JPS6352015A - 質量流量測定装置 - Google Patents
質量流量測定装置Info
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- JPS6352015A JPS6352015A JP62182113A JP18211387A JPS6352015A JP S6352015 A JPS6352015 A JP S6352015A JP 62182113 A JP62182113 A JP 62182113A JP 18211387 A JP18211387 A JP 18211387A JP S6352015 A JPS6352015 A JP S6352015A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
- G01F1/44—Venturi tubes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
-
- G—PHYSICS
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- G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
- G01F1/88—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow
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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。
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〕
本発明は、特に１つよりも多い成分または相から成って
おり管のなかを流れる媒体の質量流量を測定するため、
管のなかに、差圧計と接続されている１つの絞り機構、
特に１つのベンチュリ管またはベンチュリノズルが挿入
されており、流れる媒体のなかに、媒体の密度を求める
ための１つの密度測定装置が配置されており、差圧計と
媒体の密度を求めるための密度測定装置とが、差圧およ
び媒体密度から公知の仕方で質量流量を求めるための１
つの評価装置と接続されている質量流量測定装置に関す
る。
おり管のなかを流れる媒体の質量流量を測定するため、
管のなかに、差圧計と接続されている１つの絞り機構、
特に１つのベンチュリ管またはベンチュリノズルが挿入
されており、流れる媒体のなかに、媒体の密度を求める
ための１つの密度測定装置が配置されており、差圧計と
媒体の密度を求めるための密度測定装置とが、差圧およ
び媒体密度から公知の仕方で質量流量を求めるための１
つの評価装置と接続されている質量流量測定装置に関す
る。
管のなかの質量流量を正確に知ることは種々の技術分野
で不可欠である。質量流量の測定装置はたとえば液体量
または気体量を測定する目的で石油工業、プロセス工業
、食品工業および他の工業分野で用いられる。プロセス
工業では質量流量は、配管系のなかを流れる媒体を監視
するために重要な測定量である。たとえば質量流量計は
発電所の冷却ループに、また蒸気分配系に用いられる。
で不可欠である。質量流量の測定装置はたとえば液体量
または気体量を測定する目的で石油工業、プロセス工業
、食品工業および他の工業分野で用いられる。プロセス
工業では質量流量は、配管系のなかを流れる媒体を監視
するために重要な測定量である。たとえば質量流量計は
発電所の冷却ループに、また蒸気分配系に用いられる。
管のなかの質量流量の連続的監視により冷却ループにお
けるエネルギー導出または蒸気分配系におけるエネルギ
ー分配に関する知１！！！１が得られる。
けるエネルギー導出または蒸気分配系におけるエネルギ
ー分配に関する知１！！！１が得られる。
質量流量を測定するための公知の装置は、管のなかに挿
入されているベンチュリ管を有する。公知のベンチュリ
管の断面積は流れ方向に先ず減少し、次いで特定の区間
では一定にとどまり、続いて再び増大する。ベンチュリ
管の入口部分と小さい直径を有する部分（ベンチュリ管
の頚部）との間に差圧針が配置されている。そこで求め
られる差圧は質量流量の二乗に比例している。しかし、
それはまた測定範囲内の媒体の平均密度に反比例してい
る。
入されているベンチュリ管を有する。公知のベンチュリ
管の断面積は流れ方向に先ず減少し、次いで特定の区間
では一定にとどまり、続いて再び増大する。ベンチュリ
管の入口部分と小さい直径を有する部分（ベンチュリ管
の頚部）との間に差圧針が配置されている。そこで求め
られる差圧は質量流量の二乗に比例している。しかし、
それはまた測定範囲内の媒体の平均密度に反比例してい
る。
Δｐ＝に−Ｍ２／ρ
ここで、Δｐは差圧、Ｍは質量流量、ρは媒体の平均密
度、またＫは較正測定により求められるべき比例定数で
ある。
度、またＫは較正測定により求められるべき比例定数で
ある。
差圧測定のみによって１ｆ量流量を求めることができる
のは、たとえば水の場合のように、流れる媒体の平均密
度が既知の場合に限る。多相または多成分の流れる媒体
の密度を求めるためには、流れる媒体のなかに媒体の密
度を求めるための測定装置を配置するのが通常である。
のは、たとえば水の場合のように、流れる媒体の平均密
度が既知の場合に限る。多相または多成分の流れる媒体
の密度を求めるためには、流れる媒体のなかに媒体の密
度を求めるための測定装置を配置するのが通常である。
この測定装置の測定信号および差圧計の測定信号が１つ
の評価装置に導かれ、そこで両側定信号から連続的に質
量流量が求められる。
の評価装置に導かれ、そこで両側定信号から連続的に質
量流量が求められる。
管のなかの質量流量を測定するための公知の装置は、管
のなかの流れが著しく不均一である場合には、管のなか
の媒体の密度が著しく局部的に相違するので、誤差を生
ずる。技術的な設備ではしばしば、液体および気体から
成る不均一な混合物、たとえば水−蒸気混合物が配管系
を経て供給される。また油および水のような異なる物質
の不均一な混合物もたとえば石油採掘では管を通して導
かれる。たとえば水および蒸気または水および油の混合
は管路のなかでしばしば、測定された値が時間に関係し
て極値、水および蒸気または水および油の密度、の間で
変動するという結果を招く。
のなかの流れが著しく不均一である場合には、管のなか
の媒体の密度が著しく局部的に相違するので、誤差を生
ずる。技術的な設備ではしばしば、液体および気体から
成る不均一な混合物、たとえば水−蒸気混合物が配管系
を経て供給される。また油および水のような異なる物質
の不均一な混合物もたとえば石油採掘では管を通して導
かれる。たとえば水および蒸気または水および油の混合
は管路のなかでしばしば、測定された値が時間に関係し
て極値、水および蒸気または水および油の密度、の間で
変動するという結果を招く。
不均一な媒体の密度は公知の装置では不十分な精度でし
か求められないので、質１′／ＰＬ量と密度との物理的
関係のために、管のなかの不均一な媒体の質量流量の測
定には許容限度を越える誤差が生ずる。
か求められないので、質１′／ＰＬ量と密度との物理的
関係のために、管のなかの不均一な媒体の質量流量の測
定には許容限度を越える誤差が生ずる。
本発明の目的は、管のなかに配置されており、未知の密
度を有する不均一な媒体が管のなかを流れる場合にも質
量流量の正確な値を与える測定装置を提供することであ
る。本測定装置は水および蒸気のような多相の混合物、
水および油のような多成分の混合物および他の不均一な
混合物の質量流量を測定し得るものでなければならない
。
度を有する不均一な媒体が管のなかを流れる場合にも質
量流量の正確な値を与える測定装置を提供することであ
る。本測定装置は水および蒸気のような多相の混合物、
水および油のような多成分の混合物および他の不均一な
混合物の質量流量を測定し得るものでなければならない
。
（問題点を解決するための手￥１）
この目的は、本発明によれば、媒体の密度を求めるため
の密度測定装置が管の断面積にくらべて小さい一定の断
面積を有する絞り機構の区間に配置されていることによ
り達成される。
の密度測定装置が管の断面積にくらべて小さい一定の断
面積を有する絞り機構の区間に配置されていることによ
り達成される。
絞り機構、たとえばベンチュリ管の構造により、絞り機
構の断面積が流れ方向に減少する区間では、流れる媒体
の乱れが起こる。この乱れは、実験結果によれば、一定
の小さい断面積を有する絞り機構の区間のなかにたいて
いの場合に均一な流れが存在しているほど大きい、均一
化は、絞り機構の前でたとえば２つの液体が異なる密度
および一義的な隔離面をもって層状に流れる場合に達成
される。
構の断面積が流れ方向に減少する区間では、流れる媒体
の乱れが起こる。この乱れは、実験結果によれば、一定
の小さい断面積を有する絞り機構の区間のなかにたいて
いの場合に均一な流れが存在しているほど大きい、均一
化は、絞り機構の前でたとえば２つの液体が異なる密度
および一義的な隔離面をもって層状に流れる場合に達成
される。
媒体の密度を求めるための測定装置が本発明により細い
部分、すなわち絞り機構の頚部に、従ってまた常に均一
な流れのなかに配置されていることによって、媒体の密
度の正確な測定値が得られ、これらの測定値と差圧測定
値とにより正確な質量流量値が得られる。
部分、すなわち絞り機構の頚部に、従ってまた常に均一
な流れのなかに配置されていることによって、媒体の密
度の正確な測定値が得られ、これらの測定値と差圧測定
値とにより正確な質量流量値が得られる。
本発明によれば、不均一な多成分または多相の流れを高
い精度および再現性をもって測定することができるとい
う利点が得られる。評価装Ｗのなかでの測定値の評価は
、流れが均一であるために、特に簡単なモデルにより行
われる。さらに、媒体の密度を求めるための装置を本発
明に従って配置することにより、装置全体をコンパクト
なものにすることができる。測定装置が絞り機構、たと
えばベンチュリ管のなかにまとめられているので、常に
ただ１つの組立体を管路のなかに挿入すればよい、従っ
て、質量流量を測定するための本発明による測定装置は
使用者にとって取扱が容易である。加えて、測定装置が
全体として容易かつ正確に較正可焼である。
い精度および再現性をもって測定することができるとい
う利点が得られる。評価装Ｗのなかでの測定値の評価は
、流れが均一であるために、特に簡単なモデルにより行
われる。さらに、媒体の密度を求めるための装置を本発
明に従って配置することにより、装置全体をコンパクト
なものにすることができる。測定装置が絞り機構、たと
えばベンチュリ管のなかにまとめられているので、常に
ただ１つの組立体を管路のなかに挿入すればよい、従っ
て、質量流量を測定するための本発明による測定装置は
使用者にとって取扱が容易である。加えて、測定装置が
全体として容易かつ正確に較正可焼である。
媒体の密度を求めるための測定装置はたとえばガンマ線
密度計またはキャパシタンス形センサである。後者の場
合には絞り機構の頭部のなかに一般に１つのコンデンサ
が配置されている。コンデンサのキャパシタンスは誘電
率に関係する。従って、流れる媒体の物質組成が既知で
あれば、コンデンサにおける簡単なキャパシタンス測定
によりコンデンサ内の媒体の密度が知られる。すなわち
、コンデンサにより、絞り機構の頚部のなかを均一に流
れる媒体の密度を簡単な仕方で求めることができる。
密度計またはキャパシタンス形センサである。後者の場
合には絞り機構の頭部のなかに一般に１つのコンデンサ
が配置されている。コンデンサのキャパシタンスは誘電
率に関係する。従って、流れる媒体の物質組成が既知で
あれば、コンデンサにおける簡単なキャパシタンス測定
によりコンデンサ内の媒体の密度が知られる。すなわち
、コンデンサにより、絞り機構の頚部のなかを均一に流
れる媒体の密度を簡単な仕方で求めることができる。
コンデンサはたとえば絶縁材料で被覆されている。それ
によって本発明による装置は、流れる媒体が導電性であ
る場合にも使用可能である。被覆によりコンデンサ内の
短絡が排除されている。さらに、コンデンサは被覆によ
り腐食性の媒体に対して保護されている。被覆されたコ
ンデンサを用いれば、本発明による装置は高い導電性ま
たは腐食性を有する媒体に対しても使用可能である。
によって本発明による装置は、流れる媒体が導電性であ
る場合にも使用可能である。被覆によりコンデンサ内の
短絡が排除されている。さらに、コンデンサは被覆によ
り腐食性の媒体に対して保護されている。被覆されたコ
ンデンサを用いれば、本発明による装置は高い導電性ま
たは腐食性を有する媒体に対しても使用可能である。
本発明によれば、流れが不均一な場合にも信頼性の高い
測定値を与える取扱容易でコンパクトな質量流量測定装
置が得られる。本装置は水−英気および水−油混合物の
流れにも他の多成分または多相の流れにも有利に使用可
能である。
測定値を与える取扱容易でコンパクトな質量流量測定装
置が得られる。本装置は水−英気および水−油混合物の
流れにも他の多成分または多相の流れにも有利に使用可
能である。
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
細に説明する。
管１を通って矢印２の方向に不均一な媒体が流れる。管
１のなかで質量流量Ｍ、すなわち単位時間あたり単位断
面積を通って流れる媒体の質量、を求めるものとする。
１のなかで質量流量Ｍ、すなわち単位時間あたり単位断
面積を通って流れる媒体の質量、を求めるものとする。
そのために絞り機構としてベンチュリ管３が管１のなか
に挿入されている。
に挿入されている。
流れ方向のベンチュリ管３の入口３１と細い頚部３２と
の間に差圧計４が接続されている。そこで測定される差
圧Δｐは、求めようとする質量流量Ｍの二乗に比例して
いる。質量流量Ｍと差圧Δｐとの間の関係に、流れる媒
体の密度ρが入る。管１のなかの不均一な流れのなかで
は、媒体の密度ρは局部的に著しく変動するので、そこ
では正しい密度測定は不可能である。流れ方向にベンチ
ュリ管３の第１の半部のなかでは媒体は加速され、均一
な流れが生ずる。このことは、管１のなかでベンチュリ
管３の前で２つの成分がＦｉ伏に流れる場合に生ずる。
の間に差圧計４が接続されている。そこで測定される差
圧Δｐは、求めようとする質量流量Ｍの二乗に比例して
いる。質量流量Ｍと差圧Δｐとの間の関係に、流れる媒
体の密度ρが入る。管１のなかの不均一な流れのなかで
は、媒体の密度ρは局部的に著しく変動するので、そこ
では正しい密度測定は不可能である。流れ方向にベンチ
ュリ管３の第１の半部のなかでは媒体は加速され、均一
な流れが生ずる。このことは、管１のなかでベンチュリ
管３の前で２つの成分がＦｉ伏に流れる場合に生ずる。
次いでベンチュリ管３の後で均一な流れの崩壊が新たに
屓炭化される流れまで可能である。本発明によれば、流
れる媒体の密度ρを求めるための測定装置は均一な流れ
の範囲内、すなわちベンチュリ管３の頚部３２の第２の
半部のなかに配置されている。そこで測定される密度ρ
は、実験結果によれば、管１のなかの流れが不均一な場
合にも、はぼ一定である。密度ρを測定するための装置
は、キャパシタンス測定装置６と接続されている１つの
コンデンサ５である。ベンチュリ管３の頚部３２のなか
を均一に流れる媒体がコンデンサ５を通って流れる。従
って、キャパシタンス測定装置６により測定されるキャ
パシタンスは、コンデンサ５のなかを均一に流れる媒体
の密度ρの１つの尺度である。差圧計４およびキャパシ
タンス測定袋Ｗ６は１つの指示計８と接続されている１
つの評価装置７と接続されている。評価語Ｗ７のなかで
周知の関数関係により差圧Δｐと、コンデンサ５のキャ
パシタンスから求められた媒体の密度ρとから管１のな
かの質量流ｉＭが求められる。ベンチュリ管３、密度ρ
を求めるためのコンデンサ５、差圧計４、キャパシタン
ス測定装置６、評価装置７および指示計８は取扱容易で
かつ簡単に組込み可能なユニットにまとめられている０
本発明によりベンチエリ管３の頚部３２の流れ方向に後
側の半部にコンデンサ５を配置することによって、ベン
チュリ管３の前で管１のなかを流れる不均一な媒体の質
量流ｉＭを正確にかつ高い信頼性をもって求めることが
できる。
屓炭化される流れまで可能である。本発明によれば、流
れる媒体の密度ρを求めるための測定装置は均一な流れ
の範囲内、すなわちベンチュリ管３の頚部３２の第２の
半部のなかに配置されている。そこで測定される密度ρ
は、実験結果によれば、管１のなかの流れが不均一な場
合にも、はぼ一定である。密度ρを測定するための装置
は、キャパシタンス測定装置６と接続されている１つの
コンデンサ５である。ベンチュリ管３の頚部３２のなか
を均一に流れる媒体がコンデンサ５を通って流れる。従
って、キャパシタンス測定装置６により測定されるキャ
パシタンスは、コンデンサ５のなかを均一に流れる媒体
の密度ρの１つの尺度である。差圧計４およびキャパシ
タンス測定袋Ｗ６は１つの指示計８と接続されている１
つの評価装置７と接続されている。評価語Ｗ７のなかで
周知の関数関係により差圧Δｐと、コンデンサ５のキャ
パシタンスから求められた媒体の密度ρとから管１のな
かの質量流ｉＭが求められる。ベンチュリ管３、密度ρ
を求めるためのコンデンサ５、差圧計４、キャパシタン
ス測定装置６、評価装置７および指示計８は取扱容易で
かつ簡単に組込み可能なユニットにまとめられている０
本発明によりベンチエリ管３の頚部３２の流れ方向に後
側の半部にコンデンサ５を配置することによって、ベン
チュリ管３の前で管１のなかを流れる不均一な媒体の質
量流ｉＭを正確にかつ高い信頼性をもって求めることが
できる。
図面は管のなかを流れる不均一な媒体の質量流量を測定
するための本発明による装置を示す図である。 １・・・管、２・・・流れ方間、３・・・ベンチエリ管
、４・・・差圧計、５・・・コンデンサ、６・・・キャ
パシタンス測定装置、７・・・評価装置、８・・・指示
計、３１・・・ベンチュリ管の入口、３２・・・ベンチ
ュリ管の頚部。
するための本発明による装置を示す図である。 １・・・管、２・・・流れ方間、３・・・ベンチエリ管
、４・・・差圧計、５・・・コンデンサ、６・・・キャ
パシタンス測定装置、７・・・評価装置、８・・・指示
計、３１・・・ベンチュリ管の入口、３２・・・ベンチ
ュリ管の頚部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）特に１つよりも多い成分または相から成っており管
（１）のなかを流れる媒体の質量流量（Ｍ）を測定する
ための質量流量測定装置であって、 管（１）のなかに、差圧計（４）と接続されている１つ
の絞り機構、特に１つのベンチュリ管（３）またはベン
チュリノズルが挿入されており、 流れる媒体のなかに、媒体の密度（ρ）を求めるための
１つの密度測定装置が配置されており、 差圧計（４）と媒体の密度（ρ）を求めるための密度測
定装置とが、差圧（Δｐ）および媒体密度（ρ）から質
量流量（Ｍ）を求めるための１つの評価装置（７）と接
続されている質量流量測定装置において、 媒体の密度（ρ）を求めるための密度測定装置が管（１
）の断面積にくらべて小さい一定の断面積を有する絞り
機構の区間に配置されていることを特徴とする質量流量
測定装置。 ２）媒体の密度（ρ）を求めるための密度測定装置が、
キャパシタンス測定装置（６）と接続されている１つの
コンデンサ（５）であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の質量流量測定装置。 ３）コンデンサ（５）が絶縁材料で被覆されていること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の質量流量測定
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3624884.3 | 1986-07-23 | ||
| DE3624884 | 1986-07-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352015A true JPS6352015A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH0713575B2 JPH0713575B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=6305792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62182113A Expired - Lifetime JPH0713575B2 (ja) | 1986-07-23 | 1987-07-21 | 質量流量測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4829831A (ja) |
| EP (1) | EP0254160B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0713575B2 (ja) |
| KR (1) | KR880002001A (ja) |
| DE (1) | DE3765482D1 (ja) |
| NO (1) | NO170654C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501129A (ja) * | 2007-10-12 | 2011-01-06 | ハイドロ エアー インコーポレイテッド | 流量計 |
| JP2014517267A (ja) * | 2011-04-29 | 2014-07-17 | ホリバ ヨーロッパ ゲーエムベーハー | 燃料流量測定デバイス及びその較正デバイス |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2622002B1 (fr) * | 1987-10-20 | 1990-03-09 | Neu Ets | Procede et dispositif de mesure d'un debit diphasique gaz-solide ou liquide-solide |
| US5048348A (en) * | 1989-02-14 | 1991-09-17 | Texaco Inc. | Fluid flow volumetric determination apparatus and method |
| EP0439765B1 (de) * | 1990-01-31 | 1995-05-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampferzeuger |
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