をしているので、上記間隔
（Ｌ）をこの範囲内のものとすると一定の大きさ
に成長した時点で液滴２は破壊され、安定した流
量の測定を行なうことができるものである。更に
１滴の容量を従来のものに比べて小さくすること
ができるから、流量算出時の最小分解能が向上
し、以下に述べる測定に際して測定時間を短かく
し得る利点がある。

次に本考案のもう一つの特徴は、この流出用ガ
イド６を利用して、液滴２の検出即ち液滴の成長
消失検知を、液絡を利用した電気的な導通によつ
て行なえることである。

その１例は、ノズル１および流出用ガイド６を
電極とし、両者１・６を第２図ａ〜ｃの如く検出
器７に連結し、液滴の成長消失に伴う液絡の有無
を、ON−OFF信号としてとらえたものである。
即ち、液滴が徐々に成長しているがいまだその先
端が流出用ガイド先端６ａに触れない間（第２図
ａ）および液滴２がガイド６に触れて破壊されガ
イド６に沿つて流れて消失した段階（第２図ｃ）
においては、両者１・６は電気的に接続されてい
ないが、液滴２が丁度ある一定の大きさになつて
その先端が流出用ガイド６ａに触れている瞬間
（第２図ｂの状態）には、両者１・６は液絡によ
り電気的に導通し、その結果第２図ｄの如きパル
ス信号が得られる。この液滴の成長速度は流量に
依存するので、単位時間当りのパルス数を計数
し、液滴２の１滴の容量を掛ければ、流量が求ま
る。単位時間当りのパルス数を求めるには、パル
ス間隔（時間）を測定する、一定個数（例えば３
個、５個、10個等）のパルスを計数するまでの時
間を測定し個数で割つて平均的なパルス間隔を求
める、単位時間ないし一定時間内に計数されるパ
ルス数を計数し該個数を時間で割り算する、一定
時間内のパルスを積分し１個当りの平均的なパル
ス面積と時間で割り算する等の方法がある。

導通を良好にする為、電解物質を混入しておく
とよい。

次に第３図ａは、検出部にクロツク機構を組み
込んだ他の実施例を示す。この場合、ノズル１と
流出用ガイド６間に成長消失する液滴はスイツチ
として用いられ、液滴２が両者１・６間を液絡し
ている間をスイツチON、それ以外をスイツチ
OFFとし、検出部７に組み込まれたクロツク８
をコントロールする。カウンタ９は液滴スイツチ
がOFFまたはONになつている間のクロツクパル
ス数を計数して時間を測定する。もつとも、カウ
ンタ９に入力される波形信号は、第３図ｂに示す
ように、ONの時間即ち液滴２の先端がガイド先
端６ａに接してから液滴基部がノズル１から離れ
るまでの時間（第２図でいえばｂからｃの状態に
いたるまでの時間）は多少ばらつくことがある
が、OFFの時間即ち液滴スイツチがOFFになつ
た時点から再びONになるまで（１個の容量既知
の液滴が形成されるまで第２図でいえばｃからｂ
の状態に至るまで）の時間はほぼ一定しており、
このOFFとなつている時間を測ることにより正
確な流量を求めることができる。また、数個の
OFFないしON時間を測定して平均すれば精度は
更に向上する。そして、１個の落下消失直前の液
滴２の容量は一定であるので、この容量とONま
たはOFF時間とから流量が算出され、その結果
は表示器１０に表示される。なお符号１１はコン
パレーター、１２はゲートである。

また本例では、流出用ガイド６として、ノズル
１の口径よりもかなり大きい丸棒を用いている
が、この流出用ガイド６としては、更に第４図ａ
の如く傾斜板や、山形（同図ｂ）、鞍形（同図
ｃ）のものなど各種形状のものが用いられる。こ
の流出用ガイド６は、液滴２の先端が触れるとコ
ンスタントある短かい時間内に液滴を消失させる
ものが好ましい。

以上は、液滴２の検出を液絡を利用した電気的
な導通によつて行なう場合を説明したが、本考案
においては、さらに光学的手段による検出を行な
うこともできる。この場合においても、光源３お
よび光検出器４は第５図ａに示すように、ノズル
１と流出用ガイド６間に成長消失する液滴を検出
するように配設されている。この場合の出力は、
第５図ｂに示すように液滴が徐々に成長する緩か
な上昇カーブと消失時の急激な下降カーブとが連
続して一種のピークを示し、このピーク間隔等を
前記第２図ｄの信号同様に処理して流量を求め
る。なお第５図ｂの曲線は、散乱光、透過光のち
がいその他の条件によつては緩かな下降カーブと
急激な上昇カーブを描かくこともある。

本考案は上述した如く、液体の流量を測定する
流量計（ドロツプカウンター）において、ノズル
先端に対向して流出用ガイドを配設することによ
り落下する液滴の容量を一定とし、且つ従来のも
のに比べて小さくしうるので、安定した且つ分解
能の優れた流量の測定が可能になる。更にノズル
と流出用ガイドを電極にして液滴の検出を液絡を
利用した電気的な導通によつてなしえるので、極
めて正確で信頼性のある測定値を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の液滴計数式流量計の１例を示
す概略図で第１図ｂはその出力信号グラフであ
る。第２図ａ〜ｃは本考案に係る液滴計数式流量
計の測定原理を示す概略図で第２図ｄはその出力
信号グラフ、第３図および第５図は夫々異なる他
の実施例でａは装置の概略図ｂはその出力信号グ
ラフ、第４図ａ，ｂ，ｃは夫々流出用ガイドの変
形例を示す側面図である。 １……ノズル、２……液滴、６……流出用ガイ
ド、７……検出部、８……クロツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ノズルに対向して、該ノズルから流出成長す
   る液滴が一定の大きさに成長した時点で該液滴
   を強制的に流動消失せしめるための流出用ガイ
   ドを配設するとともに、上記ノズルと流出用ガ
   イド間における液滴の成長消失を観察して波形
   信号を発する手段と、該波形信号から流量を算
   出する手段を設けたことを特徴とする液滴計数
   式流量計。 ２ ノズルと流出用ガイド間における液滴の成長
   消失検知を液絡を利用した電気的導通によつて
   行なうべく、ノズルおよび流出用ガイドを電極
   とし、両者を検出部に連結してなる実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の液滴計数式流量計。 ３ 液滴の成長消失に伴う液絡の有無をパルス信
   号としてとらえ、単位時間当りのパルス数を計
   数して流量を算出するものである実用新案登録
   請求の範囲第２項記載の液滴計数式流量計。 ４ 検出部にクロツク機構を組み込むとともに成
   長消失する液滴をスイツチとして用い、液滴ス
   イツチがONまたはOFFになつている間のクロ
   ツクパルス数を計数して流量を算出するのであ
   る実用新案登録請求の範囲第２項記載の液滴計
   数式流量計。 ５ ノズルと流出用ガイド間における液滴の成長
   消失検知を光学的手段で行なうものである実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の液滴計数式流
   量計。