JPS6157815A

JPS6157815A - 微小流量計測装置

Info

Publication number: JPS6157815A
Application number: JP17841284A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nozaki; 野崎　一男; Hiroya Tsuchiya; 土屋　博也; Hiroshi Yamamoto; 宏山本
Original assignee: Oval Engineering Co Ltd
Current assignee: Oval Engineering Co Ltd
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1986-03-24

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】（産業上の利用分野）この発明は、液滴の定損性に着１”ｌ　ｌ〜で、これを
利用すると共に被計測流体の種類の如何を問わず微少な
流量を精度良く計測し、さらに種々の形態を構成できる
ようにした新規な微小流Ｍ計測装置に関する。

（従来技術）本出願人は、昭和５４年１月通産省計量研究所発行の計
用研究所報告Ｖｏ　ｌ　、　２８．　Ｎｎｌに発表され
た研究論文の技術、すなわち細管で形成される滴下管の
先端から滴下する水滴の体積に関する研究内容を、独自
の研究開発によって発展させて、きわめて実用性の優れ
たこの種微小流量計測装置を特願昭５８−４５６０３号
、特願昭５８−１４９０３９号などの幾多の発明により
提案している。そ１２て、これ等、本出願人が提案した
幾多の発明は、それぞれ個々の特性を有し、優れた微小
流量計測装置として用いることができるが、被計測流体
の種類の如何を問わない汎用性および液滴検知手段なら
ひに計測構成などの各部について特定化され、−膜性の
適用に少なからず問題が見出された。

（発明の（既要）この発明は斜上の点に着目して成されたもので、液滴の
計測手段は勿論のこと、被計測流体の種類の如何を問わ
ず、しかも液滴の検知手段および計測構成が何等特定さ
れず、基本的には、すべての微小滝川計測が可能な新規
な微小流量計測装置を提供するものである。

この発明は、基本的には、特願昭５８−１４９０３９号
の発明に示される技術即ち、液滴が広い流量範囲に亘っ
てたえず一定の微小定流量を再現できる滴下手段を用い
、この滴下手段を、電気、光、温度、圧力など適宜の検
知手段と組合わせると共に、被計測流体の種類に応じて
容器構造を開放型、完全密閉型、又は一部を開放した非
密閉型などとなし、しかも、完全密閉型又は非密閉型と
する場合は容器構造を上蓋部、下蓋部および筒状部とし
、これら各部をガラス、合成樹脂、あるいは金属の一ま
たは二以上を組合わせて形成し、さらに筒状部は、一部
または全域を透視可能とすることにより容器内の状態は
勿論のこと、液滴の生成と検知の各状態を看取できるよ
うにした多目的用途の可能な微小流量計測装置を提供す
るにある。

また、この発明は、容器構造が完全密閉型とする場合に
は、連続流または不連続として取り出すための導出手段
を備えると共に、この導出手段を容器の垂面方向に苅ｌ
−て下方、側方あるいは斜め上方など好みの方向に配設
して、導出の変化に対応できるように１７た微小流１１
８１測装置を提供するにある。

なお、この発明は、上述の滴下手段に加え液滴の落下を
ガイドするための案内杆を必要に応じて検知手段と兼用
してまたは検知手段とは別個に配設して計測された液滴
を外部に円滑に導出できるようにした微小流ｌ計測装置
を提供するにある。

（実施例）以下に、この発明に係る実施例を各図について説明する
。

各図において、１け被計測液体源と連通して液滴が広範
囲な滴下間隔時間に亘って一定の微小定流量を再現でき
る滴下手段であって、各図では滴下管１ａとして示され
る。２は前記滴下手段１の下端で生成される液滴Ｐの滴
下状態を検知する検知手段を示し、第１図、第２図、第
４図および第５図では光センサによって検知する光検知
機構２ａが示され、第３図は、前記光検知機構２ａと二
本の導線３，４で構成され、互いの導線３，４の非導通
間隙５に液滴Ｐが落下；〜てこの液滴を介して電気的に
両導線３．４を導通できるようにした電気検知機構２ｂ
とを組み合わせた検知手段２が示されている。なお、前
記光検知機構２ａは、互いに間隙を置いて液滴Ｐの落下
通路を挾んで二個の発光素子６、受光素子７を配設して
構成され、液滴Ｐによって発光素子６よりの光の量が受
光素子７に対して減少または遮断されることを光学的な
変化として検出することに上り液滴Ｐの滴下を検知でき
るが、この光検知機構２ａは必ずしも上述の構成に眼定
されるものではない。

また、第６図に示す検知手段２は、サーミスタのような
温度変化を敏感に検知できる温度検知機構２０を示し、
液滴Ｐの落下する軌道上に感温センサ８を臨ませとのセ
ンサ８に接触して落下する液＠ｐの温度を計測して液滴
Ｐの滴下を検知できるものである。つぎに、第７図は、
液滴Ｐの落下線の真下に配設されて液滴Ｐの落下圧を検
知して液滴の数を計数できる圧電素子９のような圧電検
知機構２ｄを用いた検知手段２を示す。

ところで、−上述の検知手段２け、必ず１〜もその構成
は特定されることなく、しかも単独ではなく、第３図に
示すように二以上の霞なる検知機構を組合わせて用いる
ことができると共に他の例示ｌ−ない好みの検知素子を
用いても同様に実施できる。

１０は液滴Ｐの落下を下方に確実に案内する案内手段を
示１２．第１図においてれ１、滴下管１の中心軸上に配
設される先端を尖鋭状部１１とした案内杆１０ａを示し
ている。また、第２図は、第３図に示す電気検知機構２
ｂと同一の構成を備えた二本の案内杆１２．１３が滴下
管１ａを挾んで平行に配設され、液滴Ｐが滴下する落下
線上に液滴Ｐで閉塞される小間隙１４を形成できるよう
に斜め方向に曲折させて一方の案内杆１２を短尺とし、
他方の案内杆１３を長尺として前記小間隙１４部に落下
した液滴Ｐを下方に案内できる案内部１５を設けた複合
案内杆機構１０ｂとして案内手段１０を形成している。

なお、第３図の電気検知機構２ｂは、一方の導線４の下
部に形成される案内部４ａが液滴の案内作用を呈するの
で、案内手段１０が兼用されているものと認められる。

１６は、前記滴下手段１．前記検知手段２を設けた容器
を示ｌ−１全体が筒状構造を備え、しかも、完全に密閉
される完全密閉型容器１６ａと下部が開放された非密閉
型容器１６ｂとの少くとも二種類の具体的構成を備える
。

ところで、いずれの容器１６ａ、１６ｂも。

同一材料で一体または別体を組合わせて形成できるが、
第１図、第４図、第６図および第７図の構成に示すよう
に上蓋部１７．下蓋部１８および両部１７，１８間に介
装されて密閉空間１９を形成できる筒状部２ｏの三部材
でそれぞれ個別に形成したものを組成して完全密閉型容
器１６ａを得ることができるが、非密閉型容器１６ｂも
、前記部材の内、下蓋部１８を除外することによって非
密閉空間１９ａを形成しながら簡単に得ることができる
。

そして、上述の容器１６ａ　、　１６ｂは、全体の各部
材すなわち、上蓋部１７．下蓋部１８および筒状部２ｏ
の全部または一部を、金属、合成樹脂、ガラスなどの好
みの材料で形成できると共に、ことに筒状部２ｏには、
第８図のように一部に透視部２１を設けて、密閉空間１
９または非密閉空間１９ａ内の状態、とくに液滴Ｐの形
成状態、検知手段２の検知状態などを看取できるように
構成することができる。なお、筒状部２０の全体を透明
部と１−て形成することも同様に実施できる。

２２け計測後の液滴Ｐを外部に取り出すための導出手段
を示し、第５図に示す構成のものを除いて好みの構成を
形成できる。

すなわち、第１図、第２図、第３図、第４図および第７
図に示す実施例は、本出願人が先に出願した特願昭５８
−１４９０３９号に示された凹陥部２３と、との凹陥部
２３の底部に垂下して穿った孔内に挿着した細管２４と
この細管２４の外周に間隙を置いて配設される接続管部
２５とによって構成される連続流の下方導出機構２２ａ
を備える。

この下方導出機構２２ａは、その細管２４が、滴下管１
ａの流通面積に対して最低流量においても連続の条件を
満たすように選択されておシ。

したがって流量が変更するときは、細管径の異なった他
の細管と、あるいは長さの異なる他の□　　　　　細管
と取り替えて同様に実施できる。

第６図に示す導出手段２２は、下蓋部１８に設けた凹陥
部２３にＬ字状の孔２６を穿ち下蓋部１Ｂの側方に孔２
６の開口部を開口させ、所望の細管２７を挿通固定して
液体を側方から取り出せるようにした側方導出機構２２
ｂの一例を示すもので、細管２７の径の大きさによって
液滴を連続流としてまた不連続流として取り出すことが
できる。

なお、導出手段２２は、第８図に示すように導出管２８
を好みの構成の下向導出機構と接続し、かつこの導出管
２Ｂを斜め上方に屈曲させて液滴を連続流として取出す
斜上方導出機構２２ｃとして得ることもできる。

以上、導出手段２２について幾つかの実施例を記述した
が、これらの実施例に限定されるものですく、好みの構
造の下に、自由に実施できる。

ところで、前述した滴下手段１の滴下管１ａは、本出願
人が開発した特願昭５８−１４９０３９号の発明に記載
されているように、１）１１部が、内側より外側に向っ
て斜状、弧状に開１］シたラッパ状拡開部２９を備え、
滴下管１ａ上方から流入した液が開口部の外周に作用す
る表面張力と液滴重置の釣合が崩れたとき開口部より離
脱降下する。ηお、液は、滴下管１ａの内周を流下した
場合、外周開口部に向って拡大するようなラッパ状拡開
部２９が形成しであるので、流出流速が減少して安定し
て外周開口部に達し、常に一定した表面張力が作用する
。そのため滴下する液は、広い流量範囲で一定の微小定
流量とすることができる。したがって、滴下管１ａの開
口部より滴下する液すなわち液＃Ｐは、広範囲な滴下間
隔時間に亘って、たえず一定の微小定流量を再現できる
ものである。

なお、液滴Ｐを検知する検知手段２によって液滴の数は
計数され、その計測数を、液滴Ｐの微小定流量と乗算す
ることによってきわめて簡単に流量を演算することがで
きる。

図面において、符号３０は導線３．４の絶縁部材、３１
は容器１６を構成する上で必要細部に介装させた密閉用
のパツキンを示す。

斜上の構成において、滴下手段１によって落下する液滴
Ｐは、可成り広範囲な流喰変化に拘らず、たえず一定の
微小流量を以って得られるので、被計測流体の流速に関
係なく滝川計測でき、しかも被計測流体の種類に係らず
、容器１６がその構成を自由に変化できるので計測可能
となると共に、更に検知手段２も、電気、光。

温度、圧力など、被計測流体の種類に応じて。

その具体的手段を用いることができ、しかも容器１６も
合成樹脂、金属、ガラスなど好みの材料を用いて完全密
閉型また一部開放の非密閉型の構成を選択して最も適応
した計測装置を得るものである。

（発明の効果）この発明によれば、滴下手段は、可成り広範囲な適用流
量範囲の下に、一定の微小定流量の液滴を得られる構成
を備えているので、流量の変化の都度、滴下手段を調節
したり或いは他の滴下手段を交換して用いる不都合を回
避できると共に、検知手段も、被計測液体の種類に応じ
て好みの具体的な検知手段を用いて正確な検知を可能と
ｌ〜、１〜かも被計測液体の種類によって容器を完全密
閉型としたり或いは一部を開放した非密閉型と【〜て形
成できるものである。

また、この発明は、容器の内部状態を透視部によって外
部から看取できると共に容器の材質、構成も亦被計側液
体の種類によって自由に変化。

選択できるものである。

さらに滴下液の導出も、不連続または連続流として容器
の下方より下方、側方或いは斜め上方など好みの方向に
取り出すことができ、各種用途、例えば飼育液内に収容
された動物への薬剤、飲料水などの摂取量を計測するた
めの用途などに用いることができる。

さらに、この発明によれば液滴を必要に応じて落下を円
滑に行わせるために好みの構成の案内手段を設けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明に係る微小流量計測装置
の七実施例を示す概略縦断面図、第８図は、他の実施例
を示す側面図である。１・・・・・・・・・滴下手段１ａ・・・・・・滴下管２・・・・・・・・・検知手段２ａ・・・・・・光検知機構２ｂ・・・・・・電気検知機構２ｃ・・・・・温度検知機構２ｄ・・・・・・圧電検知機構１０・・・・・・案内手段１０ａ・・案内杆１０ｂ・・・複合案内杆機構１６・・・・・容器１６ａ・・・完全密閉型容器１６ｂ・・非密閉型容器２１・・・・・・透視部２２・・・・・導出手段２２ａ・・・下方導出機構２２ｂ・・・側方導出機構２２ｃ・・・−上方導出機構

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ほぼ一定の水頭をもつて配設された被計測液体源
と連通する導入口より連続して流入する液体を液滴とし
て滴下し、該液滴が広範囲な滴下時間間隔に亘つて一定
の液滴量として滴下できる滴下手段と、滴下液体を検知
する検知手段とを配設する容器とよりなり、流量を上記
液滴の検知積算量として測定することを特徴とする微小
流量計測装置。
（２）容器は、下方に導出口をもつた導出機構を備え、
かつ導入口および導出口を除いて密閉構造とし、導出口
の流体流出断面積を液滴滴下量に対して連続流となる如
く選定してなる特許請求の範囲第１項記載の微小流量計
測装置。
（３）ほぼ一定の水頭をもつて配設された被計測液体源
と連通する導入口より連続して流入する液体を液滴とし
て滴下し、該液滴が広範囲な滴下時間間隔に亘って一定
の液滴量として滴下できる滴下手段と、滴下液体を検知
する検知手段と、液滴が流下する案内手段とを導入口お
よび導出口を除いて密閉された密閉型の容器内に配設し
て成り、流量を上記液滴の検知積算量として測定するこ
とを特徴とする微小流量計測装置。
（４）密閉された密閉型の容器には垂直方向または垂直
方向に対して斜め上方に傾いた導出手段を形成して成る
特許請求の範囲第３項記載の微小流量計測装置。
（５）滴下手段は、垂下する滴下管の開口部の形状を管
外周から内周に向つてラツパ状拡開部として成ることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第３項いずれか
記載の微小流量計測装置。
（６）検知手段は、光検知手段を用いて成る特許請求の
範囲第１項または第３項いずれか記載の微小流量計測装
置。
（７）検知手段は、圧電検知手段を用いて成る特許請求
の範囲第１項または第３項いずれか記載の微小流量計測
装置。
（８）検知手段は、感温検知手段を用いて成る特許請求
の範囲第１項または第３項いずれか記載の微小流量計測
装置。
（９）検知手段は、電気検知手段を用いて成る特許請求
の範囲第１項または第３項いずれか記載の微小流量計測
装置。
（１０）検知手段は、光検知手段、圧電検知手段、感温
検知手段、電気検知手段の二以上を組込んで用いて成る
特許請求の範囲第１項または第３項いずれか記載の微小
流量計測装置。
（１１）容器は、上蓋部、下蓋部および筒状部より形成
し、かつ不透明な合成樹脂で形成して成ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第４項いずれか記載の
微小流量計測装置。
（１２）筒状部の全部または一部を透視部として成る特
許請求の範囲第１１項記載の微小流量計測装置。