JPS63501445A - 瞬時ガス流速読取り付携帯可能測定装置 - 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】 瞬時ガス流速読取り付携帯可能測定装置本発明はファネル型測定装置に関する。

空気流速を測定するための測定装置は、例えば、空気ターミナル装置や空気取入 れ装置等において、空気処理装置やエア・ファン（ａｉｒ　ｆａｎ）装置、空気 加熱装置等の部分として、単位時間当りに吹き出されるか、あるいは吸い込まれ る空気流速を、その本来の位置において、瞬時に且つ正確に決定するために欠く ことのできないものである。本発明は、取扱いが容易で、手早く操作でき、また 持運び可能で、完全で、信転でき、全ての要求を満足する測定装置を提供する目 的を有する。

本発明によれば、これは、測定装置、より特定的には、ガスの流れが通過する通 気開口部上の、本来の位置において、単位時間あたりのガスの流れの体積の速度 （ｒａｔｅ）−以下においてはガス流送出（ｇａｓ　ｆｌｏｉｖ　ｄｅｌｉｖｅ ｒｙ）と称す−を測定するための携帯用の測定装置によって実現される。上記の 装置は、前記装置が前記開口部上に測定のために置かれた後、前記装置に接続さ れたファネル・マウス（ｆｕｎｎｅｌ　ｍｏｕｔｈ）の内側と外側の圧力差を測 定することができる圧力差ゲージを備え、その後該圧力差の値は、それぞれ、該 制御装置ののど断面に位置する制御ファンへの電源の強さを制御し、そしてまた 、もし望むなら、該制御ファンの回転方向も制御する電気的信号に移され、これ らの制御は、該通気開口部上にファネル・マウスを配置した後、ガス送出を測定 するために前記装置を操作する間、各々の測定された圧力差が、関係するガス送 出とガスの流れの関係する方向に対応する、あるファンの速度とファンの回転方 向において、０にまで減少させられるように行なわれる。ここで、流速値は該測 定装置に接続されたリーディング・ウィンドウ（ｒｅａｄｉｎｇ　ｗｉｎｄｏｗ ）から即座に読取可能になる。

測定装置中に作られた圧力差ゲージの操作は次の如くである。ファンの速度は電 子工学的な速度測定装置によって測定され、キャリブレーションによってガス送 出（空気流速）の程度を示す値に転換され、即座に前記リーディング・ウィンド ウから読み得るようにな−る。

前記ファンの速度と空気の流速との間の関係はキャリブレーションによって定め られる。回転カウンタによってファンの回転速度は測定され、対応する空気流速 に転換される。該空気流速は該測定装置が備えるリーディング・ウィンドウから アナログまたはディジタルの形で即座に読取可能にされる。

該測定装置の測定範囲は、例えば１０ｒｒｆ／ｈから５００ｍ／ｈである。この 大きな測定範囲は、互いにオーバラップする測定範囲を用いることにより得られ る。そして、これは、該測定装置の下側にフロー・レジスタンス・ディスク（ｆ 　ｌｏｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｄｉｓｃ）を取り付けることによりなし遂げら れる。

このフロー・レジスタンス・ディスクは１つ以上の穴を有する円板によって与え られる。

また、該測定装置を通って流れる空気の温度が測定され、該測定装置が備える前 記リーディング・ウィンドウから読取り可能とされる。該測定装置によって、通 気開口部を通る空気の流れの速度のための最も関係のある値、例えば、流れる空 気またはガスの流れの速度および温度が非常に正確に測定される。

該測定装置は、様々な寸法のターミナル装置や空気取入れ口と共に使用するため に適切なマウンティング・ピースによってぴったりとはめ込まれ得る。操作の目 的のために該測定装置は１対のハンドルを備えている。最も重要な取付は手段は 、ユーザがハンドルを握るとき容易に操作され得るように位置して取付けられる 。該測定装置の操作と使用の平易さは、実際的な環境下における該測定装置によ る測定の速度と同様に、前記ファンおよび完全な電子工学的な測定への電源、そ して、望ましくは充電可能なバフテリによる制御システムを備えることにより高 度に促進される。全ては携帯可能なバッグの中にあり、そして接続ケーブルによ って測定装置に接続されている。測定が、ガスまたは空気の吸込み、あるいは吹 出しの各々に関係するところでは、その違いはリーディング・ウィンドウ上にお いて読取り可能で可視となる。

本測定装置は以下の測定の可能性を提供する。

１、圧力差ゲージによって生成された信号はファネル・マウス／マウンティング ・ピースの内側と外側の静的圧力差がゼロ（０）になるように、ファンの回転の 方向および回転数のための選択を、自動的に行う、空気の流速にゆらぎがある場 合は、回転数の自動制御は、ゼロ点が再び得られ、各々保持されるように行われ る。この操作の間に生成された全ての流速は、該測定装置のリーディング・ウィ ンドウ上に現われる。光学的信号は、ゼロ点に再び到達したときに示される。

ハンドルの近くのノブを押すことにより測定の手順が始まり、該ノブを再び押す ことにより該手順が停止される；２゜通気口を通るガス流量は、しばしば、およ びときどき相対的に強い程度にゆらぐので、そのようなときには空気の流れの速 度は、所定の時間測定された平均値によって定められる。該測定装置は、１にお ける測定手順を十分長い時間保持し、そして、それから、前記の時間に測定され た全てのそのような空気の流速の平均値を定める。最後の平均値はリーディング ・ウィンドウに示され保持される。この自動の手順はハンドル近くのノブを押す ことにより終えられる。再び該ノブを押すことにより、該リーディング・ウィン ドウは再び空となり、次の測定が行われ得る； ３、　ゆらぎの微分幅が該測定装置における予め定められた微分幅より大きいと き、２に記述したような、この手順は読取り可能な速度の値を生じない。そうで なければ、該測定装置に関するゆらぎの微分はより大きい値にセントされなけれ ばならない。あるいは１の手順に従わねばならない；４．２で記述したような手 順は、また、中間の空気の流速を示すことなしに終えられ得る； ５゜該測定装置は手で、ファンの回転方向およびスピード回転の数を予めセント する可能性を提供する。このように進めるので測定時間は短縮され、ファンは素 早くスタートし、所望する回転方向において所望する回転数に到達する：６、空 気またはガスの温度が測定され、アナログまたはディジタルで読まれ得る； ７、該測定装置は次のような筒素化の可能性を提供するニア、１空気の流れの速 度を全体的に直接灘定することを可能にする、自動、圧力差＝０、探査システム のスイッチング；７．２温度測定せず； ７．３該測定装置の口の上に圧力差ゲージを永久的に取付けること、この場合、 マウンティング・ピースを用いるが、圧力差ゲージは該マウンティング・ピース に取付ける必要はない。微小な測定エラーを生じるが、後で修正可能であり、そ してもし望むなら、キャリブレーション・グラフによるか、または自動的に（例 えばマイクロプロセッサによって）修正可能である。

以下、図面には本発明の好適な実施例が説明されるであろう： 第１図は携帯用測定装置の透視図； 第２図は測定装置を通しての軸断面の概略図；第３図は圧力差ゲージの回路図； 第４図は測定装置のための測定および制御システムの回路図である； 第１図および第２図における測定装置１は円筒部、および丸形から角形へと径が 小さくなるピースからなるファネル・ハウジング２からなる。上記円筒部には、 パラレル・フロー・バツセイジ１ディレクタ（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｆｌｏｗ　ｐ ａｓｓａｇｅ　ｄｉｒｅｃｔｏｒ）４によると同様に、動径方向の支持手段によ って、ファン３が軸方向に取付けられている。そしてリング型下方フランジ５を 備えている。リング型フォールディト（ｆｏｌｄｅｄ）エツジ６６によって、前 記丸形から角形へと径が小さくなるピースは前記円筒部に固定される。ファネル ・ハウジングの上方および下方の側は両者共それぞれ、穴７．８を有している。

ファネル・ハウジングの外側には直径方向両側に２つのハンドルが備えられてお り、これらのハンドル９の間に、リーディング・ウィンドウ１１．２つのポジシ ョン・スイッチ１２（「自動」および「連続」）および１３　（「手動スイッチ 」）、バッテリ電源のための接続部１４、圧力差のインジケータ１５　（＋また はＯまたは−）、そしてファネル測定装置のキャリブレーションのためのゲージ １６を有するボックス１゜が配置されている。このボックス１０の上には測定レ ンジ（フロー・レジスタンス・ディスク１８の使用を含むか含まないか）に対応 するキャリブレーションスケールの手による設定のための選択スイッチ１７があ り、また、適合するマウンティング・ピースも存在している。マウンティング・ ピース１９は、様々な寸法および形で提供されるが、該測定装置１の上に、ファ ネル・マウス２１の上方側の角形フランジ２０の穴８と、マウンティング・ピー ス１９の接続可能な角形フランジ２３の穴２２とを通して取付けられるボルトに よって固定され得る。マウンティング・ピース１９の迅速な取付けおよび取はす しの各々のために、上記のポルティングの代りに即時の結合手段（ｑｕｉｃｋ　 ｃｌｏｓｉｎｇ　ｍｅａｎｓ）が用いられ得ることは明らかであろう。ハンドル ９の中に作り込まれるか、あるいは、ハンドル９のすぐ近（に、オン／オフスイ ッチ２４および、ファン３の手動制御／ブリセントのための操作ノブ２５が備え られている。測定装置１の下方フランジ５に対する接続のために、フロー・レジ スタンス・ディスク（ｆｌｏｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｄｉｓｃ）　１８は通し ボルト穴１７あるいは同様な方法で与えられる。

マウンティング・ピース１９は剛体または折りたたみ可能な形であり得る。もし 後者であれば、フレキシブル・ウオール２６は、例えば、含浸（ｉ　ｍｐｒｅｇ ｎａ　Ｌｅｄ）ナイロンまたはラバー布からなり、その布は多数の布伸張手段２ ７によって伸張されており、布伸張手段２７の各々はマウンティング・ピースの 角に位置している。そのような伸張構造は、他の目的には、それ自体知られてい るので、ここではこれ以上述べない。

流れる空気またはガスの温度が、今や測定され、測定された値はウィンドウ１１ から、あるいはセパレート・ウィンドウ２８から読取り可能である。ガスの温度 が測定され、読取り可能とされる技術、アナログでない、あるいはディジタルな スキャナは、既に他の応用から知られているので、ここではこれ以上は述べない 。測定装置１またはマウンティング・ピース１９の圧力差ゲージは更に参照番号 ２９で示されている。

第３図は静圧力差の測定の原理を概略的に示す。事実、それは空気の流れの測定 に基（。もし空間■における静圧力ｐ１が空間■における静圧力ｐ２より大きけ れば、ガスの流れは０１から０２に生成され、その流れはＮＴＣサーミスタＡに 接触するがＮＴＣサーミスタＢには接触しない。これはＡとＢとの間に電位差を 生じ、これらは静圧力差の大きさと方向（ｐｉはｐ２より大きい）を示す。流れ が逆であればｐｌはｐ２より小さく、もし流れが全くなければ、ｐｌ＝ｐ２（ゼ ロ）である。

該測定装置上に備えられているレコーダ・コネクタ３０は測定の記録を可能にす る。

第４図は該測定装置の測定および制御システムの原理を示す。携帯用バッグ３１ の中のバッテリは全システムへ電力を供給する。好適にはバッテリ３１は充電可 能であって、バフテリには、バッテリ・チャージャ３２が結合し得る。

測定を行うために、バフテリ３１は主配電部（ｓｕｐｐｌｙ　ｍａｉｎ）３３に 接続される。主配電部３３は、電源から、システムにおいて要望されている多数 の異った電圧を生成する。中央制御ユニット３４を介して、システムはオン／オ フスイッチ２４によってスタートされ得る。このスイッチを２度目に動作させる ことにより、システムは停止する。使用に際しては、マウンティング・ピース１ ９を備えるか否かに拘らず、測定装置１がガス通気開口部上に置かれた後、該測 定システムはスイッチ２４によってスタートされる。中央制御ユニット３４はシ ステムの他の部分をも電圧の下に置くために、その他に、信号を生成して電力主 配電部３３に与える。さらに、該中央制御ユニット３４は測定値を示すために、 そして＋または−のサインによって、ファン３の回転の方向を示すために、リー ディング・ウィンドウ１１に信号を生成して送る。

回転の方向は該装置を通るガスの流れの方向を示し、こうしてインディケータは 、空気またはガスが、ガス流通路に、それぞれ吹き込むか吸い出されるかを示す 。中央制御ユニット３４はまた、空気流速のキャリブレーション３５をも働かせ る。正確なキャリブレーションは選択スイッチ１７によって手でセントされねば ならない。選択スイッチ１７の各々のキャリブレーションの位置は２つの回路に 対応する。それぞれが、ファン３の回転方向のそれぞれに対応する。回転方向は 、制御信号コンバータ３６の中でスイッチ・オンされ、バンド幅コントローラ３ ７上ｔこ送られ、そしてまた、中央制御ユニット３４上に送られ、後者を通して 空気流キャリブレーティング手段３５上に送られる。

キャリブレーションは、フロー・レジスタンス１８と共に、あるいはフロー・レ ジスタンス１８を用いずに、該測定装置を用いることにより行なわれる。そして また、フロー・レジスタンス１８およびマウンティング・ピース１９と該測定装 置との組合せを、正確な流速測定器、例えばファンの回転の両方向において測定 可能である、測定フランジを用いる測定器と共に用いることにより行なわれる。

空気の流速はファンの回転数に比例する。各々の組合せと回転の方向についてポ テンショメータ、および（非常な正確さを可能とする）マイクロプロセッサの助 けにより、ファンの回転数と空気流速との間の正しい関係が定められる。ポテン ショメータまたはマイクロプロセッサの設定を実施する仕方については他の応用 から既に知られており、ここではこれ以上述べない。

圧力差ゲージ２９は測定装置ｌまたはマウンティング・ピース１９の内側および 外側の間の静圧力差を、そしてまた、この圧力差が正の値か負の値かを測定する 。本システム自体はこの圧力差を可能な限り小さくしようとするであろう。圧゛ 　力差ゲージ２９は圧力差インディケータ／スイッチ３８に測定信号を送る。後 者は、３つのＬＥＤ　（ＬＥＤ＝発光ダイオード）からなるインディケータ１５ を制御する。インディケータ１５によって、ユーザは圧力差が正か、ゼロか、負 かをチェックでき、それによって、システムが制御のどの操作状態に実際におか れているかを知ることができる。

今、スイッチ１３が「スイッチ・オン」の位置にある操作について述べよう。圧 力差インディケータ／スイッチ３８は、また、４つのスイッチング信号を出す。

３つの信号はゼロ制御手段３９によって受信される。これら３つのスイッチ信号 は全て、非常に小さいウィンドウであって、より大きいウィンドウを対称にとり 囲む、言わゆる信号ウィンドウに関係している。この方法においては信号の範囲 は５つの異った領域に分けられる。圧力差ゲージ１９の出力信号はこれらの領域 の１つに位置するかも知れない。信号の位置により、速い、または非常に緩慢入 制御動作が行われるであろう。出力信号が小さい信号ウィンドウ内に位置すると き、圧力差インディケータ／スイッチ３８は制御動作を実行せず、記憶作用のみ が存在する。最後の場合においてはゼロ制御手段３９の出力電圧は一定のままで ある：この状況は、ゼロの静圧力差に対応する。ゼロ制御手段３９の出力は第２ の制御ループのための可変設定点として供される。この信号は信号コンバータ３ ６に到達する。この第２の制御ループはファン３、カウンタ測定４０、制御信号 コンバータ３６および信号幅制御手段３７から構成される。この第２の制御ルー プは、前記設定点に追随する。この制御ループはファン３の回転方向および回転 数の変化のみによって設定点に追随することができる。所定の設定点に対応して 、ファン３の回転数および対応する回転の方向は唯１つ存在し、これは、ちょう ど、回転数と回転方向との組合せであり、これは、回転４０のための測定の出力 において設定点の電圧に完全に等しい電圧を生成する。制御信号コンバータ３６ における出力はバンド幅制御手段３７を制御し、今度はファン３を制御する。

一度、設定点が、測定システムがゼロの値の静圧力差を示す値を得ると、圧力差 インディケータ／スイッチ３８から得られた第４のスイッチ信号により、ゼロ点 検出器４１が動作する。ゼロ点検出器４１は、それから、スイッチ１２を介して 中央制御ユニット３４へ送られるスイッチ信号を生成する。

スイッチ１２の「自動」の位置において、ゼロ点検出器４１が中央制御ユニット ３４にスイッチ信号を発して後、所定の時間経過後、測定は自動的に停止する。

この間、この間に示された測定値の平均がなされる。平均時間が過ぎた後、リー ディング・ウィンドウ１１に示されるのは、この平均値である。この平均値を保 持することにより、測定終了後においてもまた読取可能である。スイッチ１２が 「連続」の位置にあるとき、ゼロ点検出器４１から得られるスイッチ信号はブロ ックされ、ユーザ自身が、オン／オフ・スイッチ２４を押込むことにより測定を 中止せねばならない。スイッチ１２の「連続」の位置は、空気流速が、設定点が 決して自動的なスイッチ・オフに到達するに十分な程安定になろうとしないよう な大きなゆらぎを示すときには必要である。

もし、スイッチ１３が「手動」の位置に設定されると、スイッチ１２はまた、そ の「連続」の位置に設定される。スイッチ１３のこの「手動」の位置において、 測定装置／マウンティング・ピースの内側と外側の圧力差がゼロになる値へのフ ァンの自動制御はブロックされ、ポテンショメータ２５によって、どのように与 えられた設定点および、どのように与えられたファンの回転数および回転方向も 選ばれ得る。スイッチ１３の「手動」の位置においては、インディケータ１５上 に現われる信号に基すいて完全に手による測定を行うことが可能であろう。しか しながら、さらにより重要な応用は、以下の如くである：ファンの回転方向およ び回転数は、測定されることが期待される空気流速近くに手で選ばれる（プリセ ツティング）。もし、その後スイッチ１３がその操作位置「スイッチ・オン」の 位置にあって測定がなされるならば、ファン３は、前記プリセツティングに等し い、スタートのための回転数を与えられ、その結果、ファンは非常に早く所望の 回転数近くに到蓮する。こうして、自動制御システムは再び操作状態になる。フ ァンがその回転数に非常に速く到達するので、測定の時間は、これにより、非常 に短くなる。

リーディング・ウィンドウ１２上に示される測定値は空気流速のキャリブレーシ ョン３５に対応する。インディケータ４２は、バッテリの電圧が所定値を下回る とリーディング・ウィンドウ１２上に「パフテリ低」の警告を示す。

Ｆ工Ｇ、　１ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．測定装置、より特定的には、ガス流が通過するガス通過開口部上の、本来の 位置において、そのようなガス流の単位時間当りの体積の値−以下ガス流速また は送出と称す−を自動的に測定するための携帯用測定装置であって、該測定装置 は、該装置が前記開口部上に測定目的で置かれた後、該装置に接続されるファネ ル・マウスの内側と外側との間の圧力差の測定が可能な圧力差ゲージを備えてお り、その後、該圧力差の値は、それぞれ、該測定装置ののど断面に位置する制御 ファンヘの電源の強度を制御し、また、望むなら、該制御ファンの回転方向をも 制御する電気信号に変換され、該制御は、該測定装置ののど断面に位置して、フ ァネル・マウスを前記開口部上に置いた後前記ガス送出を測定するために該装置 を働かせる間、測定された圧力差の各々は、関係するガス送出とガス流の移動方 向に対応する、ファンのある速度と回転方向において、ゼロとなるように行われ 、その流速値は該測定装置に接続されているリーディング・ウィンドゥから瞬時 に読むことができる測定装置。
2. ２．請求の範囲第１項による測定装置であって、ファンの速度は電子工学的速度 測定装置によって測定され、キャリブレーションによってガス送出の程度を示す 値に変換され、該ガス送出の程度は前記リーディング・ウィンドゥから瞬時に読 むことができることを特徴とする測定装置。
3. ３．請求の範囲第１項および２項による測定装置であって、ファンの速度を平衡 状態に保つ電子回路が備えられ、該電子回路によって該圧力差がゼロ値を有する ことを特徴とする測定装置。
4. ４．請求の範囲第３項による測定装置であって、ガス送出のゆらぎが起ると、ゼ ロ値の圧力差における平衡がもう一度維持され、その上でゆらぐファンの速度が 制御可能な時間平均をとられ、その後、この平均値が前記リーディング・ウィン ドゥ上に維持されることを特徴とする測定装置。
5. ５．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、前記ファネ ル・マウスが、マウンティング・ピースを備え、特に、該マウンティング・ピー スは、それをその寸法と形状の各々に適合させるために前記開口部上にそれを固 定するためのフレキシブルで、気密性のシーリング・エッジを有しており、該マ ウンティング・ピースは、個々の接続を有する圧力ゲージを備えていることを特 徴とする測定装置。
6. ６．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、持運び用ハ ンドル手段が備えられ、持運び用ハンドルの近くに該装置を操作する制御スイッ チを備えることを特徴とする測定装置。
7. ７．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、制御ファン ヘの電源が、その中に該測定装置への接続ケーブルが含まれる、携帯可能なバッ グの中に収容されたバッテリ手段によって与えられることを特徴とする測定装置 。
8. ８．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、圧力差がフ ァネル・マウスで測定される場合に、ガス流速測定が前記開口部を通してのファ ン吸出し、あるいはファン吹出しガスの、それぞれから得られるならば自動的に 読むことを可能にする表示手段が備えられることを特徴とする測定装置。
9. ９．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、ガス流の温 度測定のため、およびリーディング・ウィンドゥにおいて、それぞれを示すため に、温度表示手段が備えられることを特徴とする測定装置。
10. １０．請求の範囲の上記全ての項のいずれかによる測定装置であって、前記開口 部を通してのガス流速の測定値を読むための記録装置へ該測定装置を接続するた めに接続手段が備えられていることを特徴とする測定装置。