WO2023095291A1 - ミスト流量測定装置 - Google Patents

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WO2023095291A1
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pipe
imaging
mist
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inner diameter
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PCT/JP2021/043422
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孝浩 平松
容征 織田
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東芝三菱電機産業システム株式会社
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85Investigating moving fluids or granular solids

Definitions

  • mist flow rate measuring device that measures the flow rate of raw material mist under conditions where mist-containing gas containing raw material mist flows.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram showing the configuration (part 1) of a conventional ultrasonic atomization system.
  • a conventional ultrasonic atomization system 2001 has an ultrasonic atomization device 201, a raw material solution supply section 20, and a flow control section 27 as main components.
  • the ultrasonic atomization device 201 includes an atomization container 1, a liquid level detection sensor 25, and an ultrasonic transducer 2 as main components.
  • a raw material solution 15 is accommodated in the atomization container 1 .
  • a predetermined number of ultrasonic transducers 2 are arranged on the bottom surface of the atomization container 1 .
  • the ultrasonic atomization device 201 having such a configuration, when ultrasonic vibration processing is performed in which the ultrasonic transducer 2 applies ultrasonic vibrations, vibrational energy of the ultrasonic waves is transmitted through the bottom surface of the container 1 for atomization, It is transmitted to the raw material solution 15 in the atomization container 1 .
  • the raw material solution 15 shifts to mist with a particle size of 10 ⁇ m or less, whereby the raw material mist 3 is obtained in the atomization container 1 .
  • a carrier gas G4 is supplied into the atomization container 1 from the gas supply pipe 4 .
  • the carrier gas G4 is supplied into the atomization container 1 at a predetermined flow rate in order to convey the raw material mist 3 to the mist utilization processing section outside the ultrasonic atomization device 201 through the mist gas pipe 28 .
  • mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 is conveyed outside within the mist gas pipe 28 .
  • the atomization container 1 has a liquid level detection sensor 25 inside.
  • the liquid level position detection sensor 25 is a sensor capable of detecting the liquid level height position of the raw material solution 15 . Part of the liquid surface position detection sensor 25 is immersed in the raw material solution 15 .
  • the liquid surface position detection sensor 25 detects the position of the liquid surface 15a of the raw material solution 15 and obtains sensor information S25 indicating the detected position of the liquid surface 15a.
  • the raw material solution supply unit 20 includes a container 21, a pump 22, a flow meter 23, and a raw material solution supply side pipe 24 as main components.
  • the container 21 contains the raw material solution 15 .
  • the flowmeter 23 measures the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 to obtain measured flow rate information S23 indicating the measured flow rate.
  • the flow rate control unit 27 receives measured flow rate information S23 from the flow meter 23 and sensor information S25 from the liquid surface position detection sensor 25 .
  • the flow rate control unit 27 always recognizes the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 based on the measured flow rate indicated by the measured flow rate information S23.
  • the flow control unit 27 always recognizes the amount of change in the raw material solution 15 in the atomization container 1 from the position of the liquid surface 15a of the raw material solution 15 indicated by the sensor information S25.
  • the flow rate control unit 27 executes raw material supply control processing for outputting a pump drive signal S27 that instructs the drive amount of the pump 22 so as to satisfy the flow rate control conditions described later. .
  • the flow rate control condition described above is a condition that "the position of the liquid surface 15a of the raw material solution 15 indicated by the sensor information S25 is within an allowable range from a predetermined liquid surface height".
  • the amount of change from the predetermined liquid level height of the raw material solution 15 in the atomization container 1 is recognized and recognized.
  • a first flow rate estimation method is employed in which the flow rate of the raw material mist 3 contained in the mist-containing gas G3 is estimated from the amount of change in the raw material solution 15 obtained.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing the configuration (part 2) of a conventional ultrasonic atomization system.
  • the ultrasonic atomization system 2002 has an ultrasonic atomization device 202, a raw material solution supply section 20, a weighing scale 26, and a flow control section 27B as main components.
  • the ultrasonic atomization device 202 includes an atomization container 1 and an ultrasonic transducer 2 as main components.
  • the ultrasonic atomization device 202 differs from the ultrasonic atomization device 201 in that it does not have the liquid level detection sensor 25 .
  • the raw material solution supply unit 20 includes a container 21, a pump 22, a flow meter 23, and a raw material solution supply side pipe 24 as main components.
  • the raw material solution supply unit 20 supplies the raw material solution 15 to the ultrasonic atomization device 100 .
  • the container 21 contains the raw material solution 15 .
  • the flowmeter 23 measures the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 to obtain measured flow rate information S23 indicating the measured flow rate.
  • the weighing scale 26 supports the container 21 so that its weight can be measured.
  • the weighing scale 26 measures the weight of the container 21 containing the raw material solution 15 and outputs a weighing signal S26 indicating the weight.
  • the flow rate control unit 27B receives the measured flow rate information S23 from the flow meter 23 and the weighing signal S26 from the weighing meter 26.
  • the flow rate control unit 27B always recognizes the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 based on the measured flow rate indicated by the measured flow rate information S23.
  • the flow control unit 27B always recognizes the remaining amount of the raw material solution 15 in the container 21 from the weight of the container 21 indicated by the weighing signal S26.
  • the flow rate control section 27B executes raw material supply control processing for outputting a pump drive signal S27B that instructs the drive amount of the pump 22 so as to satisfy the flow rate control conditions described later. .
  • the flow rate control condition described above is a condition that "the amount of change per unit time of the weight indicated by the weighing signal S26 is within the allowable range".
  • the conventional ultrasonic atomization system 2002 recognizes the amount of change in the raw material solution 15 in the container 21 from the weighing signal S26 obtained from the weighing scale 26.
  • the ultrasonic atomization system 2002 employs a second flow rate estimation method of estimating the flow rate of the raw material mist 3 contained in the mist-containing gas G3 from the amount of change in the raw material solution 15 in the container 21 .
  • the second flow estimation method is used, for example, in the atomization device disclosed in Patent Document 1.
  • the conventional first and second flow rate estimation methods indirectly estimate the flow rate of the raw material mist 3 based on the amount of change in the raw material solution 15 in the atomization container 1 or the amount of change in the raw material solution 15 in the container 21. I am looking for
  • the conventional method for measuring the flow rate of the raw material mist 3, including the first and second flow rate estimation methods, has the above-described estimation error factors, so the flow rate of the raw material mist 3 cannot be measured accurately. There was a problem.
  • An object of the present disclosure is to solve the above problems and to provide a mist flow rate measuring device capable of accurately determining the flow rate of raw material mist.
  • the mist flow rate measuring device of the present disclosure includes a mist imaging camera that acquires imaging information by performing imaging processing with at least a part of a mist distribution area in which mist-containing gas containing raw material mist flows as an imaging target area, and the imaging information.
  • a mist flow rate calculation unit for executing a mist flow rate calculation process for obtaining the flow rate of the raw material mist in the mist-containing gas based on the and an imaging pipe having a mist circulation region inside, wherein the cross-sectional shape of each of the first and second gas supply pipes is circular with a constant inner diameter, and the cross-sectional shape of the imaging pipe is circular.
  • the imaging pipe has a constant inner diameter region with a constant inner diameter
  • the imaging pipe is provided between the first gas supply pipe and the second gas supply pipe.
  • a constituent material has transparency
  • a part of the mist distribution area in the imaging pipe is the imaging target area
  • the mist-containing gas is distributed along a predetermined direction facing the vertical direction. 1 gas supply pipe, the imaging pipe, and the second gas supply pipe in this order, and the inner diameter of the constant inner diameter region in the imaging pipe is the same as that of each of the first and second gas supply pipes. It is characterized by being larger than the inner diameter.
  • the inner diameter of the constant inner diameter region in the imaging pipe is larger than the inner diameter of each of the first and second gas supply pipes, the inner surface of the constant inner diameter region in the imaging pipe and the first A first inner surface difference distance is generated between the inner surface of the gas supply pipe and a second inner surface difference distance is generated between the inner surface of the constant inner diameter region in the imaging pipe and the inner surface of the second gas supply pipe.
  • the mist-containing gas When the mist-containing gas is propagated from the first gas supply pipe to the imaging pipe, the mist-containing gas may reach the inner surface of the constant inner diameter region of the imaging pipe due to the first inner surface difference distance. can be reduced.
  • part of the mist-containing gas may rebound from the second gas supply pipe.
  • the probability that part of the rebounded mist-containing gas reaches the inner surface of the constant inner diameter region in the imaging pipe can be reduced by the amount of the second inner surface differential distance.
  • the mist flow rate measuring device of the present disclosure suppresses the occurrence of dew condensation on the inner surface of the constant inner diameter region in the imaging pipe and satisfactorily performs the imaging process with the mist imaging camera, thereby accurately measuring the raw material mist. Flow rate can be measured.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an imaging result by the camera shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an example of imaging information of the camera shown in FIG. 1
  • It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure of upstream piping, transparent piping, and downstream piping which were shown in FIG. 4 is a flow chart showing a processing procedure for calculating a correlation parameter
  • 4 is a flow chart showing a processing procedure of a raw material solution control method in the ultrasonic atomization system of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an imaging result by the camera shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an example of
  • FIG. 5 is a graph showing an example of mist flow rate measurement results obtained by the mist flow rate measuring device of Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a flowchart showing imaging processing and mist flow rate calculation processing according to a modification of Embodiment 1;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 2 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 3 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 4 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system according to Embodiment 5 of the present disclosure
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of upstream piping and downstream piping shown in FIG. 12
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 6
  • FIG. 15 is a perspective view showing the large-diameter transparent pipe shown in FIG. 14 and the entire surrounding structure thereof;
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of upstream piping and downstream piping shown in FIG. 12
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 6
  • FIG. 15 is a perspective view showing the large-diameter
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, an intermediate pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 7;
  • FIG. 17 is a perspective view showing the large-diameter transparent pipe 3 and the intermediate pipe shown in FIG. 16 and the overall structure therearound.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, an intermediate pipe, a tapered pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 8;
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, an intermediate pipe, a tapered pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 8;
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-
  • FIG. 19 is a perspective view showing the large-diameter transparent pipe, the intermediate pipe, the tapered pipe, and the overall structure around them shown in FIG. 18;
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, an intermediate pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 9;
  • FIG. 21 is a perspective view showing the large-diameter transparent pipe, the intermediate pipe, and the overall structure around them shown in FIG. 20;
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of an upstream pipe, a large-diameter transparent pipe, an intermediate pipe, and a downstream pipe in a mist flow rate measuring device according to Embodiment 10; 23 is a perspective view showing the entire structure of the large-diameter transparent pipe and intermediate pipe 45 shown in FIG. 22 and their surroundings.
  • FIG. It is an explanatory view showing the composition (the 1) of the conventional ultrasonic atomization system. It is explanatory drawing which shows the structure (2) of the conventional ultrasonic atomization system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system 1001 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the ultrasonic atomization system 1001 includes the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 1 includes a camera 5, a light source 6, a transparent pipe 10, and a mist flow rate calculator 16 as main components.
  • an ultrasonic atomization system 1001 includes an ultrasonic atomization device 100, a raw material solution supply unit 20, a flow control unit 17, an upstream pipe 7 and a downstream pipe 8, in addition to the mist flow rate measuring device described above. It contains as a main component.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 serve as auxiliary members of the mist flow rate measuring device for providing the transparent pipe 10 .
  • the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 are connected to each other, and the combination of the pipes 7, 10 and 9 constitutes a pipe for discharging the mist-containing gas G3 to the outside.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the transparent pipe 10 serves as an imaging pipe.
  • the ultrasonic atomization device 100 includes an atomization container 1 and an ultrasonic transducer 2 as main components.
  • a raw material solution 15 is accommodated in the atomization container 1 .
  • a predetermined number of ultrasonic transducers 2 (only one is shown in FIG. 1) are arranged on the bottom surface of the atomization container 1 .
  • the raw material solution 15 for example, a material solution containing metal elements such as aluminum (Al) and zinc (Zn) can be considered.
  • the ultrasonic atomization device 100 having such a configuration, when ultrasonic vibration processing is performed in which the ultrasonic transducer 2 applies ultrasonic vibrations, vibrational energy of the ultrasonic waves is transmitted through the bottom surface of the atomization container 1 to It is transmitted to the raw material solution 15 in the atomization container 1 .
  • the raw material solution 15 shifts to mist with a particle size of 10 ⁇ m or less, whereby the raw material mist 3 is obtained in the atomization container 1 .
  • a carrier gas G4 is supplied into the atomization container 1 from the gas supply pipe 4 .
  • the carrier gas G4 is supplied at a predetermined flow rate. is supplied into the atomizing container 1 at .
  • a high-concentration inert gas for example, can be employed as the carrier gas G4.
  • the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 propagates through the external discharge pipe composed of the combination of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8, and is finally supplied to the outside.
  • the mist-containing gas G3 means gas in which the raw material mist 3 is transported by the carrier gas G4.
  • the raw material solution supply unit 20 includes a container 21, a pump 22, a flow meter 23, and a raw material solution supply side pipe 24 as main components.
  • the container 21 contains the raw material solution 15 .
  • the flowmeter 23 measures the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 to obtain measured flow rate information S23 indicating the measured flow rate.
  • the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 is supplied to the outside from the atomization container 1 via the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8.
  • the insides of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10, and the downstream pipe 8 serve as flow paths for the mist-containing gas G3. That is, the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • the ultrasonic atomization device 100 performs ultrasonic vibration treatment on the raw material solution 15 by the ultrasonic oscillator 2 to generate the raw material mist 3, and the carrier gas G4 causes the mist-containing gas G3 to flow into the mist distribution area.
  • part of the mist circulation area in the transparent pipe 10, which is the imaging pipe becomes the imaging target region of the camera 5, which is the mist imaging camera.
  • the light source 6 irradiates the imaging target area in the transparent pipe 10 with the incident light L1. Then, the incident light L1 is reflected in the imaging target area of the mist-containing gas G3 to obtain the reflected light L2.
  • the camera 5 which is a mist imaging camera, executes imaging processing for imaging the reflected light L2. That is, the imaging process by the camera 5 is the imaging process of the reflected light L2 in which at least a part of the mist distribution area through which the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 flows is taken as the imaging target area.
  • the camera 5 executes imaging processing and acquires imaging information S5.
  • the imaging information S5 indicates a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the imaging target area.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of imaging results by the camera 5.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an example of the imaging information S5.
  • an imaging result in the imaging target region R5 is obtained.
  • a dark black region has a higher luminance than a light black region.
  • the camera 5 executes internal arithmetic processing based on the imaging result as shown in FIG. 2 to obtain imaging information S5 as shown in FIG.
  • a plurality of pixels arranged in a matrix of N ( ⁇ 2) ⁇ M ( ⁇ 2) correspond to the imaging target region R5, and each of the plurality of pixels has a luminance value. ing.
  • the larger the luminance value indicated by the pixel the higher the luminance.
  • the imaging information S5 is information indicating a plurality of luminance values for a plurality of pixels. It should be noted that the imaging result shown in FIG. 2 and the imaging information S5 shown in FIG. 3 are merely examples, and there is no correlation between them.
  • the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing for obtaining the flow rate of the raw material mist 3 in the mist-containing gas G3 based on the imaging information S5 obtained from the camera 5, and mist flow rate information indicating the flow rate of the raw material mist 3. S16 is obtained.
  • the mist flow rate information S ⁇ b>16 is given to the flow rate control section 17 .
  • the mist flow rate calculation processing by the mist flow rate calculation unit 16 includes the following total sum value calculation processing and flow rate derivation processing.
  • Total sum value calculation processing processing to obtain a luminance sum value that is the sum of a plurality of luminance values indicated by the imaging information S5
  • Flow rate derivation processing processing for deriving the flow rate of the raw material mist 3 from the luminance sum value obtained by the sum value calculation processing
  • the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing including total sum value calculation processing and flow rate derivation processing based on a plurality of luminance values indicated by imaging information S5.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8.
  • FIG. 4 shows an XYZ orthogonal coordinate system.
  • an upstream pipe 7, a transparent pipe 10, and a downstream pipe 8, which constitute external discharge pipes, are arranged along the Z direction parallel to the vertical direction. , and the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 are connected respectively.
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows inside each of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10, and the downstream pipe 8 along the +Z direction. That is, the flow path for the mist-containing gas G3 is provided inside each of the upstream pipe 7 , the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 .
  • the cross-sectional shape of each of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter, and the inner diameters of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 are set to be the same.
  • the constituent material of the transparent pipe 10, which is the imaging pipe, has transparency. Furthermore, the constituent material of the pipe inner surface S10 of the transparent pipe 10 has hydrophilicity.
  • the thickness of each of the upstream pipe 7, the transparent pipe 10 and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure for calculating the correlation parameter for obtaining the flow rate of the raw material mist 3.
  • the correlation parameter calculation process is performed prior to the actual operation of the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • step ST11 a predetermined ultrasonic atomization device with a known flow rate of raw material mist 3 is prepared.
  • the flow rate value of the raw material mist 3 is assumed to be a mist flow rate MT.
  • imaging conditions for the camera 5 are set.
  • This imaging condition is the same as the imaging condition of the camera 5 during the actual operation of the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • the camera 5 is the camera for the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • Imaging conditions may include, for example, the light intensity and wavelength of the light source 6, the irradiation angle of the incident light L1 to the transparent pipe 10, the imaging position of the camera 5, the imaging target area, the imaging light type (reflected light, transmitted light), and the like. It is desirable that the flow rate of the carrier gas G4 in a predetermined ultrasonic atomization device is set to be the same as the flow rate of the carrier gas G4 in the ultrasonic atomization device 100 .
  • step ST13 the camera 5 starts imaging processing
  • step ST14 the camera 5 acquires the imaging information S5 by executing the imaging processing for the reflected light L2.
  • step ST15 a brightness sum value, which is the sum of a plurality of brightness values indicated by the imaging information S5, is calculated.
  • the luminance total value LS is calculated.
  • step ST16 the correlation parameter K1 is calculated.
  • the mist flow rate MT has a relationship expressed as a linear function of the luminance total value LS as shown in Equation (1).
  • MT K1 ⁇ LS+c1 (1) c1 is a constant.
  • the correlation parameter K1 can be calculated from the following formula (2) based on formula (1).
  • the correlation parameter K1 that can be calculated according to the flow shown in FIG. 5 can be prepared in advance for the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the processing procedure of the control method for the raw material solution 15 in the ultrasonic atomization system 1001 shown in FIG. This flow includes a mist flow rate measuring method using the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • This flow includes a mist flow rate measuring method using the mist flow rate measuring device of the first embodiment.
  • step ST1 the imaging conditions for the mist flow rate measuring device of Embodiment 1 are set.
  • the imaging conditions are the same as those for calculating the correlation parameter K1 shown in FIG.
  • step ST2 the mist flow rate calculator 16 acquires the correlation parameter K1.
  • a method of acquiring the correlation parameter K1 for example, a method of storing the correlation parameter K1 in an external storage device (not shown) and acquiring it by the mist flow rate calculation unit 16 as necessary is conceivable.
  • step ST2 is a step of obtaining the correlation parameter K1 for deriving the mist flow rate MF from the total brightness value of a plurality of brightness values.
  • step ST3 the mist flow rate measuring device of the first embodiment starts the imaging process for the reflected light L2 by the camera 5, and in step ST4, the camera 5 performs the imaging process to acquire the imaging information S5. .
  • the above-described step ST4 is a step of using the camera 5 to perform imaging processing with at least a part of the mist distribution area in which the mist-containing gas G3 flows as an imaging target area, and acquiring imaging information S5.
  • step ST2 the acquisition process of the correlation parameter K1 in step ST2 described above may be performed after step ST4 is performed and before step ST5 is performed.
  • step ST5 the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing to calculate the mist flow rate MF.
  • the details of the mist flow rate calculation process will be described below.
  • the mist flow rate calculation unit 16 first performs a total sum value calculation process for obtaining a brightness sum value, which is the sum of a plurality of brightness values indicated by the imaging information S5. After that, the mist flow rate calculation unit 16 executes a flow rate derivation process for deriving the mist flow rate MF from the luminance sum value obtained in the sum value calculation process.
  • the mist flow rate MF can be obtained by the following formula (1A) to which the above formula (1) is applied.
  • step ST5 based on the imaging information S5, using the correlation parameter K1, the mist flow rate calculation process is executed to obtain the mist flow rate MF in the mist-containing gas G3 from the luminance sum value LS of a plurality of luminance values. are doing.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 1 can measure the mist flow rate MF based on the imaging information S5 by executing the mist flow rate measuring method including steps ST1 to ST5.
  • (L (liter)/min) can be considered as a unit of the mist flow rate MF.
  • the mist flow rate information S16 indicating the mist flow rate MF calculated by the mist flow rate calculation unit 16 is output to the flow rate control unit 17 at the next stage.
  • step ST6 the flow rate control unit 17 of the ultrasonic atomization system 1001 executes raw material supply control processing for controlling the supply state of the raw material solution 15 supplied from the container 21 of the raw material solution supply unit 20 to the atomization container 1. .
  • the details of the processing of step ST6 by the flow control unit 17 will be described below.
  • the flow control unit 17 which is a raw material supply control unit, receives the measured flow rate information S23 from the flow meter 23 and the mist flow rate information S16 from the mist flow calculation unit 16.
  • the flow rate control unit 17 always recognizes the flow rate of the raw material solution supply side pipe 24 based on the measured flow rate indicated by the measured flow rate information S23.
  • the flow control unit 17 always recognizes the flow rate of the raw material mist 3 from the mist flow rate MF indicated by the mist flow rate information S16.
  • the flow rate control unit 17 executes raw material supply control processing for outputting a pump drive signal S17 that instructs the drive amount of the pump 22 so as to satisfy the flow rate control conditions described later. do.
  • the flow rate control condition is, for example, the condition that "the mist flow rate MF indicated by the mist flow rate information S16 is within an allowable range from the reference mist flow rate".
  • the flow control unit 17 recognizes the flow rate of the raw material mist 3 generated by the ultrasonic atomization device 100 based on the mist flow rate information S16 obtained from the mist flow calculation unit 16, and the flow rate of the recognized raw material mist 3 is is a predetermined flow rate within the allowable range from the reference mist flow rate.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of measurement results of the mist flow rate MF by the mist flow rate measuring device of Embodiment 1.
  • the conversion flow rate F1 indicates the case where one ultrasonic transducer 2 is subjected to ultrasonic vibration processing
  • the conversion flow rate F4 indicates the case where four ultrasonic transducers 2 are caused to perform ultrasonic vibration processing. indicates the case.
  • the converted flow rate F4 is larger than the converted flow rate F1, and the converted flow rate F1 and the converted flow rate F4 are within the range of agreement, and the raw material supply control process by the flow rate control unit 17 is appropriately executed. I know there is.
  • the mist flow rate calculation unit 16 in the mist flow rate measurement device of Embodiment 1 executes mist flow rate calculation processing based on imaging information S5 indicating a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the imaging target region R5.
  • a correlation parameter K1 for deriving the mist flow rate MF from the plurality of brightness values indicated by the imaging information S5 is obtained in advance. (See Figure 5).
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 1 can accurately obtain the mist flow rate MF by executing the mist flow rate calculation process using the correlation parameter K1 based on the imaging information S5.
  • the mist flow rate calculation unit 16 can perform simple and highly accurate mist flow rate calculation processing.
  • the mist flow rate measuring device of the first embodiment suppresses the diffusion of the raw material mist 3 contained in the mist-containing gas G3 by providing the transparent pipe 10 serving as an imaging pipe having a flow path of the mist-containing gas G3 therein.
  • the imaging process by the camera 5 can be executed in space.
  • the constituent material of the transparent pipe 10 has transparency, the presence of the transparent pipe 10 does not affect the imaging process by the camera 5.
  • the transparent pipe 10 serving as the imaging pipe is arranged along the vertical direction (Z direction), the liquid condensed in the transparent pipe 10 does not accumulate in the transparent pipe 10, and the liquid is (-Z direction) can be discharged.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 1 can minimize the influence of dew condensation in the transparent pipe 10 and perform imaging processing by the camera 5 .
  • the constituent material of the pipe inner surface S10 of the transparent pipe 10 has hydrophilicity, even if dew condensation occurs in the transparent pipe 10, the phenomenon that the condensed liquid adheres to the pipe inner surface S10 of the transparent pipe 10 as water droplets is suppressed. can be done.
  • the flow control unit 17 (raw material supply control unit) in the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 adjusts the mist flow rate MF to a predetermined flow rate based on the mist flow rate information S16 obtained from the mist flow rate calculation unit 16. , the raw material supply control process is executed.
  • the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 can stabilize the mist flow rate MF generated from the ultrasonic atomization device 100 at a predetermined flow rate over a long period of time.
  • Step ST5 in the mist flow rate measurement method executed by the mist flow rate measurement device of Embodiment 1 uses the correlation parameter K1 based on a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the imaging target region R5. to obtain the mist flow rate MF.
  • the mist flow rate measurement method of Embodiment 1 can accurately obtain the mist flow rate MF by using the correlation parameter K1.
  • the imaging process by the camera 5 shows the case where the imaging process is performed once, but a modification in which the imaging process is performed a plurality of times in succession An example is possible.
  • the imaging processing can be performed 20 times by continuously operating the camera 5 for 20 seconds.
  • FIG. 8 is a flowchart showing imaging processing and mist flow calculation processing according to a modification of the mist flow rate measuring device of Embodiment 1.
  • FIG. 8 is a flowchart showing imaging processing and mist flow calculation processing according to a modification of the mist flow rate measuring device of Embodiment 1.
  • steps ST41 to ST44 corresponds to the processing of step ST4 in FIG. 6, and the processing of step ST50 corresponds to the processing of step ST5 in FIG.
  • the control shown in steps ST41 to ST44 in FIG. 8 may be performed under the control of the mist flow calculation unit 16 or by a control mechanism such as a CPU built into the camera 5, for example. Also, the example shown in FIG. 8 shows a case where K ( ⁇ 2) imaging processing is performed.
  • step ST42 the first imaging process is performed by the camera 5, and the obtained imaging information S5 is acquired as the first imaging information.
  • step ST43 When step ST43 becomes "YES", it means that the first to K-th imaging information (plurality of imaging information) have been obtained by executing the imaging process K times (multiple times). It is conceivable that the camera 5 itself has the function of temporarily storing the 1st to Kth imaging information, or the mist flow calculation unit 16 is provided with the function.
  • step ST50 which is executed when step ST43 is YES, the mist flow rate calculation unit 16 first executes mist flow rate calculation processing based on the first to Kth imaging information.
  • the first to K-th imaging information are a plurality of pieces of imaging information obtained by executing the imaging process a plurality of times. The details of step ST50 will be described below.
  • the mist flow rate calculation unit 16 performs total sum value calculation processing on each of the first to Kth imaging information to obtain the first to Kth luminance sum values LS(1) to LS(K) (a plurality of luminance sum values). ).
  • the mist flow rate calculation unit 16 obtains the average value of the luminance summation values LS(1) to LS(K) as the total mean value, and obtains the mist flow rate MF from the total mean value using the correlation parameter K1.
  • the mist flow rate MF can be obtained by the following formula (1B) to which the above formula (1) is applied.
  • the mist flow rate deriving process of the mist flow rate calculation unit 16 derives the mist flow rate MF from the first to K-th total luminance values LS(1) to LS(K).
  • the correlation parameter K1 in the modified example as in the actual operation of the mist flow rate measuring device of the modified example, from the average value of the first to Kth luminance sum values LS (1) to LS (K), It is desirable to calculate along the flow shown in FIG.
  • the mist flow rate MF by deriving the mist flow rate MF from the total average value MS of the first to K-th luminance total values LS(1) to LS(K), which are a plurality of luminance total values, the accuracy is improved. high mist flow rate MF can be obtained.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system 1002 according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • the ultrasonic atomization system 1002 includes the mist flow rate measuring device of the second embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 2 includes a camera 5, a light source 6, a transparent pipe 10, and a mist flow rate calculator 16 as main components.
  • an ultrasonic atomization system 1002 includes an ultrasonic atomization device 100, a raw material solution supply unit 20, a flow control unit 17, an upstream pipe 7, and a downstream pipe 8 in addition to the mist flow rate measuring device described above. It contains as a main component.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 serve as auxiliary members of the mist flow rate measuring device for providing the transparent pipe 10 .
  • the light source 6 irradiates the imaging target area in the transparent pipe 10 with the incident light L1. Then, the incident light L1 passes through the imaging target area of the mist-containing gas G3 to obtain the transmitted light L3.
  • the camera 5, which is a camera for imaging mist, is arranged at a position facing the light source 6 with the transparent pipe 10 interposed therebetween, and performs imaging processing for imaging the transmitted light L3. That is, the imaging process by the camera 5 is the imaging process of the transmitted light L3 in which at least a part of the mist circulation area in which the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 flows is taken as the imaging target area.
  • the camera 5 executes imaging processing and acquires imaging information S5.
  • the imaging information S5 includes a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the imaging target area.
  • the mist flow rate calculation unit 16 in the mist flow rate measuring device of the second embodiment executes mist flow rate calculation processing based on the imaging information S5 indicating a plurality of luminance values obtained by the imaging processing of the camera 5 for the transmitted light L3. ing.
  • the mist flow rate measuring device of the second embodiment can accurately obtain the mist flow rate MF by executing the mist flow rate calculation process using the correlation parameter K1 based on the imaging information S5, as in the first embodiment. can.
  • the camera 5, which is the mist imaging camera of the mist flow rate measuring device of Embodiment 3, can relatively easily obtain the imaging information S5 by executing the imaging process of imaging the transmitted light L3.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system 1003 according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • the ultrasonic atomization system 1003 includes the mist flow rate measuring device of the third embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 3 includes a camera 5, a light source 6, a transparent pipe 10, a heater 12, and a mist flow rate calculator 16 as main components.
  • the ultrasonic atomization system 1003 includes an ultrasonic atomization device 100, a raw material solution supply unit 20, a flow control unit 17, an upstream pipe 7 and a downstream pipe 8 in addition to the mist flow rate measuring device described above. It contains as a main component.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 serve as auxiliary members of the mist flow rate measuring device for providing the transparent pipe 10 .
  • a heater 12 is provided in the vicinity of the transparent pipe 10, which is the imaging pipe, along the extending direction (Z direction) of the transparent pipe 10. .
  • the heater 12 heats the transparent pipe 10 and its interior.
  • the mist flow rate calculation unit 16 in the mist flow rate measuring device of the third embodiment executes mist flow rate calculation processing based on the imaging information S5 indicating a plurality of luminance values, as in the first embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 3 can accurately obtain the mist flow rate MF by executing the mist flow rate calculation process using the correlation parameter K1 based on the imaging information S5, as in the case of the first embodiment. can.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 3 further includes a heater 12, and the heater 12 can heat the transparent pipe 10, which is the pipe for imaging, and the inside, so that the occurrence of dew condensation in the transparent pipe 10 is suppressed. be able to.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system 1004 according to Embodiment 4 of the present disclosure.
  • the ultrasonic atomization system 1004 includes the mist flow rate measuring device of the fourth embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 4 includes a light source 6, a transparent pipe 10, a mist flow rate calculator 16, and cameras 51 and 52 as main components.
  • the ultrasonic atomization system 1004 includes the ultrasonic atomization device 100, the raw material solution supply unit 20, the flow control unit 17, the upstream pipe 7, and the downstream pipe 8 in addition to the mist flow rate measuring device described above. It has as a main component.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 serve as auxiliary members of the mist flow rate measuring device for providing the transparent pipe 10 .
  • part of the mist circulation area in the transparent pipe 10, which is the imaging pipe becomes the imaging target region of the camera 5, which is the mist imaging camera.
  • the light source 6 irradiates the imaging target area in the transparent pipe 10 with the incident light L1. Then, the incident light L1 is reflected in the imaging target area of the mist-containing gas G3 to obtain two reflected lights L21 and L22 (a plurality of reflected lights). The reflected lights L21 and L22 are reflected in different directions and are in a relationship of not interfering with each other.
  • cameras 51 and 52 which are a plurality of mist imaging cameras, are arranged for the reflected lights L21 and L22, which are a plurality of reflected lights.
  • the camera 51 executes imaging processing for imaging the reflected light L21
  • the camera 52 executes imaging processing for imaging the reflected light L22.
  • the imaging process by the cameras 51 and 52 is the imaging process of the reflected lights L21 and L22 with at least a part of the mist distribution area through which the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 flows as the imaging target area.
  • the camera 51 performs imaging processing for the reflected light L21 and acquires imaging information S51.
  • the imaging information S51 indicates a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the reflected light L21 from the imaging target area.
  • the camera 52 performs imaging processing for the reflected light L22 and obtains imaging information S52.
  • the imaging information S52 includes a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the reflected light L22 from the imaging target area.
  • the reflected lights L21 and L22 do not interfere with each other, and the imaging information S51 and S52, which are multiple types of imaging information, indicate multiple luminance values with different contents.
  • the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing to obtain the flow rate of the raw material mist 3 in the mist-containing gas G3 based on the imaging information S51 and S52, which are multiple types of imaging information, and the mist indicating the flow rate of the raw material mist 3. Obtain flow rate information S16.
  • the mist flow rate calculation process includes the following total sum value calculation process and flow rate derivation process.
  • Total sum value calculation processing A first total luminance value that is the sum of a plurality of luminance values indicated by the imaging information S51 and a second total luminance value that is a sum of a plurality of luminance values indicated by the imaging information S52 are obtained. Processing to obtain the average value of the first and second luminance total values as the total luminance average value Flow rate derivation processing ... processing to derive the flow rate of the raw material mist 3 from the luminance total average value obtained in the total sum value calculation processing
  • the mist flow rate MF can be obtained by the following formula (1C) to which the above formula (1) is applied.
  • the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing based on a plurality of luminance values indicated by the imaging information S51 and S52.
  • the average value of the first and second luminance sum values is calculated from the average value of the first and second luminance sum values shown in FIG. It is desirable to calculate along the flow.
  • the mist flow rate calculation unit 16 in the mist flow rate measuring device of Embodiment 4 executes mist flow rate calculation processing based on the imaging information S51 and S52, each of which indicates a plurality of luminance values.
  • the mist flow rate measuring device of the fourth embodiment uses the correlation parameter K1 based on the imaging information S51 and S52 to execute the mist flow rate calculation process, thereby obtaining the mist flow rate MF with high accuracy. be able to.
  • the mist flow rate calculation unit 16 executes mist flow rate calculation processing based on multifaceted imaging information S51 and S52 (multiple types of imaging information) obtained from cameras 51 and 52, which are a plurality of mist imaging cameras.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 4 can more accurately determine the flow rate of the raw material mist 3 .
  • the mist flow rate calculation unit 16 of Embodiment 4 obtains the average value of the first and second luminance sum values when executing the total sum value calculation process, but the difference between the first and second luminance sum values , and one ratio may be higher than the other ratio.
  • the ratio of the first total brightness value and the second total brightness value may be ⁇ 2:1 ⁇ .
  • the configuration in which one light source 6 is provided is shown, but the number of light sources 6 may also be two in accordance with the number of cameras 51 and 52 .
  • two cameras 51 and 52 are shown as a plurality of mist imaging cameras, but three or more mist imaging cameras may be used to obtain three or more types of imaging information.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasonic atomization system 1005 according to Embodiment 5 of the present disclosure.
  • the ultrasonic atomization system 1005 includes the mist flow rate measuring device of the fifth embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 5 includes a camera 5, a light source 6, an upstream pipe 7, a downstream pipe 8, a pipe absent space 9, and a mist flow rate calculator 16 as main components.
  • the ultrasonic atomization system 1005 includes an ultrasonic atomization device 100, a raw material solution supply unit 20, a flow control unit 17, an upstream pipe 7 and a downstream pipe 8 in addition to the mist flow rate measuring device described above. It has as a main component.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 are separated from each other with a pipe absent space 9 interposed therebetween, and the combination of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 separated from each other constitutes a pipe for discharging the mist-containing gas G3 to the outside.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the pipe-free space 9 serves as a clearance space.
  • the upstream pipe 7 (first gas supply pipe) and the downstream pipe 8 (second gas supply pipe) are the main components of the mist flow rate measuring device that are indispensable for providing the pipe absent space 9. It works as an element.
  • the mist-containing gas G3 containing the raw material mist 3 is supplied from the atomization container 1 to the outside through the upstream pipe 7, the pipe-absent space 9, and the downstream pipe 8.
  • FIG. 13A and 13B are explanatory diagrams showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8.
  • FIG. 13 shows an XYZ orthogonal coordinate system.
  • each of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 serves as a flow path for the mist-containing gas G3. That is, the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • a pipe-free space 9 exists as a clearance space between the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 .
  • the interior of the pipe-free space 9 also serves as a flow path for the mist-containing gas G3. That is, the pipe-absent space 9 has a mist distribution area inside.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 are arranged along the extension direction (+Z direction).
  • the mist-containing gas G3 is conveyed by the carrier gas G4 at a constant flow rate, the mist-containing gas G3 flowing from the upstream pipe 7 into the pipe-absent space 9 flows along the +Z direction without leaking from the pipe-absent space 9 to the outside. and flows into the downstream pipe 8 .
  • a part of the mist distribution area in the pipe-absent space 9, which is a clearance space becomes an imaging target area of the camera 5, which is a camera for imaging mist.
  • the light source 6 irradiates the imaging target area in the pipe absent space 9 with the incident light L1. Then, the incident light L1 is reflected in the imaging target area of the mist-containing gas G3 to obtain the reflected light L2.
  • the camera 5 which is a mist imaging camera, executes imaging processing for imaging the reflected light L2.
  • the camera 5 executes imaging processing and acquires imaging information S5.
  • the imaging information S ⁇ b>5 includes a plurality of luminance values of a plurality of pixels corresponding to an imaging target area within the pipe absence space 9 .
  • the mist flow rate calculation unit 16 in the mist flow rate measuring device of the fifth embodiment executes mist flow rate calculation processing based on the imaging information S5 indicating a plurality of luminance values, as in the first embodiment.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 5 can obtain the mist flow rate MF with high accuracy by executing the mist flow rate arithmetic processing using the correlation parameter K1 based on the imaging information S5, as in the case of the first embodiment. can.
  • the imaging target area of the camera 5, which is a camera for capturing mist exists in the pipe-absent space 9, which is a gap space
  • the camera 5 in the mist flow rate measuring device of Embodiment 5 is not affected by condensation at all. It is possible to accurately perform imaging processing on the light L2.
  • the inner diameter of the transparent pipe 10 which is the imaging pipe used in the mist flow rate measuring devices of Embodiments 1 to 4
  • the inner diameter of the transparent pipe 10 has the same length as the inner diameter of each of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8. was set to Therefore, when the mist-containing gas G3 condenses within the transparent pipe 10, there is a possibility that the condensed liquid (water droplets) adheres to the inner surface S10 of the pipe.
  • the phenomenon that the liquid adheres to the pipe inner surface S10 of the transparent pipe 10 affects the imaging process by the camera 5, which is a camera for capturing mist, so the imaging process that the imaging information S5 (S51, S52) cannot be obtained with high accuracy. It becomes a hindrance factor.
  • Imaging pipes and their peripheral structures shown in Embodiments 6 to 10 described below are intended to improve the factors that impede the imaging process described above.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 in the mist flow rate measuring device according to Embodiment 6 of the present disclosure.
  • 15 is a perspective view showing the overall structure of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31 and the downstream pipe 8.
  • FIG. An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 14 and 15.
  • the configuration other than the external discharge piping including the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 31 and the downstream pipe 8 is the mist flow rate of Embodiment 1 shown in FIGS. It has the same configuration as the measuring device. However, in Embodiment 6, the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 are included in the main components of the mist flow rate measuring device together with the large-diameter transparent pipe 31 .
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 6 differs from Embodiment 1 in that the transparent pipe 10 serving as the imaging pipe shown in FIG. 1 is replaced with a large diameter transparent pipe 31 .
  • the combination of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31 and the downstream pipe 8 constitutes an external discharge pipe.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the large-diameter transparent pipe 31 serves as an imaging pipe.
  • the configuration of the ultrasonic atomization system excluding the mist flow rate measuring device is the same as that of the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 shown in FIG.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8, which constitute the external discharge pipe, are arranged along the Z direction parallel to the vertical direction.
  • the diameter transparent pipe 31 and the large diameter transparent pipe 31 and the downstream pipe 8 are directly connected, respectively.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 may be configured integrally.
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows along the predetermined direction, that is, the anti-vertical direction (+Z direction), the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe. Flow in the order of 8.
  • the anti-vertical direction is the direction opposite to the vertical direction.
  • the flow path for the mist-containing gas G3 is provided inside each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8. That is, the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter.
  • the upstream pipe 7 has an inner diameter D7
  • the large transparent pipe 31 has an inner diameter D31
  • the downstream pipe 8 has an inner diameter D8.
  • the large-diameter transparent pipe 31 as a whole forms a constant inner diameter constant region with an inner diameter D31.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 each have a predetermined length along the Z direction.
  • the constituent material of the large-diameter transparent pipe 31, which is the imaging pipe, has transparency. Furthermore, the constituent material of the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 has hydrophilicity. In Embodiment 6, the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 is the inner surface of the constant inner diameter region.
  • the constituent materials of the pipe inner surface S7 of the upstream pipe 7 and the pipe inner surface S8 of the downstream pipe 8 also have hydrophilicity.
  • the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 are not imaging pipes, they do not need to have transparency. Further, the thickness of each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • the external discharge pipe of Embodiment 6 is composed of a transparent large-diameter transparent pipe 31, and an upstream pipe 7 and a downstream pipe 8 that are not transparent.
  • the inner diameter D7 of the upstream pipe 7, which is the first gas supply pipe, and the inner diameter D8 of the downstream pipe 8, which is the second gas supply pipe, are set to the same value.
  • the center positions of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 31, and the downstream pipe 8 are aligned in plan view.
  • the inner diameter D31 of the large-diameter transparent pipe 31 is the upstream pipe that becomes the first and second gas supply pipes. 7 and the inner diameters D7 and D8 of the downstream pipe 8.
  • the inner surface differential distance ⁇ 11 becomes the first inner surface differential distance
  • the inner surface differential distance ⁇ 12 becomes the second inner surface differential distance.
  • the inner surface difference distance ⁇ 11 which is the first inner-surface difference distance, is generated, and the mist-containing gas G3 spreads on the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31. can be reduced.
  • mist-containing gas G3 when propagated from the large-diameter transparent pipe 31 to the downstream pipe 8, as shown in FIG. have a nature.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 6 having the large-diameter transparent pipe 31 suppresses the occurrence of dew condensation on the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 (constant inner diameter region), and is a camera for capturing mist. 5 can be executed satisfactorily.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 6 has the effect of being able to measure the flow rate of the raw material mist with high accuracy by improving the above-described impeding factor of the imaging process.
  • the large-diameter transparent pipe 31 is arranged along the vertical direction (Z direction), even if dew condensation occurs on the inner surface of the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31, the condensed liquid will not flow into the large-diameter transparent pipe 31.
  • the liquid can be discharged downward in the vertical direction with respect to the large-diameter transparent pipe 31 without causing the liquid to stay.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 6 can minimize the influence of dew condensation in the large-diameter transparent pipe 31 and perform imaging processing by the camera 5 .
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 6 can configure an external discharge pipe for the mist-containing gas G3 by a combination of the minimum necessary upstream pipe 7, large-diameter transparent pipe 31, and downstream pipe 8. .
  • the entire large-diameter transparent pipe 31 has a constant inner diameter D7, so that the large-diameter transparent pipe 31, which serves as an imaging pipe, can be realized with a relatively simple structure. .
  • the constituent material of the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 is hydrophilic, even if dew condensation occurs inside the large-diameter transparent pipe 31, the condensed liquid will form water droplets on the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31. It is possible to suppress the phenomenon of adhesion as
  • the inner surface difference distance ⁇ 11 substantially reduces the possibility that the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 when the mist-containing gas G3 is propagated from the upstream pipe 7 to the large-diameter transparent pipe 31. It is desirable to set the length to "0".
  • the inner surface difference distance ⁇ 12 makes the possibility that the rebound component of the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S31 of the large-diameter transparent pipe 31 substantially "0" even if the gas rebound phenomenon P30 described above occurs. It is desirable to set it to length.
  • Embodiment 6 the configuration of Embodiment 1 shown in FIGS. Alternatively, the configurations of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 9 to 11 may be adopted.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 in the mist flow rate measuring device according to Embodiment 7 of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the overall structure of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8. As shown in FIG. An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 16 An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 16 and 17.
  • the configuration other than the external discharge pipe including the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8 is the embodiment shown in FIGS. It has the same configuration as the mist flow rate measuring device of No. 1.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 are included in the main components of the mist flow rate measuring device together with the large-diameter transparent pipe 32.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 7 differs from Embodiment 1 in that the transparent pipe 10 shown in FIG.
  • Embodiment 7 the combination of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8 constitutes an external discharge pipe.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the large-diameter transparent pipe 32 serves as an imaging pipe
  • the intermediate pipe 42 serves as a first imaging auxiliary pipe.
  • the configuration of the ultrasonic atomization system excluding the mist flow rate measuring device is the same as that of the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 shown in FIG.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8, which constitute the external discharge pipe, are arranged along the Z direction parallel to the vertical direction.
  • the pipe 7 and the large-diameter transparent pipe 32, the large-diameter transparent pipe 32 and the intermediate pipe 42, and the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8 are directly connected, respectively.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 may be configured integrally.
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows along the predetermined direction, that is, the anti-vertical direction (+Z direction), the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8 in that order.
  • the flow paths for the mist-containing gas G3 are provided inside each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8. That is, the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter.
  • the upstream pipe 7 has an inner diameter D7
  • the large transparent pipe 32 has an inner diameter D32
  • the intermediate pipe 42 has an inner diameter D42
  • the downstream pipe 8 has an inner diameter D8.
  • the entire large-diameter transparent pipe 32 is a constant inner diameter region with an inner diameter D32. Also, the large-diameter transparent pipe 32 and the intermediate pipe 42 each have a predetermined length along the Z direction.
  • the constituent material of the large-diameter transparent pipe 32 which is the imaging pipe, has transparency. Furthermore, the constituent material of the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32 has hydrophilicity. In Embodiment 7, the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32 is the inner surface of the constant inner diameter region.
  • the constituent materials of the pipe inner surface S7 of the upstream pipe 7, the pipe inner surface S42 of the intermediate pipe 42, and the pipe inner surface S8 of the downstream pipe 8 are also hydrophilic.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8 are not imaging pipes, they do not need to be transparent. Further, the thickness of each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • the external discharge pipe of Embodiment 7 is composed of a large-diameter transparent pipe 32 having transparency, and an upstream pipe 7, an intermediate pipe 42 and a downstream pipe 8 having no transparency. be.
  • the inner diameter D7 of the upstream pipe 7 and the inner diameter D8 of the downstream pipe 8 are set to the same value.
  • the center positions of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 32, the intermediate pipe 42, and the downstream pipe 8 are aligned in plan view.
  • the inner diameter D32 of the large-diameter transparent pipe 32 (constant inner diameter region), which is the imaging pipe, is the upstream pipe serving as the first and second gas supply pipes. 7 and the inner diameters D7 and D8 of the downstream pipe 8.
  • the mist flow rate measuring device of the seventh embodiment suppresses the occurrence of dew condensation on the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32 in the same manner as the sixth embodiment, and the imaging process by the camera 5, which is a camera for imaging mist, is performed. can perform well.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 7 has the effect of being able to measure the flow rate of the raw material mist with high accuracy by improving the above-described impeding factor of the imaging process, as in the case of Embodiment 6.
  • the inner diameter D42 of the intermediate pipe 42 which is the first imaging auxiliary pipe, is smaller than the inner diameter D32 of the large-diameter transparent pipe 32 (constant inner diameter region).
  • the inner surface differential distance ⁇ 13 is the third inner surface differential distance
  • the inner surface differential distance ⁇ 14 is the fourth inner surface differential distance.
  • Embodiment 7 when the mist-containing gas G3 is propagated from the intermediate pipe 42 to the downstream pipe 8, as shown in FIG. occur. Due to the gas bouncing phenomenon P40, there is a possibility that the condensed liquid will adhere to the pipe inner surface S42 of the intermediate pipe .
  • the inner surface difference distance ⁇ 14 which is the fourth inner surface difference distance, is generated between the intermediate pipe 42 and the downstream pipe 8, the liquid condensed on the pipe inner surface S42 of the intermediate pipe 42 due to the gas rebound phenomenon P40. As a result, the possibility of adhesion can be reduced.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 7 effectively suppresses the occurrence of dew condensation on the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32, which is the imaging pipe, and the camera 5, which is the mist imaging camera, can capture the image. Processing can be performed well.
  • the large-diameter transparent pipe 32 serving as the imaging pipe can be realized with a relatively simple structure.
  • the constituent material of the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32 is hydrophilic, even if dew condensation occurs inside the large-diameter transparent pipe 32, the condensed liquid will form water droplets on the pipe inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32. It is possible to suppress the phenomenon of adhesion as
  • the inner surface difference distance ⁇ 14 is set to a length that sufficiently reduces the possibility that the rebound component of the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S42 of the intermediate pipe 42 even if the rebound phenomenon P40 of the mist-containing gas G3 occurs. is desirable.
  • the inner surface difference distance ⁇ 13 substantially reduces the possibility that the liquid component that has fallen under its own weight reaches the inner surface S32 of the large-diameter transparent pipe 32 even when the liquid falls along the inner surface S42 of the intermediate pipe 42. It is desirable to set the length to "0".
  • Embodiment 7 the configuration of Embodiment 1 shown in FIGS.
  • the configurations of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 9 to 11 may be adopted.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53, and the downstream pipe 8 in the mist flow rate measuring device according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • . 19 is a perspective view showing the overall structure of the upstream pipe 7, large-diameter transparent pipe 33, intermediate pipe 43, tapered pipe 53 and downstream pipe 8.
  • FIG. An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 18 and 19.
  • the configuration other than the external discharge pipe including the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53 and the downstream pipe 8 is shown in FIGS. It has the same configuration as the mist flow rate measuring device of the first embodiment shown. However, the upstream pipe 7, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53, and the downstream pipe 8 are included in the main components of the mist flow rate measuring device together with the large-diameter transparent pipe 33.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 8 differs from Embodiment 1 in that the transparent pipe 10 shown in FIG.
  • the combination of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53 and the downstream pipe 8 constitutes the external discharge pipe.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the large-diameter transparent pipe 33 serves as an imaging pipe
  • the intermediate pipe 43 serves as a first imaging auxiliary pipe
  • the pipe 53 becomes a second imaging auxiliary pipe.
  • the configuration of the ultrasonic atomization system excluding the mist flow rate measuring device is the same as that of the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 shown in FIG.
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows in a predetermined direction, that is, along the anti-vertical direction (+Z direction), the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43 , tapered pipe 53 and downstream pipe 8 .
  • the flow paths for the mist-containing gas G3 are provided inside the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53, and the downstream pipe 8, respectively. That is, the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53, and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter.
  • the cross-sectional shape of the tapered pipe 53 is circular.
  • the upstream pipe 7 has an inner diameter D7
  • the large transparent pipe 33 has an inner diameter D33
  • the intermediate pipe 43 has an inner diameter D43
  • the downstream pipe 8 has an inner diameter D8.
  • the entire large-diameter transparent pipe 33 is a constant inner diameter region with an inner diameter D33. Also, the large-diameter transparent pipe 33 and the intermediate pipe 43 each have a predetermined length along the Z direction.
  • the constituent material of the large-diameter transparent pipe 33 which is the imaging pipe, has transparency. Furthermore, the constituent material of the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33 has hydrophilicity. In the eighth embodiment, the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33 is the inner surface of the constant inner diameter region.
  • the constituent materials of the pipe inner surface S7 of the upstream pipe 7, the pipe inner surface S43 of the intermediate pipe 43, the pipe inner surface S53 of the tapered pipe 53, and the pipe inner surface S8 of the downstream pipe 8 are also preferably hydrophilic.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53 and the downstream pipe 8 are not imaging pipes, they do not need to be transparent. Further, the thickness of each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 33, the intermediate pipe 43, the tapered pipe 53, and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • the white background portion indicates the transparent portion
  • the oblique hatched portion indicates the transparent portion.
  • the external discharge pipe of Embodiment 8 includes a transparent large-diameter transparent pipe 33, an opaque upstream pipe 7, an intermediate pipe 43, a tapered pipe 53, and a downstream pipe. 8.
  • the inner diameter D7 of the upstream pipe 7 and the inner diameter D8 of the downstream pipe 8 are set to the same value.
  • the lowermost end which is the lower connection portion with the intermediate pipe 43, which is the first imaging auxiliary pipe, has the same inner diameter as the inner diameter D43 of the intermediate pipe 43
  • the uppermost end serving as an upward connection portion with the downstream pipe 8 that is the second gas supply pipe has the same inner diameter as the inner diameter D8 of the downstream pipe 8 .
  • the tapered pipe 53 has a tapered shape in which the inner diameter decreases from the inner diameter D43 to the inner diameter D8 in the anti-vertical direction (+Z direction) which is exactly opposite to the vertical direction (-Z direction).
  • the inner diameter D33 of the large diameter transparent pipe 33 is the upstream pipe that becomes the first and second gas supply pipes. 7 and the inner diameters D7 and D8 of the downstream pipe 8.
  • the mist flow rate measuring device of the eighth embodiment suppresses the occurrence of dew condensation on the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33 in the same manner as the sixth embodiment, and the imaging process by the camera 5, which is a camera for imaging mist, is performed. can perform well.
  • the mist flow rate measuring device of the eighth embodiment can accurately measure the flow rate of the raw material mist by improving the above-described impeding factor of the imaging process, as in the sixth and seventh embodiments. Effective.
  • the inner diameter D43 of the intermediate pipe 43 which is the first imaging auxiliary pipe, is smaller than the inner diameter D33 of the large-diameter transparent pipe 33 (constant inner diameter region).
  • the inner surface differential distance ⁇ 23 is the third inner surface differential distance, and the inner surface differential distance ⁇ 24 is the fourth inner surface differential distance.
  • the pipe inner surface of the large-diameter transparent pipe 33 is similar to that of the seventh embodiment.
  • the occurrence of dew condensation in S32 can be effectively suppressed, and the imaging process by the camera 5, which is a camera for imaging mist, can be satisfactorily performed.
  • the inner surface difference distance ⁇ 24 which is the fourth inner surface difference distance, is generated. Part of the mist-containing gas bounces back from the pipe 8 .
  • the tapered pipe 53 existing between the intermediate pipe 43 and the downstream pipe 8 has a tapered shape in which the inner diameter decreases in the anti-vertical direction (+Z direction), mist-containing gas from the downstream pipe 8 The bounce amount of G3 can be effectively suppressed.
  • the presence of the tapered pipe 53 between the intermediate pipe 43 and the downstream pipe 8 effectively reduces the occurrence of dew condensation on the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33. can be effectively suppressed, and the imaging process by the camera 5 can be performed better than in the seventh embodiment.
  • the large-diameter transparent pipe 33 since the entire large-diameter transparent pipe 33 has a constant inner diameter D33, the large-diameter transparent pipe 33 serving as an imaging pipe can be realized with a relatively simple structure. .
  • the constituent material of the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33 is hydrophilic, even if condensation occurs in the large-diameter transparent pipe 33, the condensed liquid will form water droplets on the pipe inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33. It is possible to suppress the phenomenon of adhesion as
  • the inner surface differential distance ⁇ 24 should be set to a length that sufficiently reduces the possibility that the rebound component of the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S43 of the intermediate pipe 43 even if the mist-containing gas G3 rebounds. is desirable.
  • the inner surface difference distance ⁇ 23 substantially reduces the possibility that the liquid component that has fallen under its own weight reaches the inner surface S33 of the large-diameter transparent pipe 33 even when the liquid falls along the inner surface S43 of the intermediate pipe 43. It is desirable to set the length to "0".
  • Embodiment 8 the configuration of Embodiment 1 shown in FIGS. Alternatively, the configurations of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 9 to 11 may be adopted.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 in the mist flow rate measuring device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • 21 is a perspective view showing the overall structure of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44 and the downstream pipe 8.
  • FIG. An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 20 and 21.
  • the configuration other than the external discharge pipe including the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44 and the downstream pipe 8 is the embodiment shown in FIGS. It has the same configuration as the mist flow rate measuring device of No. 1.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 are included in the main components of the mist flow rate measuring device together with the large-diameter transparent pipe 34.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 8 differs from Embodiment 1 in that the transparent pipe 10 shown in FIG.
  • the combination of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44 and the downstream pipe 8 constitutes an external discharge pipe.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the large-diameter transparent pipe 34 serves as an imaging pipe
  • the intermediate pipe 44 serves as a first imaging auxiliary pipe.
  • the configuration of the ultrasonic atomization system excluding the mist flow rate measuring device is the same as that of the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 shown in FIG.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8, which constitute the external discharge pipe, are arranged along the Z direction parallel to the vertical direction.
  • the upstream pipe 7 and the large-diameter transparent pipe 34, the large-diameter transparent pipe 34 and the intermediate pipe 44, and the intermediate pipe 44 and the downstream pipe 8 are directly connected, respectively.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 may be configured integrally.
  • the large-diameter transparent pipe 34 includes a pipe main portion 341 that serves as an imaging main portion and a pipe taper portion 342 that serves as an imaging lower auxiliary portion.
  • the lower end of the pipe main portion 341 is directly connected to the upper end of the pipe taper portion 342
  • the lower end of the pipe taper portion 342 is directly connected to the upper end of the upstream pipe 7 .
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows along a predetermined direction, that is, the anti-vertical direction (+Z direction), the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44 and the Flows in the order of the downstream pipe 8 .
  • the flow paths for the mist-containing gas G3 are provided inside each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8. That is, the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • each of the upstream pipe 7, the main pipe portion 341 of the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter.
  • the cross-sectional shape of the pipe tapered portion 342 in the large-diameter transparent pipe 34 is circular.
  • the upstream pipe 7 has an inner diameter D7
  • the main pipe portion 341 of the large-diameter transparent pipe 34 has an inner diameter D34
  • the intermediate pipe 44 has an inner diameter D44
  • the downstream pipe 8 has an inner diameter D8.
  • the pipe main portion 341 of the large-diameter transparent pipe 34 has an inner diameter D34 and a constant inner diameter constant region. Also, the large-diameter transparent pipe 34 and the intermediate pipe 44 each have a predetermined length along the Z direction.
  • the constituent material of the large-diameter transparent pipe 34 which is the imaging pipe, has transparency. Further, the constituent material of the main portion inner surface S341 of the pipe main portion 341 and the taper portion inner surface S342 of the pipe taper portion 342 of the large-diameter transparent pipe 34 has hydrophilicity. In the ninth embodiment, the main portion inner surface S341 of the piping main portion 341 is the inner surface of the constant inner diameter region.
  • the constituent materials of the pipe inner surface S7 of the upstream pipe 7, the pipe inner surface S44 of the intermediate pipe 44, and the pipe inner surface S8 of the downstream pipe 8 are also hydrophilic.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 44 and the downstream pipe 8 are not imaging pipes, they do not need to be transparent. Further, the thickness of each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • part of the mist circulation area in the large-diameter transparent pipe 34 which is the imaging pipe, becomes the imaging target region of the camera 5, which is the mist imaging camera.
  • part of the mist circulation area in the piping main part 341, which is the imaging main part be the imaging target area of the camera 5.
  • the external discharge pipe of the ninth embodiment includes a transparent large-diameter transparent pipe 34 (pipe main portion 341 + pipe taper portion 342), an upstream pipe 7 that does not have transparency, and an intermediate pipe. It is composed of a pipe 44 and a downstream pipe 8 .
  • the center positions of the upstream pipe 7, the main pipe portion 341 and pipe taper portion 342 of the large-diameter transparent pipe 34, the intermediate pipe 44, and the downstream pipe 8 are aligned in plan view.
  • the uppermost end which is an upper connection portion with the pipe main portion 341
  • the lowermost end which serves as a lower connecting portion with the upstream pipe 7, has the same inner diameter as the inner diameter D7 of the upstream pipe 7. As shown in FIG.
  • the pipe tapered portion 342 which serves as the imaging lower auxiliary portion, has a tapered shape in which the inner diameter decreases from the inner diameter D34 to the inner diameter D7 in the vertical direction (-Z direction). That is, the pipe tapered portion 342 has a vertical convex structure that tilts in the vertical direction ( ⁇ Z direction) toward the inner side.
  • the inner diameter D34 of the pipe main portion 341 (constant inner diameter region) in the large-diameter transparent pipe 34, which is the imaging pipe, is the same for the first and second gas supply. It is larger than the inner diameters D7 and D8 of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 that serve as pipes.
  • the mist flow rate measuring device of the ninth embodiment suppresses the occurrence of dew condensation on the inner surface S341 of the main portion 341 of the large-diameter transparent pipe 34 in the same manner as in the sixth to eighth embodiments. Imaging processing by the camera 5, which is an imaging camera, can be performed satisfactorily.
  • the mist flow rate measuring device of the ninth embodiment can measure the flow rate of the raw material mist with high accuracy by improving the above-described impeding factor of the imaging process, as in the sixth to eighth embodiments. .
  • the inner surface differential distance ⁇ 33 is the third inner surface differential distance, and the inner surface differential distance ⁇ 34 is the fourth inner surface differential distance.
  • the external discharge pipe of the ninth embodiment has the inner surface difference distances ⁇ 33 and ⁇ 34 like the inner surface difference distances ⁇ 13 and ⁇ 14 of the seventh embodiment, It is possible to effectively suppress the occurrence of dew condensation on the inner surface S341 of the main part of the part 341, and to satisfactorily perform the imaging process by the camera 5, which is a camera for imaging mist.
  • the pipe tapered portion 342 is vertically convex. Due to the structure, the liquid flows into the upstream pipe 7 from the inner surface S342 of the tapered portion over time. Therefore, the condensed liquid does not remain on the tapered portion inner surface S342, and the condensed liquid does not flow from the tapered portion inner surface S342 to the main portion inner surface S341.
  • the mist flow rate measuring device of the ninth embodiment effectively suppresses the occurrence of dew condensation on the inner surface S341 of the main portion and the inner surface S342 of the tapered portion of the large-diameter transparent pipe 34, and the imaging process by the camera 5 is performed satisfactorily. can do.
  • the constituent materials of the inner surface S341 of the main portion and the inner surface S342 of the tapered portion of the large-diameter transparent pipe 34 are hydrophilic, even if condensation occurs inside the large-diameter transparent pipe 34, the condensed liquid will be removed from the large-diameter transparent pipe 34. It is possible to suppress the phenomenon of water droplets adhering to the inner surface S341 of the main portion and the inner surface S342 of the tapered portion.
  • the inner surface difference distance ⁇ 34 is a length that sufficiently reduces the possibility that the rebound component of the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S44 of the intermediate pipe 44 even if the mist-containing gas G3 rebounds from the downstream pipe 8. It is desirable to set
  • the inner surface difference distance ⁇ 33 is such that even when the liquid drops by its own weight along the pipe inner surface S44 of the intermediate pipe 44, the liquid component that has fallen by its own weight directly reaches the main portion inner surface S341 of the pipe main portion 341 in the large-diameter transparent pipe 34. It is desirable to set the length to substantially "0".
  • Embodiment 9 the configuration of Embodiment 1 shown in FIGS. Alternatively, the configurations of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 9 to 11 may be adopted.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing cross-sectional structures of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 in the mist flow rate measuring device according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • 23 is a perspective view showing the overall structure of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45 and the downstream pipe 8.
  • FIG. An XYZ orthogonal coordinate system is shown in each of FIGS. 22 and 23.
  • the configuration other than the external discharge pipe including the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45 and the downstream pipe 8 is the embodiment shown in FIGS. It has the same configuration as the mist flow rate measuring device of No. 1.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 are included in the main components of the mist flow rate measuring device together with the large-diameter transparent pipe 35.
  • the mist flow rate measuring device of Embodiment 10 differs from Embodiment 1 in that the transparent pipe 10 shown in FIG.
  • the combination of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45 and the downstream pipe 8 constitutes an external discharge pipe.
  • the upstream pipe 7 serves as a first gas supply pipe
  • the downstream pipe 8 serves as a second gas supply pipe
  • the large-diameter transparent pipe 35 serves as an imaging pipe
  • the intermediate pipe 45 serves as a first imaging auxiliary pipe.
  • the configuration of the ultrasonic atomization system excluding the mist flow rate measuring device is the same as that of the ultrasonic atomization system 1001 of Embodiment 1 shown in FIG.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8, which constitute the external discharge pipe, are arranged along the Z direction parallel to the vertical direction.
  • the upstream pipe 7 and the large-diameter transparent pipe 35, the large-diameter transparent pipe 35 and the intermediate pipe 45, and the intermediate pipe 45 and the downstream pipe 8 are directly connected, respectively.
  • the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 may be configured integrally.
  • the large-diameter transparent pipe 35 includes a pipe main portion 351 serving as an imaging main portion, a pipe taper portion 352 serving as an imaging lower auxiliary portion, and a pipe taper portion 353 serving as an imaging upper auxiliary portion.
  • the upper end of the pipe main portion 351 is connected to the upper end of the pipe taper portion 353 , and the lower end of the pipe taper portion 353 is connected to the lower end of the intermediate pipe 45 .
  • the lower end of the pipe main portion 351 is connected to the upper end of the pipe tapered portion 352 , and the lower end of the pipe tapered portion 352 is connected to the upper end of the upstream pipe 7 .
  • the mist-containing gas G3 supplied from the ultrasonic atomization device 100 flows along a predetermined direction, that is, the anti-vertical direction (+Z direction), the upstream pipe 7, the large diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45 and Flows in the order of the downstream pipe 8 .
  • the flow paths for the mist-containing gas G3 are provided inside each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8. That is, the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 each have a mist distribution area inside.
  • each of the upstream pipe 7, the main pipe portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 is circular with a constant inner diameter.
  • the pipe tapered portions 352 and 353 of the large-diameter transparent pipe 35 each have a circular cross-sectional shape.
  • the upstream pipe 7 has an inner diameter D7
  • the main pipe portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35 has an inner diameter D35
  • the intermediate pipe 45 has an inner diameter D45
  • the downstream pipe 8 has an inner diameter D8.
  • the pipe main portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35 has an inner diameter D35 and forms a constant inner diameter constant region. Also, the large-diameter transparent pipe 35 and the intermediate pipe 45 each have a predetermined length along the Z direction.
  • the constituent material of the large-diameter transparent pipe 35 which is the imaging pipe, has transparency. Further, the constituent materials of the main portion inner surface S351 of the pipe main portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35, the taper portion inner surface S352 of the pipe taper portion 352, and the taper portion inner surface S353 of the pipe taper portion 353 are hydrophilic. In the tenth embodiment, the main portion inner surface S351 of the piping main portion 351 is the inner surface of the constant inner diameter region.
  • the constituent materials of the pipe inner surface S7 of the upstream pipe 7, the pipe inner surface S45 of the intermediate pipe 45, and the pipe inner surface S8 of the downstream pipe 8 are also hydrophilic.
  • the upstream pipe 7, the intermediate pipe 45 and the downstream pipe 8 are not imaging pipes, they do not need to be transparent. Further, the thickness of each of the upstream pipe 7, the large-diameter transparent pipe 35, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 is set arbitrarily.
  • part of the mist distribution area in the large-diameter transparent pipe 35 which is the imaging pipe, becomes the imaging target region of the camera 5, which is the mist imaging camera.
  • part of the mist circulation area in the piping main part 351 which is the main part for imaging, be the imaging target area of the camera 5.
  • the external discharge pipe of Embodiment 10 is composed of a large-diameter transparent pipe 35 having transparency, and an upstream pipe 7, an intermediate pipe 45 and a downstream pipe 8 which are not transparent. be.
  • the upstream pipe 7, the main pipe portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35, the tapered pipe portions 352 and 353, the intermediate pipe 45, and the downstream pipe 8 are aligned with each other in plan view.
  • the uppermost end serving as an upward connection portion with the main pipe portion 351 has the same inner diameter as the inner diameter D35 of the main pipe portion 351, and has the same inner diameter as the first gas supply pipe.
  • the lowermost end, which serves as a lower connecting portion with the upstream pipe 7, has the same inner diameter as the inner diameter D7 of the upstream pipe 7. As shown in FIG.
  • the pipe tapered portion 352 which serves as the imaging lower auxiliary portion, has a tapered shape in which the inner diameter decreases from the inner diameter D35 to the inner diameter D7 along the vertical direction (-Z direction). That is, the pipe tapered portion 352 has a vertical convex structure that tilts in the vertical direction ( ⁇ Z direction) toward the inner side.
  • the main pipe portion 351 and the intermediate pipe 45 have a positional relationship such that the uppermost end of the main pipe portion 351 is higher than the lowermost end of the intermediate pipe 45 .
  • the uppermost end serving as an upper connection portion with the pipe main portion 351 has the same inner diameter as the inner diameter D35 of the pipe main portion 351, and has a lower connection portion with the intermediate pipe 45. has the same inner diameter as the inner diameter D45 of the intermediate pipe 45.
  • the pipe tapered portion 353, which serves as the imaging upper auxiliary portion, has a tapered shape in which the inner diameter decreases from the inner diameter D35 to the inner diameter D45 along the vertical direction (-Z direction). That is, the pipe tapered portion 353 has a vertical convex structure that tilts in the vertical direction ( ⁇ Z direction) toward the inner side.
  • the inner diameter D35 of the pipe main portion 351 (constant inner diameter region) in the large-diameter transparent pipe 35, which is the imaging pipe, is the same for the first and second gas supply. It is larger than the inner diameters D7 and D8 of the upstream pipe 7 and the downstream pipe 8 that serve as pipes.
  • the mist flow rate measuring device of the tenth embodiment suppresses the occurrence of dew condensation on the main portion inner surface S351 of the main portion 351 of the large-diameter transparent pipe 35 in the same manner as the sixth to ninth embodiments.
  • Imaging processing by the camera 5, which is an imaging camera, can be performed satisfactorily.
  • the mist flow rate measuring device of the tenth embodiment can measure the flow rate of the raw material mist with high accuracy by improving the above-described impeding factor of the imaging process, as in the sixth to ninth embodiments. .
  • the inner surface differential distance ⁇ 43 is the third inner surface differential distance, and the inner surface differential distance ⁇ 44 is the fourth inner surface differential distance.
  • the external discharge pipe of the tenth embodiment has the inner surface difference distances ⁇ 43 and ⁇ 44 like the inner surface difference distances ⁇ 13 and ⁇ 14 of the seventh embodiment. It is possible to effectively suppress the occurrence of dew condensation on the inner surface S351 of the main portion of the portion 351, and to satisfactorily perform the imaging process by the camera 5, which is a camera for imaging mist.
  • mist-containing gas G3 when propagated from the intermediate pipe 45 to the downstream pipe 8, part of the mist-containing gas G3 bounces back from the downstream pipe 8 by the inner surface difference distance ⁇ 44 that is the fourth inner surface difference distance.
  • a gas rebound phenomenon P40 occurs in which part of the mist-containing gas G3 bounces off and falls from the downstream pipe 8, and may temporarily adhere to the inner surface S352 of the tapered portion of the large-diameter transparent pipe 35 as condensed liquid.
  • the liquid adheres to the tapered portion inner surface S352 since the pipe taper portion 352 has a vertically convex structure, the liquid will flow from the tapered portion inner surface S352 to the upstream pipe 7 side, which is the first gas supply pipe, over time. flows in. Therefore, the condensed liquid does not remain on the tapered portion inner surface S352, and the condensed liquid does not flow from the tapered portion inner surface S352 to the main portion inner surface S351.
  • the mist flow rate measuring device of the tenth embodiment effectively suppresses the occurrence of dew condensation on the inner surface S351 of the main part and the inner surface S352 of the tapered part of the large-diameter transparent pipe 35, as in the ninth embodiment, thereby capturing mist images. It is possible to satisfactorily perform imaging processing by the camera for use.
  • the tapered portion inner surface S353 which is part of the inner surface transmission path, becomes the anti-vertical component (+Z direction component). Therefore, it is possible to effectively reduce the possibility that the condensed liquid flows through the inner surface transmission path.
  • the inner surface transmission path includes a component in the opposite vertical direction due to the tapered portion inner surface S353, so that the liquid temporarily adhering to the tapered portion inner surface S353 falls under its own weight. because it is more likely to Therefore, the phenomenon that the condensed liquid flows from the taper portion inner surface S353 to the main portion inner surface S351 can be substantially eliminated.
  • the mist flow rate measuring device of the tenth embodiment effectively suppresses the occurrence of dew condensation on the inner surface S351 of the main portion and the inner surfaces S352 and S353 of the tapered portion of the large-diameter transparent pipe 35, and the imaging process by the mist imaging camera is performed. can be performed well.
  • the material constituting the inner surface S351 of the main portion and the inner surfaces S352 and S353 of the tapered portion of the large-diameter transparent pipe 35 is hydrophilic, even if condensation occurs inside the large-diameter transparent pipe 35, the condensed liquid will be transparent to the large diameter. It is possible to suppress the phenomenon of water droplets adhering to the inner surface S351 of the pipe 35 and the inner surfaces S352 and S353 of the tapered portion.
  • the inner surface difference distance ⁇ 44 is a length that sufficiently reduces the possibility that the rebound component of the mist-containing gas G3 reaches the pipe inner surface S45 of the intermediate pipe 45 even if the mist-containing gas G3 rebounds from the downstream pipe 8. It is desirable to set
  • the inner surface difference distance ⁇ 43 is such that even when the liquid drops by its own weight along the pipe inner surface S45 of the intermediate pipe 45, the liquid component that has fallen by its own weight directly reaches the main portion inner surface S351 of the pipe main portion 351 in the large-diameter transparent pipe 35. It is desirable to set the length to substantially "0".
  • Embodiment 10 the configuration of Embodiment 1 shown in FIGS.
  • the configurations of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 9 to 11 may be adopted.
  • each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
  • the heater 12 used in Embodiment 3 can also be used in Embodiments 2, 4 and 5, or the structure having the transparent pipe 10 in Embodiments 2 to 4 can be used in Embodiments. It is possible to change the structure to provide a pipe absent space 9 indicated by 5 .
  • constituent parts corresponding to the pipe tapered parts 352 and 353 in the large-diameter transparent pipe 35 of the tenth embodiment may be provided below and above the large-diameter transparent pipe 33 of the eighth embodiment.

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Abstract

本開示は、精度良く原料ミストの流量を求めることができるミスト流量測定装置を提供することを目的とする。そして、本開示のミスト流量測定装置において、上流配管(7)、大径透明配管(31)及び下流配管(8)の組合せによって外部排出用配管が構成される。大径透明配管(31)内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラの撮像対象領域となる。大径透明配管(31)の内径(D31)は、上流配管(7)の内径(D7)及び下流配管(8)の内径(D8)より大きい値に設定される。すなわち、大径透明配管(31)、上流配管(7)及び下流配管(8)は、{D31>D7=D8}の内径に関する大小関係を有している。

Description

ミスト流量測定装置
 原料ミストを含むミスト含有ガスが流れる状況下で原料ミストの流量を測定するミスト流量測定装置に関する。
 従来、ミスト含有ガス中に含まれるミストの流量を測定する手法は確立しておらず、ミスト化する前の液体状の原料溶液の消費量を測定することにより、間接的にミストの流量を測定していた。
 図24は従来の超音波霧化システムの構成(その1)を示す説明図である。図24に示すように、従来の超音波霧化システム2001は、超音波霧化装置201、原料溶液供給部20及び流量制御部27を主要構成要素として有している。
 超音波霧化装置201は、霧化用容器1、液面位置検知センサー25及び超音波振動子2を主要構成要素として含んでいる。
 霧化用容器1内には原料溶液15が収容される。霧化用容器1の底面に所定数の超音波振動子2(図24は1個のみ示す)が配設されている。
 このような構成の超音波霧化装置201において、超音波振動子2が超音波振動を印加する超音波振動処理を実行すると、超音波の振動エネルギーが霧化用容器1の底面を介して、霧化用容器1内の原料溶液15に伝達される。
 すると、原料溶液15は粒径が10μm以下のミストへと移行することにより、霧化用容器1内で原料ミスト3が得られる。
 ガス供給配管4からはキャリアガスG4が霧化用容器1内に供給される。キャリアガスG4は、原料ミスト3をミストガス用配管28を介して超音波霧化装置201の外部のミスト利用処理部へと搬送するために所定の流量で霧化用容器1内に供給される。
 その結果、ミストガス用配管28内で原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が外部に搬送される。
 霧化用容器1は内部に液面位置検知センサー25を有している。液面位置検知センサー25は、原料溶液15の液面高さ位置を検知することができるセンサーである。液面位置検知センサー25の一部は、原料溶液15に浸っている。液面位置検知センサー25は、原料溶液15の液面15aの位置を検出し、検出した液面15aの位置を示すセンサー情報S25を得る。
 原料溶液供給部20は、容器21、ポンプ22、流量計23及び原料溶液供給側配管24を主要構成要素として含んでいる。容器21は原料溶液15を収容している。流量計23は原料溶液供給側配管24を流れる流量を測定して、測定した流量を示す測定流量情報S23を得る。
 流量制御部27は、流量計23より測定流量情報S23を受け、液面位置検知センサー25よりセンサー情報S25を受ける。
 流量制御部27は、測定流量情報S23が示す測定流量によって、原料溶液供給側配管24を流れる流量を常に認識している。
 流量制御部27は、センサー情報S25が示す原料溶液15の液面15aの位置から、霧化用容器1内の原料溶液15の変化量を常に認識している。
 流量制御部27は、測定流量情報S23及びセンサー情報S25に基づき、後述する流量制御条件を満足するように、ポンプ22の駆動量を指示するポンプ駆動信号S27を出力する原料供給制御処理を実行する。
 上述した流量制御条件は、「センサー情報S25が示す原料溶液15の液面15aの位置が所定の液面高さから許容範囲内にある」条件となる。
 従来の超音波霧化システム2001では、液面位置検知センサー25より得られるセンサー情報S25から、霧化用容器1内の原料溶液15の所定の液面高さからの変化量を認識し、認識した原料溶液15の変化量から、ミスト含有ガスG3に含まれる原料ミスト3の流量を推測するという第1の流量推測法を採用していた。
 図25は従来の超音波霧化システムの構成(その2)を示す説明図である。図25に示すように、超音波霧化システム2002は、超音波霧化装置202、原料溶液供給部20、秤量計26及び流量制御部27Bを主要構成要素として有している。
 以下、図24で示した超音波霧化システム2001と同一の構成要素は同一符号を付すことにより説明を適宜省略し、超音波霧化システム2002の特徴部分を中心に説明する。
 超音波霧化装置202は、霧化用容器1、及び超音波振動子2を主要構成要素として含んでいる。超音波霧化装置202は超音波霧化装置201と比較して液面位置検知センサー25を有していない点が異なる。
 原料溶液供給部20は、容器21、ポンプ22、流量計23及び原料溶液供給側配管24を主要構成要素として含んでいる。原料溶液供給部20は超音波霧化装置100に原料溶液15を供給している。
 原料溶液供給部20において、容器21は原料溶液15を収容している。流量計23は原料溶液供給側配管24を流れる流量を測定して、測定した流量を示す測定流量情報S23を得る。
 秤量計26は容器21を重量測定可能に支持している。秤量計26は、原料溶液15を含む容器21の重量を測定し重量を示す秤量信号S26を出力する。
 流量制御部27Bは、流量計23より測定流量情報S23を受け、秤量計26より秤量信号S26を受ける。
 流量制御部27Bは、測定流量情報S23が示す測定流量によって、原料溶液供給側配管24を流れる流量を常に認識している。
 流量制御部27Bは、秤量信号S26が示す容器21の重量から、容器21内の原料溶液15の残存量を常に認識している。
 流量制御部27Bは、測定流量情報S23及び秤量信号S26に基づき、後述する流量制御条件を満足するように、ポンプ22の駆動量を指示するポンプ駆動信号S27Bを出力する原料供給制御処理を実行する。
 上述した流量制御条件は、「秤量信号S26が示す重量の単位時間当たりの変化量が許容範囲内にある」条件となる。
 従来の超音波霧化システム2002では、秤量計26より得られる秤量信号S26から容器21内の原料溶液15の変化量を認識している。そして、超音波霧化システム2002は、容器21内の原料溶液15の変化量から、ミスト含有ガスG3に含まれる原料ミスト3の流量を推測するという第2の流量推測法を採用していた。
 第2の流量推測法は例えば特許文献1で開示された霧化装置で用いられている。
特許第6158336号公報
 しかしながら、従来の第1及び第2の流量推測法は、霧化用容器1内の原料溶液15の変化量または容器21内の原料溶液15の変化量に基づき、間接的に原料ミスト3の流量を求めている。
 このため、従来の原料ミスト3の流量測定方法では、以下の推定誤差要因(1)及び(2)が生じてしまう。
 (1) 原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3の流れと原料溶液15の消費のタイミングに時間的なズレがある。
 (2) 原料溶液15から原料ミスト3をミスト化するミスト化効率が設定時より低下すると、その低下分、推定された流量と真の原料ミスト3の流量とのズレが大きくなる。
 このように、第1及び第2の流量推測法を含む、従来の原料ミスト3の流量の測定方法では上述した推定誤差要因があるため、原料ミスト3の流量を正確に測定することができないという問題点があった。
 本開示では、上記のような問題点を解決し、精度良く原料ミストの流量を求めることができるミスト流量測定装置を提供することを目的とする。
 本開示のミスト流量測定装置は、原料ミストを含むミスト含有ガスが流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域として撮像処理を実行して撮像情報を取得するミスト撮像用カメラと、前記撮像情報に基づき前記ミスト含有ガスにおける前記原料ミストの流量を求めるミスト流量演算処理を実行するミスト流量演算部と、各々が前記ミスト流通領域を内部に有する第1及び第2のガス供給用配管と、前記ミスト流通領域を内部に有する撮像用配管とを備え、前記第1及び第2のガス供給用配管それぞれの断面形状は内径が一定の円形状であり、前記撮像用配管の断面形状は円形状であり、前記撮像用配管は少なくとも一部に内径が一定の内径一定領域を有し、前記撮像用配管は、前記第1のガス供給用配管と前記第2のガス供給用配管との間に設けられ、構成材料は透明性を有し、前記撮像用配管内の前記ミスト流通領域の一部が前記撮像対象領域となり、前記ミスト含有ガスは、鉛直方向に対向する所定方向に沿って、前記第1のガス供給用配管、前記撮像用配管及び前記第2のガス供給用配管の順に流れ、前記撮像用配管における前記内径一定領域の内径は、前記第1及び第2のガス供給用配管それぞれの内径より大きいことを特徴とする。
 本開示のミスト流量測定装置において、撮像用配管における内径一定領域の内径は、第1及び第2のガス供給用配管それぞれの内径より大きいため、撮像用配管における内径一定領域の内面と第1のガス供給用配管の内面との間に第1の内面差分距離が生じ、撮像用配管における内径一定領域の内面と第2のガス供給用配管の内面との間に第2の内面差分距離が生じる。
 ミスト含有ガスが第1のガス供給用配管から撮像用配管に伝搬される際、上記第1の内面差分距離が生じる分、撮像用配管における内径一定領域の内面にミスト含有ガスが到達する可能性を低減化することができる。
 一方、ミスト含有ガスが撮像用配管から第2のガス供給用配管に伝搬される際、第2のガス供給用配管からミスト含有ガスの一部が跳ね返る可能性がある。しかしながら、上記第2の内面差分距離が生じる分、跳ね返ったミスト含有ガスの一部が撮像用配管における内径一定領域の内面に到達する可能性を低くすることができる。
 その結果、本開示のミスト流量測定装置は、撮像用配管における内径一定領域の内面での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラによる撮像処理を良好に実行することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる。
 本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本開示の実施の形態1である超音波霧化システムの構成を示す説明図である。 図1で示したカメラによる撮像結果の一例を示す説明図である。 図1で示したカメラの撮像情報の一例を模式的に示す説明図である。 図1で示した上流配管、透明配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 相関パラメータの算出の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態1の超音波霧化システムにおける原料溶液の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態1のミスト流量測定装置によるミスト流量の測定結果の一例を示すグラフである。 実施の形態1の変形例による撮像処理及びミスト流量演算処理を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態2である超音波霧化システムの構成を示す説明図である。 本開示の実施の形態3である超音波霧化システムの構成を示す説明図である。 本開示の実施の形態4である超音波霧化システムの構成を示す説明図である。 本開示の実施の形態5である超音波霧化システムの構成を示す説明図である。 図12で示した上流配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 実施の形態6であるミスト流量測定装置における、上流配管、大径透明配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 図14で示した大径透明配管及びその周辺全体構造を示す斜視図である。 実施の形態7であるミスト流量測定装置における、上流配管、大径透明配管、中間配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 図16で示した大径透明配管3及び中間配管並びにその周辺の全体構造を示す斜視図である。 実施の形態8であるミスト流量測定装置における、上流配管、大径透明配管、中間配管、テーパ状配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 図18で示した大径透明配管、中間配管、及びテーパ状配管並びにその周辺の全体構造を示す斜視図である。 実施の形態9であるミスト流量測定装置における、上流配管、大径透明配管、中間配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 図20で示した大径透明配管及び中間配管並びにその周辺の全体構造を示す斜視図である。 実施の形態10であるミスト流量測定装置における、上流配管、大径透明配管、中間配管及び下流配管の断面構造を示す説明図である。 図22で示した大径透明配管及び中間配管45並びにその周辺の全体構造を示す斜視図である。 従来の超音波霧化システムの構成(その1)を示す説明図である。 従来の超音波霧化システムの構成(その2)を示す説明図である。
 <実施の形態1>
 図1は本開示の実施の形態1である超音波霧化システム1001の構成を示す説明図である。超音波霧化システム1001は実施の形態1のミスト流量測定装置を含んでいる。実施の形態1のミスト流量測定装置は、カメラ5、光源6、透明配管10、及びミスト流量演算部16を主要構成要素として含んでいる。
 図1に示すように、超音波霧化システム1001は、上述したミスト流量測定装置に加え、超音波霧化装置100、原料溶液供給部20、流量制御部17、上流配管7及び下流配管8を主要構成要素として含んでいる。なお、上流配管7及び下流配管8は、透明配管10を設けるためのミスト流量測定装置の補助部材としての役割を含んでいる。
 上流配管7、透明配管10及び下流配管8は互いに連結されており、配管7,10及び9の組合せによって、ミスト含有ガスG3の外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、透明配管10は撮像用配管となる。
 超音波霧化装置100は、霧化用容器1、及び超音波振動子2を主要構成要素として含んでいる。
 霧化用容器1内には原料溶液15が収容される。霧化用容器1の底面に所定数の超音波振動子2(図1は1個のみ示す)が配設されている。なお、原料溶液15として、例えば、アルミニウム(Al)や亜鉛(Zn)等の金属元素が含まれている材料溶液が考えられる。
 このような構成の超音波霧化装置100において、超音波振動子2が超音波振動を印加する超音波振動処理を実行すると、超音波の振動エネルギーが霧化用容器1の底面を介して、霧化用容器1内の原料溶液15に伝達される。
 すると、原料溶液15は粒径が10μm以下のミストへと移行することにより、霧化用容器1内で原料ミスト3が得られる。
 一方、ガス供給配管4からはキャリアガスG4が霧化用容器1内に供給される。霧化用容器1内の原料ミスト3を上流配管7等の外部排出用配管を介して超音波霧化装置100の外部のミスト利用処理部へと搬送するために、キャリアガスG4は所定の流量で霧化用容器1内に供給される。キャリアガスG4として、例えば高濃度の不活性ガスを採用することができる。
 その結果、上流配管7、透明配管10及び下流配管8の組合せからなる外部排出用配管内を原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が伝搬し、最終的に外部に供給される。ミスト含有ガスG3は原料ミスト3がキャリアガスG4によって搬送された状態のガスを意味する。
 原料溶液供給部20は、容器21、ポンプ22、流量計23及び原料溶液供給側配管24を主要構成要素として含んでいる。容器21は原料溶液15を収容している。流量計23は原料溶液供給側配管24を流れる流量を測定して、測定した流量を示す測定流量情報S23を得る。
 前述したように、霧化用容器1から上流配管7、透明配管10及び下流配管8を介して原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が外部に供給されている。上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの内部が、ミスト含有ガスG3の流路となる。すなわち、上流配管7及び下流配管8はそれぞれ内部にミスト流通領域を有している。
 このように、超音波霧化装置100は、原料溶液15に対し超音波振動子2による超音波振動処理を行い原料ミスト3生成し、キャリアガスG4によってミスト含有ガスG3をミスト流通領域に流している。
 実施の形態1のミスト流量測定装置において、撮像用配管である透明配管10内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 光源6は、透明配管10内の撮像対象領域に入射光L1を照射する。すると、ミスト含有ガスG3の撮像対象領域にて入射光L1が反射して反射光L2が得られる。
 そして、ミスト撮像用カメラであるカメラ5は反射光L2を撮像する撮像処理を実行する。すなわち、カメラ5による撮像処理は、原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域とした反射光L2の撮像処理となる。
 カメラ5は撮像処理を実行して撮像情報S5を取得する。撮像情報S5は、撮像対象領域に対応する複数の画素における複数の輝度値を示している。
 図2はカメラ5による撮像結果の一例を示す説明図である。図3は撮像情報S5の一例を模式的に示す説明図である。
 カメラ5が反射光L2を撮像する撮像処理を実行すると、図2に示すように、撮像対象領域R5における撮像結果が得られる。撮像対象領域R5内において、黒色の濃度の濃い領域は黒色の濃度の薄い領域と比較して輝度が高い状態を示している。
 カメラ5は、図2で示すような撮像結果から、内部演算処理を実行して、図3で示すような撮像情報S5を得る。
 撮像情報S5において、図3に示すように、N(≧2)×M(≧2)でマトリクス配置された複数の画素が撮像対象領域R5に対応し、複数の画素それぞれが輝度値を有している。図3では画素が示す輝度値が大きい程、より高い輝度であることを示している。
 このように、撮像情報S5は、複数の画素における複数の輝度値を示す情報となる。なお、図2で示す撮像結果及び図3で示す撮像情報S5はそれぞれ一例として示したに過ぎず、両者に相関性はない。
 ミスト流量演算部16は、カメラ5より得られた撮像情報S5に基づき、ミスト含有ガスG3における原料ミスト3の流量を求めるミスト流量演算処理を実行して、原料ミスト3の流量を示すミスト流量情報S16を得る。ミスト流量情報S16は流量制御部17に付与される。
 ミスト流量演算部16によるミスト流量演算処理は、以下の総和値演算処理と流量導出処理とを含んでいる。
 総和値演算処理…撮像情報S5が示す複数の輝度値の総和である輝度総和値を求める処理
 流量導出処理…総和値演算処理で得た輝度総和値から原料ミスト3の流量を導く処理
 このように、ミスト流量演算部16は、撮像情報S5が示す複数の輝度値に基づき、総和値演算処理及び流量導出処理を含むミスト流量演算処理を実行している。
 図4は、上流配管7、透明配管10及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。なお、図4にはXYZ直交座標系を記している。
 同図に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、透明配管10及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置され、上流配管7と透明配管10との間、及び透明配管10と下流配管8との間がそれぞれ連結される。
 したがって、超音波霧化装置100から供給されるミスト含有ガスG3は+Z方向に沿って、上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの内部を流れる。すなわち、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。また、上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状であり、上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの内径は同一に設定される。
 撮像用配管である透明配管10の構成材料は透明性を有している。さらに、透明配管10の配管内面S10の構成材料は親水性を有している。なお、上流配管7、透明配管10及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 図5は原料ミスト3の流量を求めるための相関パラメータの算出の処理手順を示すフローチャートである。相関パラメータの算出処理は、実施の形態1のミスト流量測定装置の実動作に先がけて行われる。
 同図を参照して、ステップST11において、原料ミスト3の流量が既知の所定の超音波霧化装置を準備する。ここで、原料ミスト3の流量値をミスト流量MTとする。
 そして、ステップST12において、カメラ5による撮像条件を設定する。この撮像条件は、実施の形態1のミスト流量測定装置の実動作時におけるカメラ5の撮像条件と同一内容である。なお、カメラ5は実施の形態1のミスト流量測定装置用のカメラである。
 撮像条件として、例えば、光源6の光量、波長、透明配管10への入射光L1の照射角度、カメラ5の撮像位置、撮像対象領域、撮像光種別(反射光、透過光)等が考えられる。なお、所定の超音波霧化装置におけるキャリアガスG4の流量は、超音波霧化装置100におけるキャリアガスG4の流量を同一に設定しておくことが望ましい。
 その後、ステップST13において、カメラ5による撮像処理を開始し、ステップST14において、カメラ5は反射光L2に対する撮像処理を実行することにより、撮像情報S5を取得する。
 そして、ステップST15において、撮像情報S5が示す複数の輝度値の総和である輝度総和値を算出する。ここで、輝度総和値LSが算出されたとする。
 その後、ステップST16で、相関パラメータK1を算出する。ミスト流量MTと輝度総和値LSとは一定の相関関係がある。例えば、ミスト流量MTは、式(1)に示すような輝度総和値LSの一次関数として表される関係があるとする。
 MT=K1・LS+c1…(1)
 c1は定数である。
 この場合、式(1)に基づく以下の式(2)から相関パラメータK1を算出することができる。
 K1=(MT-c1)/LS…(2) 
 このように、実施の形態1のミスト流量測定装置用に、図5で示すフローで算出できる相関パラメータK1を予め準備することができる。
 図6は、図1で示した超音波霧化システム1001における原料溶液15の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。このフローには、実施の形態1のミスト流量測定装置によるミスト流量測定方法が含まれている。以下、同図を参照して、超音波霧化システム1001の制御内容を説明する。
 まず、ステップST1において、実施の形態1のミスト流量測定装置における撮像条件を設定する。ここで、撮像条件は図5で示した相関パラメータK1の算出時と同内容である。
 次に、ステップST2において、ミスト流量演算部16は相関パラメータK1を取得する。相関パラメータK1の取得方法として、例えば、図示しない外部記憶装置に相関パラメータK1を格納しておき、必要に応じてミスト流量演算部16が取得する等の方法が考えられる。
 このように、ステップST2は、複数の輝度値の輝度総和値からミスト流量MFを導くための相関パラメータK1を取得するステップとなる。
 その後、ステップST3において、実施の形態1のミスト流量測定装置はカメラ5による反射光L2に対する撮像処理を開始し、ステップST4において、カメラ5は撮像処理を実行することにより、撮像情報S5を取得する。
 上述したステップST4は、カメラ5を用いて、ミスト含有ガスG3が流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域として撮像処理を実行して撮像情報S5を取得するステップとなる。
 なお、前述したステップST2の相関パラメータK1の取得処理は、ステップST4の実行後、ステップST5の実行前に実行するようにしても良い。
 そして、ステップST5において、ミスト流量演算部16はミスト流量演算処理を実行してミスト流量MFを算出する。以下、ミスト流量演算処理の詳細を説明する。
 ミスト流量演算部16は、まず、撮像情報S5が示す複数の輝度値の総和である輝度総和値を求める総和値演算処理を実行する。その後、ミスト流量演算部16は、総和値演算処理で得た輝度総和値からミスト流量MFを導く流量導出処理を実行する。
 例えば、総和値演算処理で得た輝度総和値をLSとすると、上述した式(1)を適用した以下の式(1A)によってミスト流量MFを求めることができる。
 MF=K1・LS+c1…(1A) 
 上述したように、ステップST5の処理は、撮像情報S5に基づき、相関パラメータK1を用いて、複数の輝度値の輝度総和値LSからミスト含有ガスG3におけるミスト流量MFを求めるミスト流量演算処理を実行している。
 したがって、実施の形態1のミスト流量測定装置は、ステップST1~ST5を含むミスト流量測定方法を実行することにより、撮像情報S5に基づきミスト流量MFを測定することができる。なお、ミスト流量MFの単位として例えば(L(リットル)/min)が考えられる。
 ミスト流量演算部16が算出したミスト流量MFを示すミスト流量情報S16は次段の流量制御部17に出力される。
 ステップST6において、超音波霧化システム1001の流量制御部17は、原料溶液供給部20の容器21から霧化用容器1に供給する原料溶液15の供給状態を制御する原料供給制御処理を実行する。以下、流量制御部17によるステップST6の処理内容の詳細を説明する。
 原料供給制御部である流量制御部17は、流量計23より測定流量情報S23を受け、ミスト流量演算部16よりミスト流量情報S16を受ける。
 流量制御部17は、測定流量情報S23が示す測定流量によって、原料溶液供給側配管24を流れる流量を常に認識している。
 流量制御部17は、ミスト流量情報S16が示すミスト流量MFによって、原料ミスト3の流量を常に認識している。
 流量制御部17は、測定流量情報S23及びミスト流量情報S16に基づき、後述する流量制御条件を満足するように、ポンプ22の駆動量を指示するポンプ駆動信号S17を出力する原料供給制御処理を実行する。流量制御条件は、例えば、「ミスト流量情報S16が示すミスト流量MFが基準ミスト流量から許容範囲内にある」条件となる。
 このように、流量制御部17は、ミスト流量演算部16より得られるミスト流量情報S16に基づき、超音波霧化装置100が生成する原料ミスト3の流量を認識し、認識した原料ミスト3の流量が基準ミスト流量から許容範囲内の所定の流量となるように、原料供給制御処理を実行している。
 図7は実施の形態1のミスト流量測定装置によるミスト流量MFの測定結果の一例を示すグラフである。同図において、横軸は経過時間(sec)を示し、縦軸はミスト流量MFに基づく換算流量(値)(任意単位)を示している。
 同図において、換算流量F1は1個の超音波振動子2に超音波振動処理を実行させた場合を示し、換算流量F4は4個の超音波振動子2に超音波振動処理を実行させた場合を示している。同図に示すように、換算流量F4は換算流量F1より大きく、換算流量F1及び換算流量F4はそれぞれ一致の範囲内に収まっており、流量制御部17による原料供給制御処理が適切に実行されていることがわかる。
 実施の形態1のミスト流量測定装置におけるミスト流量演算部16は、撮像対象領域R5に対応する複数の画素における複数の輝度値を示す撮像情報S5に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。
 ミスト流量MF(原料ミスト3の流量)と複数の輝度値とは一定の相関関係があるため、撮像情報S5が示す複数の輝度値からミスト流量MFを導くための相関パラメータK1を事前に取得することができる(図5参照)。
 その結果、実施の形態1のミスト流量測定装置は、撮像情報S5に基づき、相関パラメータK1を用いたミスト流量演算処理を実行することにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 ミスト撮像用カメラであるカメラ5は反射光L2を撮像する撮像処理を実行することにより、比較的容易に撮像情報S5を得ることができる。
 ミスト流量演算部16は、輝度総和値からミスト流量MFを導くことにより、簡単かつ精度の高いミスト流量演算処理を実行することができる。
 実施の形態1のミスト流量測定装置は、ミスト含有ガスG3の流路を内部に有する撮像用配管となる透明配管10を設けることにより、ミスト含有ガスG3に含まれる原料ミスト3の拡散を抑制した空間にて、カメラ5による撮像処理を実行することができる。
 加えて、透明配管10の構成材料は透明性を有するため、透明配管10の存在がカメラ5による撮像処理に影響を与えることはない。
 撮像用配管となる透明配管10は鉛直方向(Z方向)に沿って配置されるため、透明配管10内に結露した液を透明配管10内に溜めることなく、透明配管10に対し鉛直方向の下方(-Z方向)に排出することができる。
 このため、実施の形態1のミスト流量測定装置は、透明配管10内の結露の影響を最小限に抑えて、カメラ5による撮像処理を実行することができる。
 一方、透明配管10を水平方向に配置した場合、原料ミスト3が透明配管10内で結露した液が、透明配管10の下方に溜まってしまう。実施の形態1のミスト流量測定装置では、透明配管10を鉛直方向に沿って配置するため、上述した現象は生じない。
 透明配管10の配管内面S10の構成材料は親水性を有するため、透明配管10内に結露が発生しても、結露した液が透明配管10の配管内面S10に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 実施の形態1の超音波霧化システム1001における流量制御部17(原料供給制御部)は、ミスト流量演算部16より得られるミスト流量情報S16に基づき、ミスト流量MFが所定の流量になるように、原料供給制御処理を実行している。
 このため、実施の形態1の超音波霧化システム1001は、長期間に亘って、超音波霧化装置100から生成されるミスト流量MFを所定の流量で安定させることができる。
 実施の形態1のミスト流量測定装置によって実行されるミスト流量測定方法におけるステップST5(図6参照)は、撮像対象領域R5に対応する複数の画素における複数の輝度値に基づき、相関パラメータK1を用いてミスト流量MFを求めている。
 ミスト流量MFと複数の輝度値とは一定の相関関係があるため、実施の形態1のミスト流量測定方法は、相関パラメータK1を用いることにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 (変形例)
 図1~図7で示す実施の形態1のミスト流量測定装置では、カメラ5による撮像処理は1回の撮像処理を実行する場合を示したが、連続して複数回の撮像処理を実行する変形例が考えられる。
 例えば、カメラ5が1秒毎に1回の割合で撮像処理を行う性能を有する場合、カメラ5を20秒間連続して動作させることにより、20回の撮像処理を行うことができる。
 図8は実施の形態1のミスト流量測定装置の変形例による撮像処理及びミスト流量演算処理を示すフローチャートである。
 同図において、ステップST41~ST44の処理が図6のステップST4の処理に対応し、ステップST50の処理が図6のステップST5の処理に対応している。なお、図8のステップST41~ST44で示す制御は、例えば、ミスト流量演算部16の制御下で行ったり、カメラ5に内蔵されるCPU等の制御機構で行ったりすることが考えられる。また、図8で示す例では、K(≧2)の撮像処理を行う場合を示している。
 図8を参照して、ステップST41において、制御パラメータ値iを{i=1}に初期設定する。
 そして、ステップST42において、カメラ5による1回目の撮像処理を行い、得られた撮像情報S5を第1の撮像情報として取得する。
 その後、ステップST43において、制御パラメータ値iに関し、{i=K}であるか否かが検証される。ここで{i=K}である場合(YES)、ステップST50に移行し、{i=K}でない場合(NO)、ステップST44に移行する。
 ステップST44で、制御パラメータ値iは“1”増加され{i=i+1}、ステップST42に戻る。以降、ステップST43で「YES」と判定されるまで、ステップST42~ST44の処理が繰り返される。
 ステップST43が「YES」になると、K回(複数回)の撮像処理の実行によって第1~第Kの撮像情報(複数の撮像情報)が得られたことになる。なお、第1~第Kの撮像情報の一時的記憶機能はカメラ5自身が有していたり、ミスト流量演算部16に設けたりする態様が考えられる。
 ステップST43がYESの場合に実行されるステップST50において、ミスト流量演算部16は、まず、第1~第Kの撮像情報に基づくミスト流量演算処理を実行する。第1~第Kの撮像情報が複数回の撮像処理の実行によって得られた複数の撮像情報となる。以下、ステップST50の詳細を説明する。
 まず、ミスト流量演算部16は、第1~第Kの撮像情報それぞれに対し総和値演算処理を行い第1~第Kの輝度総和値LS(1)~LS(K)(複数の輝度総和値)を求める。
 続いて、ミスト流量演算部16は、輝度総和値LS(1)~LS(K)の平均値を総和平均値として求め、総和平均値から相関パラメータK1を用いてミスト流量MFを求める。
 例えば、総和平均値をMSとすると、上述した式(1)を適用した以下の式(1B)によってミスト流量MFを求めることができる。
 MF=K1・MS+c1…(1B) 
 このように、ミスト流量演算部16の流量導出処理は、第1~第Kの輝度総和値LS(1)~LS(K)からミスト流量MFを導いている。なお、変形例における相関パラメータK1の算出する場合、変形例のミスト流量測定装置の実動作時と同様、第1~第Kの輝度総和値LS(1)~LS(K)の平均値から、図5で示したフローに沿って算出することが望ましい。
 実施の形態1の変形例は、複数の輝度総和値となる第1~第Kの輝度総和値LS(1)~LS(K)の総和平均値MSからミスト流量MFを導くことにより、より精度の高いミスト流量MFを得ることができる。
 <実施の形態2>
 図9は本開示の実施の形態2である超音波霧化システム1002の構成を示す説明図である。超音波霧化システム1002は実施の形態2のミスト流量測定装置を含んでいる。実施の形態2のミスト流量測定装置は、カメラ5、光源6、透明配管10、及びミスト流量演算部16を主要構成要素として含んでいる。
 以下、実施の形態1と同一の構成要素は同一符号を付すことにより説明を適宜省略し、実施の形態2の特徴部分を中心に説明する。
 図9に示すように、超音波霧化システム1002は、上述したミスト流量測定装置に加え、超音波霧化装置100、原料溶液供給部20、流量制御部17、上流配管7及び下流配管8を主要構成要素として含んでいる。なお、上流配管7及び下流配管8は、透明配管10を設けるためのミスト流量測定装置の補助部材としての役割を含んでいる。
 図9に示すように、実施の形態2のミスト流量測定装置において、撮像用配管である透明配管10内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 光源6は、透明配管10内の撮像対象領域に入射光L1を照射する。すると、入射光L1はミスト含有ガスG3の撮像対象領域を通過して透過光L3が得られる。
 ミスト撮像用カメラであるカメラ5は、透明配管10を挟んで光源6と対向する位置に配置されており、透過光L3を撮像する撮像処理を実行する。すなわち、カメラ5による撮像処理は、原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域とした透過光L3の撮像処理となる。
 カメラ5は撮像処理を実行して撮像情報S5を取得する。撮像情報S5は、撮像対象領域に対応する複数の画素における複数の輝度値を含んでいる。
 実施の形態2のミスト流量測定装置におけるミスト流量演算部16は、透過光L3に対するカメラ5の撮像処理によって得られた、複数の輝度値を示す撮像情報S5に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。
 したがって、実施の形態2のミスト流量測定装置は、実施の形態1と同様、撮像情報S5に基づき相関パラメータK1を用いてミスト流量演算処理を実行することにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 さらに、実施の形態3のミスト流量測定装置のミスト撮像用カメラであるカメラ5は、透過光L3を撮像する撮像処理を実行することにより、比較的容易に撮像情報S5を得ることができる。
 <実施の形態3>
 図10は本開示の実施の形態3である超音波霧化システム1003の構成を示す説明図である。超音波霧化システム1003は実施の形態3のミスト流量測定装置を含んでいる。実施の形態3のミスト流量測定装置は、カメラ5、光源6、透明配管10、ヒーター12、及びミスト流量演算部16を主要構成要素として含んでいる。
 以下、実施の形態1と同一の構成要素は同一符号を付すことにより説明を適宜省略し、実施の形態3の特徴部分を中心に説明する。
 図10に示すように、超音波霧化システム1003は、上述したミスト流量測定装置に加え、超音波霧化装置100、原料溶液供給部20、流量制御部17、上流配管7及び下流配管8を主要構成要素として含んでいる。なお、上流配管7及び下流配管8は、透明配管10を設けるためのミスト流量測定装置の補助部材としての役割を含んでいる。
 図10に示すように、実施の形態3のミスト流量測定装置において、撮像用配管である透明配管10に近接して、透明配管10の延在方向(Z方向)に沿ってヒーター12が設けられる。このヒーター12によって透明配管10及びその内部を加熱している。
 実施の形態3のミスト流量測定装置におけるミスト流量演算部16は、実施の形態1と同様、複数の輝度値を示す撮像情報S5に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。
 したがって、実施の形態3のミスト流量測定装置は、実施の形態1と同様、撮像情報S5に基づき相関パラメータK1を用いてミスト流量演算処理を実行することにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 さらに、実施の形態3のミスト流量測定装置はヒーター12をさらに備え、ヒーター12によって撮像用配管である透明配管10及び内部を加熱することができるため、透明配管10内における結露の発生を抑制することができる。
 <実施の形態4>
 図11は本開示の実施の形態4である超音波霧化システム1004の構成を示す説明図である。超音波霧化システム1004は実施の形態4のミスト流量測定装置を含んでいる。実施の形態4のミスト流量測定装置は、光源6、透明配管10、ミスト流量演算部16、カメラ51及び52を主要構成要素として含んでいる。
 以下、実施の形態1と同一の構成要素は同一符号を付すことにより説明を適宜省略し、実施の形態4の特徴部分を中心に説明する。
 図11に示すように、超音波霧化システム1004は、上述したミスト流量測定装置に加え、超音波霧化装置100、原料溶液供給部20、流量制御部17、上流配管7及び下流配管8を主要構成要素として有している。なお、上流配管7及び下流配管8は、透明配管10を設けるためのミスト流量測定装置の補助部材としての役割を含んでいる。
 実施の形態4のミスト流量測定装置において、撮像用配管である透明配管10内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 光源6は、透明配管10内の撮像対象領域に入射光L1を照射する。すると、ミスト含有ガスG3の撮像対象領域にて入射光L1が反射して2つの反射光L21及びL22(複数の反射光)が得られる。反射光L21及びL22は互いに異なった方向に反射しており、互いに干渉しない関係にある。
 そして、複数の反射光である反射光L21及びL22に対して、複数のミスト撮像用カメラであるカメラ51及び52が配置される。カメラ51は反射光L21を撮像する撮像処理を実行し、カメラ52は反射光L22を撮像する撮像処理を実行する。
 このように、カメラ51及び52による撮像処理は、原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域とした反射光L21及びL22の撮像処理となる。
 カメラ51は反射光L21に対する撮像処理を実行して撮像情報S51を取得する。撮像情報S51は、撮像対象領域からの反射光L21に対応する複数の画素における複数の輝度値を示している。カメラ52は反射光L22に対する撮像処理を実行して撮像情報S52を取得する。撮像情報S52は、撮像対象領域からの反射光L22に対応する複数の画素における複数の輝度値を含んでいる。
 反射光L21及びL22は互いに干渉しない関係にあり、複数種の撮像情報となる撮像情報S51及びS52は異なる内容の複数の輝度値を示している。
 ミスト流量演算部16は、複数種の撮像情報である撮像情報S51及びS52に基づきミスト含有ガスG3における原料ミスト3の流量を求めるミスト流量演算処理を実行して、原料ミスト3の流量を示すミスト流量情報S16を得る。
 ミスト流量演算処理は、以下の総和値演算処理と流量導出処理とを含んでいる。
 総和値演算処理…撮像情報S51が示す複数の輝度値の総和である第1の輝度総和値と、撮像情報S52が示す複数の輝度値の総和である第2の輝度総和値とを求め、第1及び第2の輝度総和値の平均値を輝度総和平均値として得る処理
 流量導出処理…総和値演算処理で得た輝度総和平均値から原料ミスト3の流量を導く処理
 例えば、上述した総和値演算処理で得た輝度総和平均値をLMとすると、上述した式(1)を適用した以下の式(1C)によってミスト流量MFを求めることができる。
 MF=K1・LM+c1…(1C) 
 このように、ミスト流量演算部16は、撮像情報S51及びS52それぞれが示す複数の輝度値に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。なお、実施の形態4における相関パラメータK1を算出する場合、実施の形態4のミスト流量測定装置の実動作時と同様、第1及び第2の輝度総和値の平均値から、図5で示したフローに沿って算出することが望ましい。
 実施の形態4のミスト流量測定装置におけるミスト流量演算部16は、各々が複数の輝度値を示す撮像情報S51及びS52に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。
 したがって、実施の形態4のミスト流量測定装置は、実施の形態1と同様、撮像情報S51及びS52に基づき相関パラメータK1を用いてミスト流量演算処理を実行することにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 ミスト流量演算部16は、複数のミスト撮像用カメラであるカメラ51及び52より得られる、多角的な撮像情報S51及びS52(複数種の撮像情報)に基づきミスト流量演算処理を実行している。
 このため、実施の形態4のミスト流量測定装置は、原料ミスト3の流量をより精度良く求めることができる。
 なお、実施の形態4のミスト流量演算部16は、総和値演算処理を実行する際、第1及び第2の輝度総和値の平均値を求めたが、第1及び第2の輝度総和値間で重みづけを行い、一方の比率を他方の比率より高くしても良い。例えば、第1の輝度総和値と第2の輝度総和値との比率を{2:1}になるようにしても良い。
 図11で示す実施の形態4では、1つの光源6を設けた構成を示したが、光源6の数もカメラ51及び52に合わせて2つにする様にしても良い。
 また、実施の形態4では複数のミスト撮像用カメラとして2つのカメラ51及び52を示したが、3つ以上のミスト撮像用カメラを用いて3種類以上の撮像情報を得るようにしても良い。
 <実施の形態5>
 図12は本開示の実施の形態5である超音波霧化システム1005の構成を示す説明図である。超音波霧化システム1005は実施の形態5のミスト流量測定装置を含んでいる。実施の形態5のミスト流量測定装置は、カメラ5、光源6、上流配管7、下流配管8、配管不在空間9及びミスト流量演算部16を主要構成要素として含んでいる。
 以下、実施の形態1と同一の構成要素は同一符号を付すことにより説明を適宜省略し、実施の形態5の特徴部分を中心に説明する。
 図12に示すように、超音波霧化システム1005は、上述したミスト流量測定装置に加え、超音波霧化装置100、原料溶液供給部20、流量制御部17、上流配管7及び下流配管8を主要構成要素として有している。
 上流配管7及び下流配管8は配管不在空間9を挟んで互いに離散して配置されており、互いに離散した上流配管7及び下流配管8の組合せによって、ミスト含有ガスG3の外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、配管不在空間9は隙間空間となる。
 実施の形態5では、上流配管7(第1のガス供給用配管)及び下流配管8(第2のガス供給用配管)は、配管不在空間9を設けるために不可欠なミスト流量測定装置の主要構成要素としても機能している。
 そして、霧化用容器1から上流配管7、配管不在空間9及び下流配管8を介して原料ミスト3を含むミスト含有ガスG3が外部に供給される。
 図13は上流配管7及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。なお、図13にはXYZ直交座標系を記している。
 図13に示すように、上流配管7及び下流配管8それぞれの内部が、ミスト含有ガスG3の流路となる。すなわち、上流配管7及び下流配管8はそれぞれ内部にミスト流通領域を有している。さらに、上流配管7,下流配管8間に配管不在空間9が隙間空間として存在している。この配管不在空間9内もミスト含有ガスG3の流路となる。すなわち、配管不在空間9は内部にミスト流通領域を有している。
 図13に示すように、上流配管7及び下流配管8は延長方向(+Z方向)に沿って配置される。
 ミスト含有ガスG3はキャリアガスG4により一定の流速で搬送されているため、上流配管7から配管不在空間9に流れたミスト含有ガスG3は、配管不在空間9から外部に漏れることなく+Z方向に沿って下流配管8内を流れこむ。
 実施の形態5のミスト流量測定装置において、隙間空間である配管不在空間9内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 光源6は、配管不在空間9内の撮像対象領域に入射光L1を照射する。すると、ミスト含有ガスG3の撮像対象領域で入射光L1が反射して反射光L2が得られる。
 そして、ミスト撮像用カメラであるカメラ5は反射光L2を撮像する撮像処理を実行する。
 カメラ5は撮像処理を実行して撮像情報S5を取得する。撮像情報S5は、配管不在空間9内の撮像対象領域に対応する複数の画素における複数の輝度値を含んでいる。
 実施の形態5のミスト流量測定装置におけるミスト流量演算部16は、実施の形態1と同様、複数の輝度値を示す撮像情報S5に基づき、ミスト流量演算処理を実行している。
 したがって、実施の形態5のミスト流量測定装置は、実施の形態1と同様、撮像情報S5に基づき相関パラメータK1を用いてミスト流量演算処理を実行することにより、精度良くミスト流量MFを求めることができる。
 ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域は、隙間空間となる配管不在空間9内に存在するため、実施の形態5のミスト流量測定装置におけるカメラ5は結露の影響を全く受けることなく反射光L2に対し精度良く撮像処理を実行することができる。
 <実施の形態1~実施の形態4の透明配管10の課題>
 図4に示したように、実施の形態1~実施の形態4のミスト流量測定装置で用いた撮像用配管である透明配管10の内径は、上流配管7及び下流配管8それぞれの内径と同一長に設定されていた。このため、透明配管10内でミスト含有ガスG3の結露が発生すると、結露した液体(水滴)が配管内面S10に付着する可能性があった。
 透明配管10の配管内面S10に液体が付着する現象は、ミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理に影響を与えるため、精度良く撮像情報S5(S51,S52)を得ることができないという撮像処理阻害要因となる。
 上述した撮像処理阻害要因の改善を図ったのが以下で述べる実施の形態6~実施の形態10で示す撮像用配管及びその周辺構造である。
 <実施の形態6>
 図14は、本開示の実施の形態6であるミスト流量測定装置における、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。図15は上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8の全体構造を示す斜視図である。なお、図14及び図15それぞれにXYZ直交座標系を記している。
 実施の形態6のミスト流量測定装置において、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8を含む外部排出用配管以外の構成は、図1~図8で示した実施の形態1のミスト流量測定装置と同様な構成である。ただし、実施の形態6において、上流配管7及び下流配管8は、大径透明配管31と共にミスト流量測定装置の主要構成要素に含まれる。
 実施の形態6のミスト流量測定装置は、図1で示す撮像用配管となる透明配管10が大径透明配管31に置き換わった点で実施の形態1と異なる。
 実施の形態6において、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8の組合せによって外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、大径透明配管31は撮像用配管となる。
 また、超音波霧化システムにおけるミスト流量測定装置を除く構成は、図1で示した実施の形態1の超音波霧化システム1001と同様な構成となる。
 図14及び図15に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置され、上流配管7と大径透明配管31との間、及び大径透明配管31と下流配管8との間がそれぞれ直接連結される。なお、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8を一体的に構成しても良い。
 したがって、超音波霧化装置100(図1参照)から供給されるミスト含有ガスG3は所定方向、すなわち、反鉛直方向(+Z方向)に沿って、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8の順で流れる。ここで、反鉛直方向は鉛直方向と正反対となる方向である。
 このように、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。すなわち、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8はそれぞれミスト流通領域を内部に有している。
 また、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状である。上流配管7は内径D7を有し、大径透明配管31は内径D31を有し、下流配管8は内径D8を有している。実施の形態6において、大径透明配管31の全体が内径D31で一定の内径一定領域となっている。また、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8はそれぞれZ方向に沿って所定の長さを有している。
 撮像用配管である大径透明配管31の構成材料は透明性を有している。さらに、大径透明配管31の配管内面S31の構成材料は親水性を有している。実施の形態6では、大径透明配管31の配管内面S31が内径一定領域の内面となる。
 上流配管7の配管内面S7及び下流配管8の配管内面S8それぞれの構成材料も親水性を有することが望ましい。一方、上流配管7及び下流配管8は撮像用配管ではないため、透明性を有する必要はない。また、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 実施の形態6のミスト流量測定装置において、撮像用配管である大径透明配管31内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 図15において、白地部分は透明部分であることを示し、斜線ハッチング部分は被透明部分を示している。図15に示すように、実施の形態6の外部排出用配管は、透明性を有する大径透明配管31と、透明性を有さない上流配管7及び下流配管8とから構成される。
 実施の形態6の外部排出用配管に関し、第1のガス供給用配管である上流配管7の内径D7と第2のガス供給用配管である下流配管8の内径D8とは同一値に設定される。一方、全体が内径一定領域となる大径透明配管31の内径D31は、内径D7及びD8より大きい値に設定される。すなわち、大径透明配管31、上流配管7及び下流配管8は、{D31>D7=D8}の内径に関する大小関係を有している。なお、上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8はそれぞれ平面視して中心位置が一致している。
 実施の形態6のミスト流量測定装置の外部排出用配管に関し、撮像用配管である大径透明配管31(内径一定領域)の内径D31は、第1及び第2のガス供給用配管となる上流配管7及び下流配管8の内径D7及びD8より大きい。
 したがって、大径透明配管31の配管内面S31と上流配管7の配管内面S7との間に内面差分距離Δ11(=(D31-D7)/2)が生じる。同様に、大径透明配管31の配管内面S31と下流配管8の配管内面S8の配管内面S31との間に内面差分距離Δ12(=(D31-D8)/2)が生じる。内面差分距離Δ11が第1の内面差分距離となり、内面差分距離Δ12が第2の内面差分距離となる。
 ミスト含有ガスG3が上流配管7から大径透明配管31に伝搬される際、第1の内面差分距離となる内面差分距離Δ11が生じる分、大径透明配管31の配管内面S31にミスト含有ガスG3が到達する可能性を低減化することができる。
 一方、ミスト含有ガスG3が大径透明配管31から下流配管8に伝搬される際、図14に示すように、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返る、ガス跳ね返り現象P30が生じる可能性がある。
 しかしながら、大径透明配管31と下流配管8との間には第2の内面差分距離である内面差分距離Δ12が生じる分、下流配管8から跳ね返ったミスト含有ガスG3の一部が大径透明配管31の配管内面S31に到達する可能性を低く抑えることができる。
 したがって、大径透明配管31を有する実施の形態6のミスト流量測定装置は、大径透明配管31(内径一定領域)の配管内面S31での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 その結果、実施の形態6のミスト流量測定装置は、上述した撮像処理阻害要因を改善することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる効果を奏する。
 大径透明配管31は鉛直方向(Z方向)に沿って配置されるため、大径透明配管31の配管内面S31の内面に結露が発生しても、結露した液体を大径透明配管31内に留まらせることなく、大径透明配管31に対し鉛直方向の下方に排出することができる。
 このため、実施の形態6のミスト流量測定装置は、大径透明配管31内の結露の影響を最小限に抑えて、カメラ5による撮像処理を実行することができる。
 加えて、実施の形態6のミスト流量測定装置は、必要最小限の上流配管7、大径透明配管31及び下流配管8の組合せでミスト含有ガスG3用の外部排出用配管を構成することができる。
 また、実施の形態6において、大径透明配管31の全体が内径D7で一定の内径一定領域となるため、撮像用配管となる大径透明配管31を比較的簡単な構造で実現することができる。
 さらに、大径透明配管31の配管内面S31の構成材料は親水性を有するため、大径透明配管31内に結露が発生しても、結露した液が大径透明配管31の配管内面S31に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 なお、内面差分距離Δ11は、ミスト含有ガスG3が上流配管7から大径透明配管31に伝搬される際、大径透明配管31の配管内面S31にミスト含有ガスG3が到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 また、内面差分距離Δ12は、上述したガス跳ね返り現象P30が生じても、ミスト含有ガスG3の跳ね返り成分が大径透明配管31の配管内面S31に到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 実施の形態6では、外部排出用配管を除くミスト流量測定装置及び超音波霧化システムの構成として、図1~図8で示した実施の形態1の構成を採用したが、実施の形態1に替えて、図9~図11で示した実施の形態2~実施の形態4の構成を採用するようにしても良い。
 <実施の形態7>
 図16は、本開示の実施の形態7であるミスト流量測定装置における、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。図17は上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8の全体構造を示す斜視図である。なお、図16及び図17それぞれにXYZ直交座標系を記している。
 実施の形態7のミスト流量測定装置において、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8を含む外部排出用配管以外の構成は、図1~図8で示した実施の形態1のミスト流量測定装置と同様な構成である。ただし、上流配管7、中間配管42及び下流配管8は、大径透明配管32と共にミスト流量測定装置の主要構成要素に含まれる。
 実施の形態7のミスト流量測定装置は、図1で示す透明配管10が大径透明配管32及び中間配管42に置き換わった点で実施の形態1と異なる。
 実施の形態7において、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8の組合せによって外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、大径透明配管32は撮像用配管となり、中間配管42が第1の撮像補助配管となる。
 また、超音波霧化システムにおけるミスト流量測定装置を除く構成は、図1で示した実施の形態1の超音波霧化システム1001と同様な構成となる。
 図16及び図17に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置され、上流配管7と大径透明配管32との間、大径透明配管32と中間配管42との間、及び中間配管42と下流配管8との間がそれぞれ直接連結される。なお、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8を一体的に構成しても良い。
 したがって、超音波霧化装置100(図1参照)から供給されるミスト含有ガスG3は所定方向、すなわち、反鉛直方向(+Z方向)に沿って、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8の順で流れる。
 このように、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。すなわち、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8はそれぞれミスト流通領域を内部に有している。
 また、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状である。上流配管7は内径D7を有し、大径透明配管32は内径D32を有し、中間配管42は内径D42を有し、下流配管8は内径D8を有している。
 実施の形態7において、大径透明配管32の全体が内径D32で一定の内径一定領域となっている。また、大径透明配管32及び中間配管42はそれぞれZ方向に沿って所定の長さを有している。
 撮像用配管である大径透明配管32の構成材料は透明性を有している。さらに、大径透明配管32の配管内面S32の構成材料は親水性を有している。実施の形態7では、大径透明配管32の配管内面S32が内径一定領域の内面となる。
 上流配管7の配管内面S7、中間配管42の配管内面S42及び下流配管8の配管内面S8それぞれの構成材料も親水性を有することが望ましい。一方、上流配管7、中間配管42及び下流配管8は撮像用配管ではないため、透明性を有する必要はない。また、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 実施の形態7のミスト流量測定装置において、撮像用配管である大径透明配管32内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 図17において、白地部分は透明部分であることを示し、斜線ハッチング部分は被透明部分を示している。図17に示すように、実施の形態7の外部排出用配管は、透明性を有する大径透明配管32と、透明性を有さない上流配管7、中間配管42及び下流配管8とから構成される。
 実施の形態7の外部排出用配管に関し、上流配管7の内径D7と下流配管8の内径D8とは同一値に設定される。また、中間配管42の内径D42は内径D7及びD8それぞれより大きい値に設定される。すなわち、中間配管42、上流配管7及び下流配管8は、{D42>D8=D7}の内径に関する大小関係を有している。
 一方、全体が内径一定領域となる大径透明配管32の内径D32は、内径D42よりより大きい値に設定される。すなわち、大径透明配管32及び中間配管42は、{D32>D42(>D7=D8)}の内径に関する大小関係を有している。
 なお、上流配管7、大径透明配管32、中間配管42及び下流配管8はそれぞれ平面視して中心位置が一致している。
 実施の形態7のミスト流量測定装置の外部排出用配管に関し、撮像用配管である大径透明配管32(内径一定領域)の内径D32は、第1及び第2のガス供給用配管となる上流配管7及び下流配管8の内径D7及びD8より大きい。
 したがって、実施の形態7のミスト流量測定装置は、実施の形態6と同様、大径透明配管32の配管内面S32での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 その結果、実施の形態7のミスト流量測定装置は、実施の形態6と同様、上述した撮像処理阻害要因を改善することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる効果を奏する。
 実施の形態7において、第1の撮像補助配管である中間配管42の内径D42は大径透明配管32(内径一定領域)の内径D32より小さいため、中間配管42の配管内面S42と大径透明配管32の配管内面S32との間に内面差分距離Δ13(=(D32-D42)/2)が生じる。中間配管42の内径D42は下流配管8の内径D8より大きいため、中間配管42の配管内面S42と下流配管8の配管内面S8との間に内面差分距離Δ14(=(D42-D8)/2)が生じる。内面差分距離Δ13が第3の内面差分距離となり、内面差分距離Δ14が第4の内面差分距離となる。
 実施の形態7において、ミスト含有ガスG3が中間配管42から下流配管8に伝搬される際、図16に示すように、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返る、ガス跳ね返り現象P40が生じる。ガス跳ね返り現象P40によって、中間配管42の配管内面S42に結露した液体として付着する可能性がある。
 しかしながら、中間配管42と下流配管8との間には、第4の内面差分距離である内面差分距離Δ14が生じている分、ガス跳ね返り現象P40によって、中間配管42の配管内面S42に結露した液体として付着する可能性を低く抑えることができる。
 仮に中間配管42の配管内面S42に液体(水滴)が付着し、図16に示す様に、配管内面S42に沿って結露した液体K3が自重落下しても、中間配管42と大径透明配管32との間に第3の内面差分距離である内面差分距離Δ13が生じている分、自重落下した液体の一部が大径透明配管32の配管内面S32に到達する可能性を低く抑えることができる。
 その結果、実施の形態7のミスト流量測定装置は、撮像用配管である大径透明配管32の配管内面S32での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 実施の形態7において、大径透明配管32の全体が内径D32で一定の内径一定領域となるため、撮像用配管となる大径透明配管32を比較的簡単な構造で実現することができる。
 さらに、大径透明配管32の配管内面S32の構成材料は親水性を有するため、大径透明配管32内に結露が発生しても、結露した液が大径透明配管32の配管内面S32に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 なお、内面差分距離Δ14は、ミスト含有ガスG3の跳ね返り現象P40が生じても、ミスト含有ガスG3の跳ね返り成分が中間配管42の配管内面S42に到達する可能性を十分低くする長さに設定することが望ましい。
 また、内面差分距離Δ13は、中間配管42の配管内面S42に沿って液体が自重落下した場合でも、自重落下した液体成分が大径透明配管32の配管内面S32に到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 実施の形態7では、外部排出用配管を除くミスト流量測定装置及び超音波霧化システムの構成として、図1~図8で示した実施の形態1の構成を採用したが、実施の形態1に替えて、図9~図11で示した実施の形態2~実施の形態4の構成を採用するようにしても良い。
 <実施の形態8>
 図18は、本開示の実施の形態8であるミスト流量測定装置における、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。図19は上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8の全体構造を示す斜視図である。なお、図18及び図19それぞれにXYZ直交座標系を記している。
 実施の形態8のミスト流量測定装置において、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8を含む外部排出用配管以外の構成は、図1~図8で示した実施の形態1のミスト流量測定装置と同様な構成である。ただし、上流配管7、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8は、大径透明配管33と共にミスト流量測定装置の主要構成要素に含まれる。
 実施の形態8のミスト流量測定装置は、図1で示す透明配管10が大径透明配管33、中間配管43及びテーパ状配管53に置き換わった点で実施の形態1と異なる。
 実施の形態8において、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8の組合せによって外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、大径透明配管33は撮像用配管となり、中間配管43が第1の撮像補助配管となり、テーパ状配管53が第2の撮像補助配管となる。
 また、超音波霧化システムにおけるミスト流量測定装置を除く構成は、図1で示した実施の形態1の超音波霧化システム1001と同様な構成となる。
 図18及び図19に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置される。そして、上流配管7と大径透明配管33との間、大径透明配管33と中間配管43との間、及び中間配管43とテーパ状配管53との間、テーパ状配管53と下流配管8との間がそれぞれ直接連結される。なお、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8を一体的に構成しても良い。
 したがって、超音波霧化装置100(図1参照)から供給されるミスト含有ガスG3は所定方向、すなわち、反鉛直方向(+Z方向)に沿って、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8の順で流れる。
 このように、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。すなわち、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8はそれぞれミスト流通領域を内部に有している。
 また、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状である。テーパ状配管53の断面形状は円形状である。上流配管7は内径D7を有し、大径透明配管33は内径D33を有し、中間配管43は内径D43を有し、下流配管8は内径D8を有している。
 実施の形態8において、大径透明配管33の全体が内径D33で一定の内径一定領域となっている。また、大径透明配管33及び中間配管43はそれぞれZ方向に沿って所定の長さを有している。
 撮像用配管である大径透明配管33の構成材料は透明性を有している。さらに、大径透明配管33の配管内面S33の構成材料は親水性を有している。実施の形態8では、大径透明配管33の配管内面S33が内径一定領域の内面となる。
 上流配管7の配管内面S7、中間配管43の配管内面S43、テーパ状配管53の配管内面S53及び下流配管8の配管内面S8それぞれの構成材料も親水性を有することが望ましい。一方、上流配管7、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8は撮像用配管ではないため、透明性を有する必要はない。また、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 実施の形態8のミスト流量測定装置において、撮像用配管である大径透明配管33内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。
 図19において、白地部分は透明部分であることを示し、斜線ハッチング部分は被透明部分を示している。図19に示すように、実施の形態8の外部排出用配管は、透明性を有する大径透明配管33と、透明性を有さない上流配管7、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8とから構成される。
 実施の形態8の外部排出用配管に関し、上流配管7の内径D7と下流配管8の内径D8とは同一値に設定される。また、中間配管43の内径D43は内径D7及びD8それぞれより大きい値に設定される。すなわち、中間配管43、上流配管7及び下流配管8は、{D43>D8=D7}の内径に関する大小関係を有している。
 一方、全体が内径一定領域となる大径透明配管33の内径D33は、内径D43よりより大きい値に設定される。すなわち、大径透明配管33及び中間配管43は、{D33>D43(>D7=D8)}の内径に関する大小関係を有している。なお、上流配管7、大径透明配管33、中間配管43、テーパ状配管53及び下流配管8はそれぞれ平面視して中心位置が一致している。
 第2の撮像補助配管であるテーパ状配管53において、第1の撮像補助配管である中間配管43との下方接続部となる最下端は、中間配管43の内径D43と同一の内径を有し、第2のガス供給用配管である下流配管8との上方接続部となる最上端は、下流配管8の内径D8と同一の内径を有している。
 テーパ状配管53は、鉛直方向(-Z方向)と正反対方向となる反鉛直方向(+Z方向)に従い内径D43から内径D8にかけて内径が小さくなるテーパ形状を有している。
 実施の形態8のミスト流量測定装置の外部排出用配管に関し、撮像用配管である大径透明配管33(内径一定領域)の内径D33は、第1及び第2のガス供給用配管となる上流配管7及び下流配管8の内径D7及びD8より大きい。
 したがって、実施の形態8のミスト流量測定装置は、実施の形態6と同様、大径透明配管33の配管内面S33での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 その結果、実施の形態8のミスト流量測定装置は、実施の形態6及び実施の形態7と同様、上述した撮像処理阻害要因を改善することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる効果を奏する。
 実施の形態8において、第1の撮像補助配管である中間配管43の内径D43は大径透明配管33(内径一定領域)の内径D33より小さいため、中間配管43の配管内面S43と大径透明配管33の配管内面S32との間に内面差分距離Δ23(=(D33-D43)/2)が生じる。中間配管43の内径D43は下流配管8の内径D8より大きいため、中間配管43の配管内面S43と下流配管8の配管内面S8との間に内面差分距離Δ24(=(D43-D8)/2)が生じる。内面差分距離Δ23が第3の内面差分距離となり、内面差分距離Δ24が第4の内面差分距離となる。
 実施の形態8の外部排出用配管は、実施の形態7の内面差分距離Δ13及びΔ14と同様、内面差分距離Δ23及びΔ24を有するため、実施の形態7と同様、大径透明配管33の配管内面S32での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 ミスト含有ガスG3が中間配管43から第2の撮像補助配管であるテーパ状配管53を介して下流配管8に伝搬される際、第4の内面差分距離である内面差分距離Δ24が生じる分、下流配管8からミスト含有ガスの一部が跳ね返る。
 しかしながら、中間配管43と下流配管8との間に存在するテーパ状配管53は、反鉛直方向(+Z方向)に従い内径が小さくなるテーパ形状を有しているため、下流配管8からのミスト含有ガスG3の跳ね返り量を効果的に抑制することができる。
 その結果、実施の形態8のミスト流量測定装置は、中間配管43と下流配管8との間にテーパ状配管53が存在する分、大径透明配管33の配管内面S33での結露の発生を効果的に抑制して、実施の形態7以上に、カメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 また、実施の形態8において、大径透明配管33の全体が内径D33で一定の内径一定領域となるため、撮像用配管となる大径透明配管33を比較的簡単な構造で実現することができる。
 さらに、大径透明配管33の配管内面S33の構成材料は親水性を有するため、大径透明配管33内に結露が発生しても、結露した液が大径透明配管33の配管内面S33に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 なお、内面差分距離Δ24は、ミスト含有ガスG3の跳ね返り現象が生じても、ミスト含有ガスG3の跳ね返り成分が中間配管43の配管内面S43に到達する可能性を十分低くする長さに設定することが望ましい。
 また、内面差分距離Δ23は、中間配管43の配管内面S43に沿って液体が自重落下した場合でも、自重落下した液体成分が大径透明配管33の配管内面S33に到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 実施の形態8では、外部排出用配管を除くミスト流量測定装置及び超音波霧化システムの構成として、図1~図8で示した実施の形態1の構成を採用したが、実施の形態1に替えて、図9~図11で示した実施の形態2~実施の形態4の構成を採用するようにしても良い。
 <実施の形態9>
 図20は、本開示の実施の形態9であるミスト流量測定装置における、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。図21は上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8の全体構造を示す斜視図である。なお、図20及び図21それぞれにXYZ直交座標系を記している。
 実施の形態9のミスト流量測定装置において、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8を含む外部排出用配管以外の構成は、図1~図8で示した実施の形態1のミスト流量測定装置と同様な構成である。ただし、上流配管7、中間配管44及び下流配管8は、大径透明配管34と共にミスト流量測定装置の主要構成要素に含まれる。
 実施の形態8のミスト流量測定装置は、図1で示す透明配管10が大径透明配管34及び中間配管44に置き換わった点で実施の形態1と異なる。
 実施の形態9において、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8の組合せによって外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、大径透明配管34は撮像用配管となり、中間配管44が第1の撮像補助配管となる。
 また、超音波霧化システムにおけるミスト流量測定装置を除く構成は、図1で示した実施の形態1の超音波霧化システム1001と同様な構成となる。
 図20及び図21に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置される。そして、上流配管7と大径透明配管34との間、大径透明配管34と中間配管44との間、及び中間配管44と下流配管8との間がそれぞれ直接連結される。なお、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8を一体的に構成しても良い。
 大径透明配管34は、撮像用主要部となる配管主要部341と撮像用下方補助部となる配管テーパ部342とを含んでいる。配管主要部341の下方端部が配管テーパ部342の上方端部に直接連結され、配管テーパ部342の下方端部が上流配管7の上方端部に直接連結される。
 超音波霧化装置100(図1参照)から供給されるミスト含有ガスG3は所定方向、すなわち、反鉛直方向(+Z方向)に沿って、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8の順で流れる。
 このように、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。すなわち、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8はそれぞれミスト流通領域を内部に有している。
 また、上流配管7、大径透明配管34の配管主要部341、中間配管44及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状である。大径透明配管34における配管テーパ部342の断面形状は円形状となる。上流配管7は内径D7を有し、大径透明配管34における配管主要部341は内径D34を有し、中間配管44は内径D44を有し、下流配管8は内径D8を有している。
 したがって、実施の形態9において、大径透明配管34における配管主要部341が内径D34で一定の内径一定領域となっている。また、大径透明配管34及び中間配管44はそれぞれZ方向に沿って所定の長さを有している。
 撮像用配管である大径透明配管34の構成材料は透明性を有している。さらに、大径透明配管34の配管主要部341の主要部内面S341及び配管テーパ部342のテーパ部内面S342の構成材料は親水性を有している。実施の形態9では、配管主要部341の主要部内面S341が内径一定領域の内面となっている。
 上流配管7の配管内面S7、中間配管44の配管内面S44及び下流配管8の配管内面S8それぞれの構成材料も親水性を有することが望ましい。一方、上流配管7、中間配管44及び下流配管8は撮像用配管ではないため、透明性を有する必要はない。また、上流配管7、大径透明配管34、中間配管44及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 実施の形態9のミスト流量測定装置において、撮像用配管である大径透明配管34内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。なお、撮像主要部となる配管主要部341内のミスト流通領域の一部がカメラ5の撮像対象領域となることが望ましい。
 図21において、白地部分は透明部分であることを示し、斜線ハッチング部分は被透明部分を示している。図21に示すように、実施の形態9の外部排出用配管は、透明性を有する大径透明配管34(配管主要部341+配管テーパ部342)と、透明性を有さない上流配管7、中間配管44及び下流配管8とから構成される。
 実施の形態9の外部排出用配管に関し、上流配管7の内径D7と下流配管8の内径D8とは同一値に設定される。また、中間配管44の内径D44は内径D7及びD8それぞれより大きい値に設定される。すなわち、中間配管44、上流配管7及び下流配管8は、{D44>D8=D7}の内径に関する大小関係を有している。
 一方、大径透明配管34における配管主要部341(内径一定領域)の内径D34は、内径D44よりより大きい値に設定される。すなわち、撮像用主要部となる配管主要部341と中間配管44とは、{D34>D44(>D7=D8)}の内径に関する大小関係を有している。なお、上流配管7、大径透明配管34における配管主要部341及び配管テーパ部342、中間配管44並びに下流配管8はそれぞれ平面視して中心位置が一致している。
 大径透明配管34の配管テーパ部342において、配管主要部341との上方接続部となる最上端は、配管主要部341の内径D34と同一の内径を有し、第1のガス供給用配管となる上流配管7との下方接続部となる最下端は、上流配管7の内径D7と同一の内径を有している。
 撮像用下方補助部となる配管テーパ部342は、鉛直方向(-Z方向)に従い内径D34から内径D7にかけて内径が小さくなるテーパ形状を有している。すなわち、配管テーパ部342は、内側に向かうに従い鉛直方向(-Z方向)側に傾く鉛直方向凸構造を有している。
 実施の形態9のミスト流量測定装置の外部排出用配管に関し、撮像用配管である大径透明配管34における配管主要部341(内径一定領域)の内径D34は、第1及び第2のガス供給用配管となる上流配管7及び下流配管8の内径D7及びD8より大きい。
 したがって、実施の形態9のミスト流量測定装置は、実施の形態6~実施の形態8と同様、大径透明配管34における配管主要部341の主要部内面S341での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 その結果、実施の形態9のミスト流量測定装置は、実施の形態6~実施の形態8と同様、上述した撮像処理阻害要因を改善することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる。
 実施の形態9において、第1の撮像補助配管である中間配管44の内径D44は大径透明配管34における配管主要部341(内径一定領域)の内径D34より小さいため、中間配管44の配管内面S44と配管主要部341の主要部内面S341との間に内面差分距離Δ33(=(D34-D44)/2)が生じる。中間配管44の内径D44は下流配管8の内径D8より大きいため、中間配管44の配管内面S44と下流配管8の配管内面S8との間に内面差分距離Δ34(=(D44-D8)/2)が生じる。内面差分距離Δ33が第3の内面差分距離となり、内面差分距離Δ34が第4の内面差分距離となる。
 実施の形態9の外部排出用配管は、実施の形態7の内面差分距離Δ13及びΔ14と同様、内面差分距離Δ33及びΔ34を有するため、実施の形態7と同様、大径透明配管34における配管主要部341の主要部内面S341での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 また、ミスト含有ガスG3が中間配管44から下流配管8に伝搬される際、第4の内面差分距離となる内面差分距離Δ34が生じる分、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返る。
 しかしながら、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返って落下し、大径透明配管34のテーパ部内面S342に結露した液体として一時的に付着しても、配管テーパ部342は鉛直方向凸構造を有するため、時間経過と共にテーパ部内面S342から上流配管7側に液体が流れ込む。したがって、テーパ部内面S342上で結露した液体が残存したり、テーパ部内面S342から主要部内面S341に結露した液体が流れたりすることはない。
 その結果、実施の形態9のミスト流量測定装置は、大径透明配管34の主要部内面S341及びテーパ部内面S342での結露の発生を効果的に抑制してカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 さらに、大径透明配管34の主要部内面S341及びテーパ部内面S342の構成材料は親水性を有するため、大径透明配管34内に結露が発生しても、結露した液が大径透明配管34の主要部内面S341及びテーパ部内面S342に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 なお、内面差分距離Δ34は、ミスト含有ガスG3の下流配管8からの跳ね返り現象が生じても、ミスト含有ガスG3の跳ね返り成分が中間配管44の配管内面S44に到達する可能性を十分低くする長さに設定することが望ましい。
 また、内面差分距離Δ33は、中間配管44の配管内面S44に沿って液体が自重落下した場合でも、自重落下した液体成分が大径透明配管34における配管主要部341の主要部内面S341に直接到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 実施の形態9では、外部排出用配管を除くミスト流量測定装置及び超音波霧化システムの構成として、図1~図8で示した実施の形態1の構成を採用したが、実施の形態1に替えて、図9~図11で示した実施の形態2~実施の形態4の構成を採用するようにしても良い。
 <実施の形態10>
 図22は、本開示の実施の形態10であるミスト流量測定装置における、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8の断面構造を示す説明図である。図23は上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8の全体構造を示す斜視図である。なお、図22及び図23それぞれにXYZ直交座標系を記している。
 実施の形態10のミスト流量測定装置において、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8を含む外部排出用配管以外の構成は、図1~図8で示した実施の形態1のミスト流量測定装置と同様な構成である。ただし、上流配管7、中間配管45及び下流配管8は、大径透明配管35と共にミスト流量測定装置の主要構成要素に含まれる。
 実施の形態10のミスト流量測定装置は、図1で示す透明配管10が大径透明配管35及び中間配管45に置き換わった点で実施の形態1と異なる。
 実施の形態10において、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8の組合せによって外部排出用配管が構成される。上流配管7は第1のガス供給用配管となり、下流配管8は第2のガス供給配管となり、大径透明配管35は撮像用配管となり、中間配管45が第1の撮像補助配管となる。
 また、超音波霧化システムにおけるミスト流量測定装置を除く構成は、図1で示した実施の形態1の超音波霧化システム1001と同様な構成となる。
 図22及び図23に示すように、外部排出用配管を構成する上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8はそれぞれ鉛直方向と平行なZ方向に沿って配置される。そして、上流配管7と大径透明配管35との間、大径透明配管35と中間配管45との間、及び中間配管45と下流配管8との間がそれぞれ直接連結される。なお、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8を一体的に構成しても良い。
 大径透明配管35は、撮像用主要部となる配管主要部351と撮像用下方補助部となる配管テーパ部352と撮像用上方補助部となる配管テーパ部353とを含んでいる。
 配管主要部351の上方端部が配管テーパ部353の上方端部に連結され、配管テーパ部353の下方端部が中間配管45の下方端部に連結される。配管主要部351の下方端部が配管テーパ部352の上方端部に連結され、配管テーパ部352の下方端部が上流配管7の上方端部に連結される。
 超音波霧化装置100(図1参照)から供給されるミスト含有ガスG3は所定方向、すなわち、反鉛直方向(+Z方向)に沿って、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8の順で流れる。
 このように、ミスト含有ガスG3の流路は、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8それぞれの内部に設けられる。すなわち、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8はそれぞれミスト流通領域を内部に有している。
 また、上流配管7、大径透明配管35の配管主要部351、中間配管45及び下流配管8それぞれの断面形状は内径が一定の円形状である。一方、大径透明配管35の配管テーパ部352及び353それぞれの断面形状は円形状である。上流配管7は内径D7を有し、大径透明配管35における配管主要部351は内径D35を有し、中間配管45は内径D45を有し、下流配管8は内径D8を有している。
 実施の形態10において、大径透明配管35における配管主要部351が内径D35で一定の内径一定領域となっている。また、大径透明配管35及び中間配管45はそれぞれZ方向に沿って所定の長さを有している。
 撮像用配管である大径透明配管35の構成材料は透明性を有している。さらに、大径透明配管35の配管主要部351の主要部内面S351、配管テーパ部352のテーパ部内面S352及び配管テーパ部353のテーパ部内面S353それぞれの構成材料は親水性を有している。実施の形態10では、配管主要部351の主要部内面S351が内径一定領域の内面となる。
 上流配管7の配管内面S7、中間配管45の配管内面S45及び下流配管8の配管内面S8それぞれの構成材料も親水性を有することが望ましい。一方、上流配管7、中間配管45及び下流配管8は撮像用配管ではないため、透明性を有する必要はない。また、上流配管7、大径透明配管35、中間配管45及び下流配管8それぞれの厚みは任意に設定される。
 実施の形態10のミスト流量測定装置において、撮像用配管である大径透明配管35内のミスト流通領域の一部が、ミスト撮像用カメラであるカメラ5の撮像対象領域となる。なお、撮像用主要部である配管主要部351内のミスト流通領域の一部がカメラ5の撮像対象領域となることが望ましい。
 図23において、白地部分は透明部分であることを示し、斜線ハッチング部分は被透明部分を示している。図23に示すように、実施の形態10の外部排出用配管は、透明性を有する大径透明配管35と、透明性を有さない上流配管7、中間配管45及び下流配管8とから構成される。
 実施の形態10の外部排出用配管に関し、上流配管7の内径D7と下流配管8の内径D8とは同一値に設定される。また、中間配管45の内径D45は内径D7及びD8それぞれより大きい値に設定される。すなわち、中間配管45、上流配管7及び下流配管8は、{D45>D8=D7}の内径に関する大小関係を有している。
 一方、大径透明配管35の配管主要部351(内径一定領域)における内径D35は、内径D45より大きい値に設定される。すなわち、撮像用主要部となる配管主要部351と中間配管45とは、{D35>D45(>D7=D8)}の内径に関する大小関係を有している。なお、上流配管7、大径透明配管35における配管主要部351、配管テーパ部352及び353、中間配管45並びに下流配管8はそれぞれ平面視して中心位置が一致している。
 大径透明配管35における配管テーパ部352において、配管主要部351との上方接続部となる最上端は、配管主要部351の内径D35と同一の内径を有し、第1のガス供給用配管となる上流配管7との下方接続部となる最下端は、上流配管7の内径D7と同一の内径を有している。
 撮像用下方補助部となる配管テーパ部352は、鉛直方向(-Z方向)に従い内径D35から内径D7にかけて内径が小さくなるテーパ形状を有している。すなわち、配管テーパ部352は、内側に向かうに従い鉛直方向(-Z方向)側に傾く鉛直方向凸構造を有している。
 実施の形態5において、配管主要部351と中間配管45とは、配管主要部351の最上端が中間配管45の最下端より高くなる位置関係を有している。
 大径透明配管35における配管テーパ部353において、配管主要部351との上方接続部となる最上端は、配管主要部351の内径D35と同一の内径を有し、中間配管45との下方接続部となる最下端は、中間配管45の内径D45と同一の内径を有している。
 撮像用上方補助部となる配管テーパ部353は、鉛直方向(-Z方向)に従い内径D35から内径D45にかけて内径が小さくなるテーパ形状を有している。すなわち、配管テーパ部353は、内側に向かうに従い鉛直方向(-Z方向)側に傾く鉛直方向凸構造を有している。
 実施の形態10のミスト流量測定装置の外部排出用配管に関し、撮像用配管である大径透明配管35における配管主要部351(内径一定領域)の内径D35は、第1及び第2のガス供給用配管となる上流配管7及び下流配管8の内径D7及びD8より大きい。
 したがって、実施の形態10のミスト流量測定装置は、実施の形態6~実施の形態9と同様、大径透明配管35の配管主要部351における主要部内面S351での結露の発生を抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 その結果、実施の形態10のミスト流量測定装置は、実施の形態6~実施の形態9と同様、上述した撮像処理阻害要因を改善することにより、精度良く原料ミストの流量を測定することができる。
 実施の形態10において、第1の撮像補助配管である中間配管45の内径D45は大径透明配管35における配管主要部351(内径一定領域)の内径D35より小さいため、中間配管45の配管内面S45と大径透明配管35における配管主要部351の主要部内面S351との間に内面差分距離Δ43(=(D35-D45)/2)が生じる。中間配管45の内径D45は下流配管8の内径D8より大きいため、中間配管45の配管内面S45と下流配管8の配管内面S8との間に内面差分距離Δ44(=(D45-D8)/2)が生じる。内面差分距離Δ43が第3の内面差分距離となり、内面差分距離Δ44が第4の内面差分距離となる。
 実施の形態10の外部排出用配管は、実施の形態7の内面差分距離Δ13及びΔ14と同様、内面差分距離Δ43及びΔ44を有するため、実施の形態7と同様、大径透明配管35における配管主要部351の主要部内面S351での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラであるカメラ5による撮像処理を良好に実行することができる。
 また、ミスト含有ガスG3が中間配管45から下流配管8に伝搬される際、第4の内面差分距離となる内面差分距離Δ44が生じる分、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返る。
 下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返って落下するガス跳ね返り現象P40が生じ、大径透明配管35のテーパ部内面S352に結露した液体として一時的に付着する可能性がある。しかしながら、テーパ部内面S352の液体が付着しても、配管テーパ部352は鉛直方向凸構造を有するため、時間経過と共にテーパ部内面S352から第1のガス供給用配管である上流配管7側に液体が流れ込む。したがって、テーパ部内面S352上で結露した液体が残存したり、テーパ部内面S352から主要部内面S351に結露した液体が流れたりすることはない。
 その結果、実施の形態10のミスト流量測定装置は、実施の形態9と同様、大径透明配管35の主要部内面S351及びテーパ部内面S352での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラによる撮像処理を良好に実行することができる。
 さらに、ミスト含有ガスG3が中間配管45から下流配管8に伝搬される際、第4の内面差分距離となる内面差分距離Δ44が生じる分、下流配管8からミスト含有ガスG3の一部が跳ね返る。この際、中間配管45の配管内面S45から、撮像用上方補助部である配管テーパ部353のテーパ部内面S353を経由して撮像用主要部である配管主要部351の主要部内面S351に至る内面伝達経路が存在する。
 一方、配管テーパ部353は鉛直方向凸構造を有するため、上記内面伝達経路の一部となるテーパ部内面S353が反鉛直方向成分(+Z方向成分)となる。このため、上記内面伝達経路を結露した液体が流れる可能性を効果的に低下させることができる。
 なぜなら、テーパ部内面S353から主要部内面S351に液体が流れる際、上記内面伝達経路にテーパ部内面S353による反鉛直方向成分が含まれるため、テーパ部内面S353に一時的に付着した液体が自重落下する可能性が高くなるからである。したがって、テーパ部内面S353から主要部内面S351に結露した液体が流れる現象を実質的に“0”にすることができる。
 その結果、実施の形態10のミスト流量測定装置は、大径透明配管35の主要部内面S351、テーパ部内面S352及びS353での結露の発生を効果的に抑制してミスト撮像用カメラによる撮像処理を良好に実行することができる。
 さらに、大径透明配管35の主要部内面S351、テーパ部内面S352及びS353の構成材料は親水性を有するため、大径透明配管35内に結露が発生しても、結露した液が大径透明配管35の主要部内面S351、テーパ部内面S352及びS353に水滴として付着する現象を抑制することができる。
 なお、内面差分距離Δ44は、ミスト含有ガスG3の下流配管8からの跳ね返り現象が生じても、ミスト含有ガスG3の跳ね返り成分が中間配管45の配管内面S45に到達する可能性を十分低くする長さに設定することが望ましい。
 また、内面差分距離Δ43は、中間配管45の配管内面S45に沿って液体が自重落下した場合でも、自重落下した液体成分が大径透明配管35における配管主要部351の主要部内面S351に直接到達する可能性を実質的に“0”とする長さに設定することが望ましい。
 実施の形態10では、外部排出用配管を除くミスト流量測定装置及び超音波霧化システムの構成として、図1~図8で示した実施の形態1の構成を採用したが、実施の形態1に替えて、図9~図11で示した実施の形態2~実施の形態4の構成を採用するようにしても良い。
 <その他>
 本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 また、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
 例えば、実施の形態3で用いたヒーター12を実施の形態2,実施の形態4及び実施の形態5でも用いたり、実施の形態2~実施の形態4における透明配管10を有する構造を実施の形態5で示した配管不在空間9を設ける構造に変更したりすることができる。
 また、実施の形態10の大径透明配管35における配管テーパ部352及び353に相当する構成部を、実施の形態8の大径透明配管33の下方及び上方に設けるようにしても良い。
 1 霧化用容器
 2 超音波振動子
 3 原料ミスト
 4 ガス供給配管
 5,51,52 カメラ
 6 光源
 7 上流配管
 8 下流配管
 9 配管不在空間
 10 透明配管
 12 ヒーター
 16 ミスト流量演算部
 17 流量制御部
 20 原料溶液供給部
 31~35 大径透明配管
 42~45 中間配管
 53 テーパ状配管
 341,351 配管主要部
 342,352,353 配管テーパ部
 1001~1005 超音波霧化システム
 D7,D8,D31~D35,D42~D45 内径
 L1 入射光
 L2,L21,L22 反射光
 L3 透過光

Claims (9)

  1.  原料ミストを含むミスト含有ガスが流れるミスト流通領域の少なくとも一部を撮像対象領域として撮像処理を実行して撮像情報を取得するミスト撮像用カメラと、
     前記撮像情報に基づき前記ミスト含有ガスにおける前記原料ミストの流量を求めるミスト流量演算処理を実行するミスト流量演算部と、
     各々が前記ミスト流通領域を内部に有する第1及び第2のガス供給用配管と、
     前記ミスト流通領域を内部に有する撮像用配管とを備え、
     前記第1及び第2のガス供給用配管それぞれの断面形状は内径が一定の円形状であり、
     前記撮像用配管の断面形状は円形状であり、前記撮像用配管は少なくとも一部に内径が一定の内径一定領域を有し、
     前記撮像用配管は、前記第1のガス供給用配管と前記第2のガス供給用配管との間に設けられ、構成材料は透明性を有し、
     前記撮像用配管内の前記ミスト流通領域の一部が前記撮像対象領域となり、
     前記ミスト含有ガスは、鉛直方向に対向する所定方向に沿って、前記第1のガス供給用配管、前記撮像用配管及び前記第2のガス供給用配管の順に流れ、
     前記撮像用配管における前記内径一定領域の内径は、前記第1及び第2のガス供給用配管それぞれの内径より大きいことを特徴とする、
    ミスト流量測定装置。
  2.  請求項1記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管は鉛直方向に沿って配置され、
     前記所定方向は鉛直方向と正反対となる反鉛直方向である、
    ミスト流量測定装置。
  3.  請求項1または請求項2記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管の断面形状は内径が一定の円形状であり、前記撮像用配管の全体が前記内径一定領域となり、
     前記撮像用配管は前記第1及び第2のガス供給用配管それぞれと直接連結される、
    ミスト流量測定装置。
  4.  請求項2記載のミスト流量測定装置であって、
     前記ミスト流通領域を内部に有する第1の撮像補助配管をさらに備え、
     前記第1の撮像補助配管は、前記撮像用配管と前記第2のガス供給用配管との間に設けられ、
     前記第1の撮像補助配管の断面形状は内径が一定の円形状であり、
     前記第1の撮像補助配管は鉛直方向に沿って配置され、
     前記ミスト含有ガスは、前記反鉛直方向に沿って、前記第1のガス供給用配管、前記撮像用配管、前記第1の撮像補助配管及び前記第2のガス供給用配管の順に流れ、
     前記第1の撮像補助配管の内径は、前記撮像用配管における内径一定領域の内径より小さく、前記第2のガス供給用配管の内径より大きいことを特徴とする、
    ミスト流量測定装置。
  5.  請求項4記載のミスト流量測定装置であって、
     前記ミスト流通領域を内部に有する第2の撮像補助配管をさらに備え、
     前記第2の撮像補助配管は、前記第1の撮像補助配管と前記第2のガス供給用配管との間に設けられ、
     前記第2の撮像補助配管の断面形状は円形状であり、
     前記ミスト含有ガスは、前記反鉛直方向に沿って、前記第1のガス供給用配管、前記撮像用配管、前記第1の撮像補助配管、前記第2の撮像補助配管及び前記第2のガス供給用配管の順に流れ、
     前記第2の撮像補助配管において、前記第1の撮像補助配管との下方接続部は前記第1の撮像補助配管と同一の内径を有し、前記第2のガス供給用配管との上方接続部は前記第2のガス供給用配管と同一の内径を有し、
     前記第2の撮像補助配管は、前記反鉛直方向に従い内径が小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする、
    ミスト流量測定装置。
  6.  請求項4または請求項5記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管の断面形状は内径が一定の円形状であり、
     前記撮像用配管の全体が前記内径一定領域となる、
    ミスト流量測定装置。
  7.  請求項4記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管は、
     撮像用主要部と、
     撮像用下方補助部とを含み、
     前記撮像用主要部は前記撮像用下方補助部を介して前記第1のガス供給用配管と連結され、
     前記撮像用主要部の断面形状は内径が一定の円形状であり、前記撮像用主要部が前記内径一定領域となり、
     前記撮像用下方補助部は、内側に向かうに従い鉛直方向側に傾く鉛直方向凸構造を有することを特徴とする、
    ミスト流量測定装置。
  8.  請求項7記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管は、
     撮像用上方補助部をさらに含み、
     前記撮像用主要部は前記撮像用上方補助部を介して前記第1の撮像補助配管と連結され、
     前記撮像用上方補助部は、内側に向かうに従い鉛直方向側に傾く鉛直方向凸構造を有することを特徴とする、
    ミスト流量測定装置。
  9.  請求項1から請求項8のうち、いずれか1項に記載のミスト流量測定装置であって、
     前記撮像用配管の内面の構成材料は親水性を有する、
    ミスト流量測定装置。
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