JPS6239364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体の流量を計測する石けん膜流量
計に関するもので、とくに、低流量の計測に適す
るものである。

従来、オリフイスなどを用いた比較的流量の大
なる計測は差圧変換器等を用いて自動計測が実現
されており、また低流量域の計測には、石けん膜
流量計が用いられている。しかし、従来の石けん
膜流量計には、バイパス用シリンダが設けられて
いなく、計測用シリンダが１つであるため、計測
時と非計測時とで気体の圧力条件などが異なつて
しまう場合があり、このような場合は、気体の真
の流量をそのまま正確に計測することができない
ことになる。

本発明は、低流量の気体についても、自動計測
が可能であり、かつ、計測時と非計測時とで、気
体の圧力条件などが異ならないようにして、気体
の真の流量をそのまま正確に計測することができ
る石けん膜流量計を提供することを目的とするも
のである。

このため、本発明の構成は、計測すべき気体を
導入するガス入口およびこれを排出するガス出口
を有する縦型の計測用シリンダと、この計測用シ
リンダに並列状に設けられたバイパス用シリンダ
と、前記計測用シリンダの下位に設けられて石け
ん水の液位を上下させて該計測用シリンダの下部
に設けられた前記ガス入口に石けん水の液膜を作
る装置と、前記計測用シリンダの第１定点に設け
られた第１発光素子および第１受光素子からなる
第１光電センサと、該計測用シリンダの第２定点
に設けられた第２発光素子および第２受光素子か
らなる第２光電センサと、これら第１光電センサ
および第２光電センサからの信号を受けて該第１
光電センサと第２光電センサの間の前記液膜の通
過時間を計測するカウンタとからなることを特徴
としている。

以下、本発明の実施態様について、図面を参照
しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、同
図において、１はガラス製などによる内径一定の
縦型の計測用シリンダ、２はその下端部のガス入
口、３はその上端部のガス出口である。そして、
前記シリンダ１の第１定点には第１発光素子４お
よび第１受光素子５による第１光電センサが設け
られ、第２定点には第２発光素子７および第２受
光素子８による第２光電センサが設けられてお
り、後述する石けん水の液膜２５が第１光ビーム
６と第２光ビーム９をさえぎる際に第１受光素子
５と第２受光素子８とから信号を受けて第１光電
センサと第２光電センサの間の液膜２５の通過時
間を計測するカウンタ１０が設けられている。ま
た１１はガラス製などによるバイパス用シリン
ダ、１２は石けん水チヤンバ、１３は加圧チヤン
バ、１４はゴム製などによる石けん水収容袋、１
５は計測すべき気体の流入管、１６はバイパス用
第１電磁弁、１７はバイパス用第２電磁弁、１８
は加圧ガス流入用弁、１９は加圧ガス流出用弁、
２０は液位を下げるときに開放する弁、２１は石
けん水の液面である。

第１図に示すように構成された石けん膜流量計
においては、第１手順として計測用シリンダ１の
下部のガス入口２に石けん水の液膜を作り、第２
手順としてその液膜を計測用シリンダ内で上昇さ
せ、第３手順としてカウンタ１０により時間を計
測することによつて流量の計測を行なうのであ
る。

すなわち、第１手順として、まず、バイパス用
第１電磁弁１６およびバイパス用第２電磁弁１７
を操作し、矢印２２で示す計測すべき気体が流入
管１５からバイパス用シリンダ１１のほうを流れ
るようにする。つぎに、加圧ガス流入用弁１８と
流出用弁１９を操作し、袋１４を押しつぶして石
けん水の液面２１を上昇させ、計測用シリンダ１
の下部のガス入口２が石けん水に浸るようにす
る。こののち、前記弁１８と１９を操作し、同時
に弁２０を開にして石けん水の液面２１を計測用
シリンダ１のガス入口２より下げる。これによ
り、石けん水の液膜が計測用シリンダ１のガス入
口２のところに作られる。つぎに、第２手順とし
て、前記電磁弁１６と１７を操作し、同時に弁２
０を閉にして計測すべき気体が流入管１５から矢
印２３で示すように石けん水チヤンバ１２の内上
部に流入してガス入口２から計測用シリンダ１内
を流れるようにする。これにより、石けん水の液
膜２５は上昇する。さらに、第３手順として、計
測用シリンダ１の第１定点に第１光ビーム６があ
り、第２定点に第２光ビーム９があるので、液膜
２５が第１光ビーム６を横切ると第１受光素子５
が電気信号を発してカウンタ１０を始動させ、液
膜２５が第２光ビーム９を横切ると第２受光素子
８が電気信号を発してカウンタ１０は停止する。
このようにして２つの光ビーム６と９を通過する
時間を計算し、表示または外部出力を出す。この
表示または外部出力は次回の計測終了時（液膜が
上部の光ビーム９を切る時）まで持続させる。そ
して外部出力はデータロガーなどで記録する。こ
こで、流量については、上記通過時間と２つの光
ビーム６と９の間の計測用シリンダ１の内容積か
ら計算する。

なおバイパス用シリンダ１１は計測用シリンダ
と同種同径のものを用い、流れをバイパスさせる
ときに測定系各部の圧力が計測時と異ならないよ
うにする。また第１図では加圧チヤンバ１３内に
袋１４を入れ、この袋１４に石けん水を収容した
ものを示したが、第２図のように、加圧チヤンバ
１３に石けん水を直接容れ、連通管２６により石
けん水チヤンバ１２の底部と加圧チヤンバ１３を
連通してもよく、あるいは第３図のように、連通
管２６により石けん水チヤンバ１２の底部上面と
加圧チヤンバ１３の底部を連通せしめてもよい。
また第４図のように、石けん水チヤンバ１２の下
部にピストン２７を設け、このピストン２７をア
クチユエータ２８によつて上下動させることによ
り石けん水の液面２１を昇降させるようにしても
よい。

上述のように、本発明は、計測用シリンダの一
部に石けん水の液膜を作る装置と、該シリンダの
２つの定点に各別に設けられた光電センサと、こ
れらセンサ間の前記液膜の通過時間を計測するカ
ウンタとからなるので、低流量の気体の流量を自
動的に測定することができ、かつ、低流量の気体
の流動を伴なう非定常的な現象をも容易に把握す
ることができ、しかも、２つの定点間の石けん水
の液膜の通過時間を光電センサとカウンタによつ
て測定するので、測定精度が向上する。とくに、
本発明は、計測用シリンダを縦型にし、石けん水
の液位を上下させて該計測用シリンダの下部のガ
ス入口に石けん水の液膜を作るようにするととも
に該計測用シリンダに並列状にバイパス用シリン
ダを設けたので、液膜の作成制御については石け
ん水の液位を制御すればよく、その制御が容易で
あり、かつ、バイパス用シリンダを利用して気体
の流れをバイパスさせることができ、計測時と非
計測時とで、気体の圧力条件などを異ならないよ
うにすることができ、したがつて、気体の真の流
量をそのまま正確に計測することができるなど、
その奏する効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
第１図の石けん水収容袋の部分の変型図、第３図
は同じくもう１つの変型図、第４図は同じくさら
にもう１つの変型図である。 １…計測用シリンダ、２…ガス入口、３…ガス
出口、４…第１発光素子、５…第１受光素子、６
…第１光ビーム、７…第２発光素子、８…第２受
光素子、９…第２光ビーム、１０…カウンタ、１
１…バイパス用シリンダ、１２…石けん水チヤン
バ、１３…加圧チヤンバ、１４…石けん水収容
袋、１５…気体流入管、１６，１７，１８，１
９，２０…弁、２１…液面、２２，２３，２４…
矢印、２５…液膜、２６…連通管、２７…ピスト
ン、２８…アクチユエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 計測すべき気体を導入するガス入口およびこ
   れを排出するガス出口を有する縦型の計測用シリ
   ンダと、この計測用シリンダに並列状に設けられ
   たバイパス用シリンダと、前記計測用シリンダの
   下位に設けられて石けん水の液位を上下させて該
   計測用シリンダの下部に設けられた前記ガス入口
   に石けん水の液膜を作る装置と、前記計測用シリ
   ンダの第１定点に設けられた第１発光素子および
   第１受光素子からなる第１光電センサと、該計測
   用シリンダの第２定点に設けられた第２発光素子
   および第２受光素子からなる第２光電センサと、
   これら第１光電センサおよび第２光電センサから
   の信号を受けて該第１光電センサと第２光電セン
   サの間の前記液膜の通過時間を計測するカウンタ
   とからなる、石けん膜流量計。