JPS6255162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は産業用装置に関し、特に計測装置に関
する。

本発明は液中のガスを測定する化学産業およ
び、流出液および自然水を処理する食料産業に特
に有利に使用することができるものである。

液中のガス、例えば水中の塩素を自動的に測定
する装置は公知であり、この公知装置はガスと水
とを混合させるエゼクタ、ガス流量制御装置、ガ
ス供給ラインにとりつけたロータメータをそなえ
ている（米国特許第2957494参照）。

しかし、この装置は水流量が変化した場合に水
中の塩素ガス量を希望の値に維持することができ
ないので、水中の塩素濃度は大きくなつたり小さ
くなつたり変化することになる。

他の公知計測装置（ソ聯発明者証第292540号）
は、水とガスを混合させるエゼクタと、作動機構
を有するガス流量制御装置と、このガス流量制御
装置に接続されエゼクタと空気力学的に関連した
真空式ダイアフラム弁とをそなえている。

この従来の計測装置も差誘導ピツクアツプを有
するロータメータをそなえ、ロータメータはガス
流量制御装置と、ガス供給ラインにとりつけたガ
ス圧力制御装置とに接続されている。この装置
は、変換器に接続された差誘導ピツクアツプ装置
をそなえた差圧計に関連し、且つ主管に配設され
た制限手段を有する液体流量計を含む制御回路を
更にそなえている。

この装置も、ガス流量制御装置の作動器と電気
的に関連したガス対液体比設定器をそなえてい
る。

しかし、この従来装置は、液体のガス吸収率お
よび液体流量が急速に変る場合に必要とする計測
精度が得られないという欠点がある。

従つて、本発明の目的は、制御系の応答性を改
善して液体中のガスの計測精度を向上させること
である。

この目的は本発明により次のような計測装置を
提供することによつて達成される。即ち、本計測
装置は、主管を通して供給される液体中のガスの
含有量を決定し制御する計測装置であつて、主管
と水力学的に関連した、液体とガスを混合するエ
ゼクタと、第１の作動機構と、前記第１の作動機
構に結合されたガス流量制御装置と、前記ガス流
量制御装置に結合され前記エゼクタと気体的に関
連した真空ダイヤフラム弁と、前記ガスを供給す
るためのラインと、前記ガス供給ラインに設けら
れたガス圧力制御装置と、第１の差誘導ピツクア
ツプと、前記第１の差誘導ピツクアツプに結合さ
れて前記ガスの流量を測定し、また前記ガス流量
制御装置および前記ガス圧力制御装置に結合され
たロータメータと、前記主管に配設された制限手
段と、第２の差誘導ピツクアツプと、第１の変換
器と、前記制限手段に水力学的に関連し、前記第
２の差誘導ピツクアツプに結合された差圧ゲージ
とを備え、前記制限手段、前記差圧ゲージ、前記
第２の差誘導ピツクアツプおよび前記第１の変換
器が液体流量計を構成する計測装置において、前
記液体中の前記ガスの定常的濃度を測定するため
に前記エゼクタから十分距離をおいて前記主管に
配置された濃度計と、ガス対液体比設定器と、前
記ガス対液体比設定器に結合された第２の作動機
構と、前記液体中の前記ガスの濃度を設定するた
めの装置に結合され、前記濃度計に結合され、前
記ガス対液体比設定器に前記第２の作動機構を介
して結合された電子式ガス対液体比修正制御装置
と、液体流量計と、前記第１の変換器および前記
液体流量計に結合された第１の信号分配器と、第
２の信号分配器と、前記第１の差誘導ピツクアツ
プおよび前記第２の信号分配器に結合された第２
の変換器と、前記ガス対液体比設定器および前記
第１の作動機構の間に接続され、前記第１および
第２の信号分配器に結合された電子式ガス対液体
比制御装置と、前記エゼクタおよび前記真空ダイ
ヤフラム弁の間に接続されたパイロツト作動式逆
止弁とを備えたものとして構成される。

本発明による計測装置を用いれば液体中のガス
の測定精度を実質的に向上させることができ、ま
た操作員が常についている必要が無いので、労力
の節約になる。

本発明による計測装置を水処理プラントを用い
た場合、その高精度、高信頼性により、塩素ガス
の量は最良値に常に保たれるので、塩素ガスの量
を実質的に節約できる。

また、本発明による計測装置は動作上の信頼性
が高く、何等維持管理なしで１年以上に動作する
ものである。

本装置は完全に気密であるので、自動制御測定
室が汚洗されることがない。

本装置を用いることによつて液体例えば飲料水
の質を実質的に改良することができる。

以下添付図面を参照して本発明を説明する。計
測装置は本管の水力学的に関連したエゼクタ１で
あつてガスと液体を混合させるもの即ち塩素ガス
を水と混合させるものと、作動機構３をそなえた
ガス流量制御装置２と、この装置２と結合した真
空式ダイヤフラム弁４と、エゼクタ１および真空
ダイヤフラム弁４とに結合したパイロツト作動式
逆止弁５とをそなえている。

計測装置は差誘導ピツクアツプ７を有するロー
タメータ６をそなえ、これはガス流量制御装置２
とガス圧制御装置８とに結合されている。ガス圧
制御装置８はフイルタ９と入口弁１０を介してガ
ス送りライン１１に接続されている。

矢印Ａは圧力を受けて液体が流れる方向を示
し、矢印Ｂはガス供給方向を示している。

計測装置は、更に主管１３（矢印Ｃは計測され
る液体が送給される方向を示す）内に配設された
制限手段１２と、変換器１６に接続した差誘導ピ
ツクアツプ１５を有する差圧計１４とをそなえた
液体流量計をそなえている。

計測装置は更にエゼクタ１から離れた所で主管
１３上に設置した濃度計１７をそなえ、これは液
体中のガスの安定濃度を充分に測定できるように
なつているものである。また液体のガスの濃度を
設定する装置１８と、ガス対液体比設定器１９
と、ガス対液体比設定器修正制御装置２０とを計
測装置はそなえている。この修正制御装置２０
は、液中のガス濃度設定用装置１８に、加算器２
０′を介して濃度計１７に、更に作動機構２１を
介してガス対液体比設定器１９に接続されてい
る。

更に変換器１６と液体流量計２３とに接続した
信号分配器２２と、ロータメータ６の差誘導ピツ
クアツプ７と信号分配器２５とに接続した変換器
２４とを更にそなえている。

計測装置には、更に、加算器２７を介して信号
分配器２２，２５に更に設定器１９に接続した電
子式ガス対液体流量比制御装置２６をそなえてい
る。

変換器２４は変換器１６と同様なものである。
変換器１６は復調器２８と修正器２９とをそな
え、これらは加算器３０を介して直流増幅器３１
に接続されている。変換器１６は更に差誘導ピツ
クアツプ１５に接続した鉄共振安定器３２をそな
えている。

信号分配器２２，２５は同様な構成のもので、
各々直列接続した２つのダイオード３３，３４
と、これらダイオードのうちのひとつのダイオー
ドの陽極に接続した抵抗３５とをそなえている。

制御装置２０，２６も同様な構成のもので、
各々変調器３６、直流増幅器３７、復調器３８、
磁気増幅器３９でなる直列回路をそなえている。
磁気増幅器３９の出力は帰還装置４０と加算器４
０′を介して変調器３６の入力に接続されてい
る。

濃度計１７は直流増幅器４２に接続したセンサ
４１をそなえている。

パイロツト作動式逆止弁５はパイプ接続部４４
を有する円筒体４３と中央孔を有するダイアフラ
ム４６とを有し、このパイプ接続部４４は円筒体
４３の軸にそつて円筒体４３のの第１の端壁部を
通りしかも円筒体４３の第２の端壁部から離隔し
ているものである。パイプ接続部４４は円筒体４
３の第１の端壁部の近くにポート４５をそなえて
いる。ダイアフラム４６の中央孔には円筒状スリ
ーブ４７が設けられており、このスリーブ４７は
円筒体４３の第２の壁部と密接に一致するように
なつている。

ダイアフラム４６は、円筒体４３の端壁部とダ
イアフラム４６のスペース４８，４９が等しく且
つポート５０，５１でガスを出入させるように、
円筒体４３内に配設されている。円筒状スリーブ
４７とパイプ接続部４４は、同軸に配設されてい
る。

計測装置はガス流量をモニタするためのガス流
量指示器５２をそなえ、この指示器５２は信号分
配器２５に接続され、ガス流量制御装置２に近接
して配設されている。

計測装置は更に同装置をチエツクしガス圧力制
御装置８の調整を容易にするための圧力計５３を
そなえ、この圧力計５３はロータメータ６とガス
圧力制御装置８の間に介在されている。

更に計測装置は、作動機構３に接続された、制
御装置２の位置を示す指示器５４と、ガス流量計
５５とをそなえ、ガス流量計５５は信号分配器２
５に接続され、且つ液中のガス濃度を設定する装
置１８に近接して配設されている。

以上のように構成された計測装置の動作を説明
する。ガスは入口弁１０とフイルタ９を介してガ
ス供給ライン１１から送給される。フイルタ９は
ガスから機械的不純物を除くものである。ガスの
圧力は制御装置８により一定に保たれており、ガ
ス流量は差誘導ピツクアツプ７を有するロータメ
ータ６によつて測定される。次に、ガスはガス流
量制御装置２と、弁４とエゼクタ１の間が真空と
なつた時にのみ開らく真空ダイアフラム弁４と、
チエツクバルブ５を通つてエゼクタ１に流れ、そ
こで矢印Ａの方向に供給される液体と混合する。
かくして得たガス―液体混合物は矢印Ｃの主流路
に入る。

その後、液体気体混合物の流量が測定される。

通過ガスの量はロータメータ６上の差誘導ピツ
クアツプ７と、変換器２４によつて測定され、変
換器２４から信号が分配器２５を介して電子式ガ
ス対液体流量比制御装置２６、指示器５２、ガス
流量計５５に加えられる。

液体の流量は制限手段１２、差誘導ピツクアツ
プ１５をそなえた差圧計１４、変換器１６によつ
て測定され、変換器１６から測定信号が分配器２
２を介して電子式ガス対液体流量比制御装置２６
と流量計２３とに加えられる。液体に対するガス
の必要とする比はガス対液体比設定器１９によつ
て設定される。

ガス対液体比のバランスがくずれると、電子制
御装置２６の入力には加算器２７からエラー信号
が加えられる。

電子制御装置２６の出力には信号が得られ、こ
の信号は、ガス対液体比がバランスするまでガス
流量制御装置２の作動機構３に加えられる。

液中の必要とするガス濃度は装置１８によつて
設定され、この希望ガス濃度をあらわす信号が設
定装置１８の出力から電子制御装置２０に加えら
れる。この電子制御装置２０も液中の実際のガス
濃度をあらわす信号を入力する。この入力信号は
濃度計１７から加えられたものである。これらの
信号は比較されて、実際の濃度が希望濃度と異つ
ていれば、信号が電子制御装置２０から作動機構
２１を介してガス対液体比設定器１９に加えら
れ、ガス対液体比が時間積分方式で設定器１９に
よつて修正される。時間積分は液体がガス―液体
混合物を液体に導入する点から濃度計１７へ流れ
るまでに要する時間に依るものである。

ガスを液体中に含ませる値は前もつて設定した
ガス対液体比によつてほぼ瞬間的に測定され、ま
たこのガス対液体比は液中のガスの予定した実際
の濃度によつて修正されるので、計測精度が実質
的に改良される。

次に逆止弁５の動作を考える。初期状態では円
筒状スリーブ４７は弁本体４３の１つの端壁部と
一致している。ガスが供給される直に、ダイアフ
ラム４６を介して圧力差が生じダイアフラム４６
は円筒状スリーブ４７と共に変位し、ガスはパイ
プ接続部４４更にエゼクタ１に流れる。このよう
に弁体を構成したので、液体は制御装置２および
ロータメータ６には流れない。従つて供給ガスの
測定制御が高精度で行なわれる。

変換器１６は次のように動作する。差誘動ピツ
クアツプ１５からの交流電圧は復調器２８により
直流電圧に変換され、修正器２９の電圧に加算さ
れる。かくして得た信号は直率増幅器で増幅され
て、その出力に液体流量に比例した直流信号が得
られる。

制御装置２０は次のように動作する。制御装置
２０の入力には、液中のガスの希望する濃度と実
際の濃度とをあらわす各信号を比較して得た信号
が加えられる。この信号は変調器３６によつて交
流信号に変換され増幅器３７によつて増幅され
る。磁気増幅器３９の入力には復調器３８によつ
て検波された増幅直流が加えられる。磁気増幅器
３９の出力には調整可能なパルス幅と持続時間を
有するパルス信号が得られ、この信号が作動機構
２１に加えられる。

圧力計５３は測定装置をチエツクするのに用い
られ、またガス流量制御装置の調整を容易にして
いる。

本発明により液体中のガス例えば飲料水中の塩
素ガスの測定精度が大きく改良され、従つて飲料
水の質が実質的に改善されるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明による測定装置を示す機能図
である。 １…エゼクタ、２…ガス流量制御装置、３…ガ
ス流量制御装置の作動機構、４…真空式ダイアフ
ラム弁、５…パイロツト作動式逆止弁、６…ロー
タメータ、７，１５…差誘導ピツクアツプ、８…
ガス圧力制御装置、９…フイルタ、１０…入口
弁、１１…ガス供給ライン、１２…制限手段、１
３…主管、１４…差圧計、１６，２４…変換器、
１７…濃度計、１８…液中ガス濃度設定装置、１
９…ガス対液体比設定器、２０…電子式ガス対液
体比設定器修正制御装置、２１…作動機構、２
２，２５…信号分配器、２３…流量計、２６…電
子式ガス対液体流量比制御装置、２７…加算器、
４３…円筒体、４４…パイプ接続部、４５，５
０，５１…ポート、４６…ダイアフラム、４７…
円筒状スリーブ、４８，４９…スペース、５２…
ガス流量指示器、５３…圧力計、５５…ガス流量
計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主管を通して供給される液体中のガスの含有
   量を決定し制御する計測装置であつて、 主管と水力学的に関連した、液体とガスを混合
   するエゼクタと、 第１の作動機構と、 前記第１の作動機構に結合されたガス流量制御
   装置と、 前記ガス流量制御装置に結合され前記エゼクタ
   と気体的に関連した真空ダイヤフラム弁と、 前記ガスを供給するためのラインと、 前記ガス供給ラインに設けられたガス圧力制御
   装置と、 第１の差誘導ピツクアツプと、 前記第１の差誘導ピツクアツプに結合されて前
   記ガスの流量を測定し、また前記ガス流量制御装
   置および前記ガス圧力制御装置に結合されたロー
   タメータと、 前記主管に配設された制限手段と、 第２の差誘導ピツクアツプと、 第１の変換器と、 前記制限手段に水力学的に関連し、前記第２の
   差誘導ピツクアツプに結合された差圧ゲージとを
   備え、 前記制限手段、前記差圧ゲージ、前記第２の差
   誘導ピツクアツプおよび前記第１の変換器が液体
   流量計を構成する計測装置において、 前記液体中の前記ガスの定常的濃度を測定する
   ために前記エゼクタから十分距離をおいて前記主
   管に配置された濃度計と、 ガス対液体比設定器と、 前記ガス対液体比設定器に結合された第２の作
   動機構と、 前記液体中の前記ガスの濃度を設定するための
   装置に結合され、前記濃度計に結合され、前記ガ
   ス対液体比設定器に前記第２の作動機構を介して
   結合された電子式ガス対液体比修正制御装置と、 液体流量計と、 前記第１の変換器および前記液体流量計に結合
   された第１の信号分配器と、 第２の信号分配器と、 前記第１の差誘導ピツクアツプおよび前記第２
   の信号分配器に結合された第２の変換器と、 前記ガス対液体比設定器および前記第１の作動
   機構の間に接続され、前記第１および第２の信号
   分配器に結合された電子式ガス対液体比制御装置
   と、 前記エゼクタおよび前記真空ダイヤフラム弁の
   間に接続されたパイロツト作動式逆止弁と を備えた計測装置。 ２ 前記パイロツト作動逆止弁は、 第１および第２の端壁部および中心軸線を有す
   る円筒体と、 前記円筒体の前記第１の端壁部を貫通し、前記
   円筒体の中心軸線に沿つて延び、前記円筒体の前
   記第２の端壁部から離隔して配置され、前記円筒
   体の前記第１の端壁部の近くに設けられたポート
   を有するパイプ接続部と、 中央孔を有するダイヤフラムであつて、前記円
   筒体内に配設されて前記円筒体の前記第１および
   第２の端壁部と前記ダイフラムとの間に２つの等
   しいスペースが形成され、ガスの出入りをさせる
   ポートを有するダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムの前記中央孔に収容され、前
   記円筒体の前記第２の端壁部と密に結合した円筒
   状スリーブとを備え、 前記円筒状スリーブと前記パイプ接続部が互い
   に同軸的に配設されいることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ３ ガス流量をモニタするためのガス流量指示器
   が前記信号分配器に接続され前記ガス流量制御装
   置の直近に配設されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 前記計測装置をチエツクし前記ガス圧力制御
   装置の調整を助長するための圧力計が配設され、
   この圧力計が前記ロータメータとガス圧力制御装
   置の間に介装されたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の装置。 ５ ガス流量計が前記第２の信号分配器に接続さ
   れ前記液体中のガスの濃度を設定する装置の直近
   に配設されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第４項のいずれかに記載の装置。