JPH03202743A - 流量、熱量を測定制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流量、熱量を測定制御する装置、さらに詳細
には、開と閉の２つの動作位置を有する絞り装置と、絞
り装置の前方および後方の流体の差圧を測定する装置と
、測定データから流量及び（あるいは）熱量を計算する
コンピュータとを備えた流量、熱量を測定制御する装置
に間する。

［従来技術］ このような流量、熱量測定制御装置が例えは、ドイツ特
許公開公報３３１２１４０号に記載されている。同装置
では、熱量を測定するために加熱装置の供給流と還流の
温度差、弁の開閉時間比差ひに流量の校正値が掛算され
ている。この流量の校正１直の望′わりに弁間の差圧を
用いることもできる。また、弁は周囲温度センサを用い
て制御されている。

また、ドイツ特許公開公報３７００８９８号には弁の前
方および後方の圧力と温度並びに弁の開口断面積が測定
され、コンピュータで処理される装置が記載されている
。

またヨーロッパ特許公開公報３０９６４３号には弁を介
して差圧を測定する手段を設けた流量制御弁が記載され
ている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ 差圧が測定された場合でも、流量が極めて少ない場合あ
るいは温度差が極めて少ない場合には無視できない測定
誤差が発生する。例えば、雑誌ＤＥ−Ｚｒフエルンヴエ
ルメ・インターナショナル（Ｆｅｒｎｗａｅｒｍｅ　１
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ１）Ｊ　１７（１９８８）　Ｈ
，１ｓ、２３−３５にはこのような問題が指摘されてい
る。また、流量あるいは温度差が変化するときしばしば
その過渡期において流量あるいは温度差が極めて僅かな
ものとなり、測定範囲外となってしまうというイ 現象が発生する。

従って、本発明は、流量あるいは温度差が僅かな場合で
も十分な精度で流量、熱量を測定制御することが可能な
、安価な構成の流量、熱量を測定制御する装置を提供す
ることを課題とする。

［課題を解決するための手段］ このような課題は、特許請求の範囲第１項に記載された
構成によって達成される。

［作用コ 本発明では、開と閉の２つの動作位置を有する絞り装置
と、絞り装置の前方および後方の流体の差圧を測定する
装置と、測定データから流量あるいは熱量を計算するコ
ンピュータとが設けられている。このような装置におい
て、流量あるいは熱量の目標値を示す所定の信号がコン
ピュータに人力され、所定の信号をパルス有り無しの信
号に変換し、その信号により絞り装置が駆動される。

［実施例コ 以下図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する。

第１図において符号１で示すものは加熱装置の供給バイ
ブであり、また２はその還流バイブを示す。供給バイブ
１にはモータ３により作動される絞り装置４が設けられ
ている。絞り装置４は、絞り装置４の有効断面を形成す
る開口部５（図示の位置、以下Ｉの位置という）を有す
る。この状態では、絞り装置４は開放しており、流体を
通過させる。更に、絞り装置４は、軸６が供給バイブ１
の中心軸７と一致する第２の位置を有する。この第２の
位置では、絞り装置４は閉じ、流量はなくなる。この位
置を以下Ｏの位置とする。

符号８で示すものは差圧測定装置であり、この差圧測定
装置８は第１の開口部９を介して絞り装置４の前方空間
と、また第２の開口部１０を介して絞り装置４の後方空
間とそれぞれ接続さ欣・る。

符号１１で示すものは温度差測定装置であり、その第１
の測定部１２で供給バイブ１の流体の温度を、また第２
の測定部１３で還流バイブ２の流体の温度を測定し、供
給バイブｌと還流バイブ２の温度差を形成する。

符号１４で示すものはコンピュータであり、このコンピ
ュータ１４は入力端子Ｅを有し、この入力端子Ｅに常時
制御信号が印加される。コンピュータ１４は、温度差測
定装置１１の出力端子１６と接続された第２の入力端子
１５と、差圧測定装置８の出力端子１８と接続された第
３の入力端子１７を有する。またコンピュータ１４はモ
ータ３と接続された第１の出力端子１９と表示器２１に
接続された第２の出力端子２０を有する。

次にコンピュータ１４の内部構成を説明する。

本実施例ではアナログのコンピュータを扱っているが、
勿論デジタル構成のコンピュータとすることもできる。

当然デジタルコンピュータとする場合には人出力部にＡ
／Ｄ変換器ないしＤ／Ａ変換器が設けられる。

コンピュータ１４は、流量ならびに熱量を計算する演算
部２２と、絞り装置４の制御を行なう制御部２３から構
成されている。演算部２２は、アナログスイッチ２４、
第１の乗算器２５、第２の乗算器２６、第１の積分器２
７、第２の積分器２８並びに切り換えスイッチ２９から
構成されている。

また制御部２３は第１の比較スイッチ３０、第２の比較
スイッチ３１．第１のインバータ３２、第２のインバー
タ３３、第１のフリップフロップ３４、第２のフリップ
フロップ３５、変換器３６、クロック発生器３７．２人
カアンドゲート３８．３人カアンドゲート３９、遅延回
路４０、オアゲ−）４１から構成される。遅延回路４０
は、立ち下がり端を遅延させハイレベルの信号を延ばす
機能を有する。

コンピュータ１４の入力端子１５は、比較スイッチ３０
の入力端子並びに乗算器２６の入力端子に接続される。

コンピュータ１４の入力端子１７は比較スイッチ３１の
入力端子並びにアナログスイッチ２４のデータ入力端子
りと接続される。また、アナログスイッチ２４の制御入
力端子Ｓｔはオアケート４１の出力端子と接続され、ア
ンドゲート２４の軽出力端子は乗算器２５の入力端子と
接続される。乗算器２５の出力端子は、乗算器２６の入
力端子、積分器２７の人力端子、更にスイッチ２９の第
１の接点と接続される。積分器２７の出力端子はスイッ
チ２６の第２の接点と接続される。このスイッチ２６の
第３の接点は、乗算器２６の出力端子と、又第４の接点
は積分器２８の出力端子と接続される。スイッチ２９の
中央の接点は、コンピュータの出力端子に導かれている
。

制御部２３では、比較スイッチ３ｏの出力端子がインバ
ータ３２を介してフリップフロップ３４のリセット端子
Ｒと、また比較スイッチ３１の出力端子がインバータ３
３を介してフリップフロップ３５のリセット端子Ｒとそ
れぞれ接続されている。

比較スイッチ３１は以下に述べる切り換え特性を有する
。差圧がＰＵ２以下になったときは、出力はローレベル
の信号となる。差圧が上昇すると、圧力差が上方しいき
値Ｐｕｌを越えたときに、出力信号がローレベルからハ
イレベルに切り変わり、差圧が減少したときには、その
値が下方しきい値Ｐｕ２以下になったときに出力信号が
ハイレベルからローレベルに切り変わる。従ってＰｕ１
−Ｐｕ２のヒステリシスか発生する。

また、比較スイッチ３０は以下に述べる切り換え特性を
有する。温度差がＴｕ２以下になると比較スイッチ３０
の出力信号はローレベルとなる。温度差か上昇し上方し
きいＴｕｌよりも大きくなると出力信号はローレＪ＼ル
からハイレベルに切り換わり、濃度差が減少して下方し
きい値Ｔｕ２よりも小さくなると出力信号はハイレベル
からローレベルに切り換わる。従ってＴｕｌ−Ｔｕ２の
ヒステリシスか発生する。

変換器３６は、コンピュータ１４の入力端子Ｅと変換器
の入力端子の接続を介して人力される制御信号をパルス
有り無しくＨ−Ｌ）信号に変換する。その場合、時間特
性、すなわちパルスの開始はクロック発生器３７から入
力端子４３に印加される信号によって決められる。この
ようにして変換器３６の出力端子４４には同期したパル
ス有り無しくＨ−Ｌ）信号が発生する。この同期化によ
り頻繁に継続して切り換えが行なわれるのを防止するこ
とかできる。

変換器３６の出力端子４４並ひにクロック発生器３７の
出力端子は、アンドケート３８の入力端子に接続される
。更に出力端子４４は、アンドゲート３９の第１の入力
端子に接続され、アンドゲート３９の他の入力端子には
、フリップフロップ３４．３５からの信号か人力される
。

遅延回路４０の入力端子はアントケート３８の出力端子
と接続され、またその出力端子は、オアケート４１並ひ
にフリップフロップ３４．３５０セツト入力端子Ｓと接
続される。更にアンドケート３９の出力端子はオアゲー
ト４１の第２の入力端子に、またオアゲート４１の出力
端子はコンピュータの出力端子１９とそれぞれ接続され
る。

以下にこのように構成された装置の動作を説明する。

絞り装置４は第１図に図示された開口部か５となる位置
にあるものとする。この位置はＩの位置となっている。

差圧測定装置８の出力信号はアナログスイッチ２４のデ
ータ入力端子りに人力される。このアナログスイッチの
制御入力端子Ｓｔには、絞り装置４かＩの位置あるいは
Ｏの位置にあるかを示す信号が人力される。今この信号
はＩの位置、すなわちハイレベルの信号となっている。

な この信号の切り変えかとのよう徒ときに行なわれるかは
、以下で説明する。

入力端子Ｓｔの信号かハイレベルのとき、アナログスイ
ッチ２４かオンとなり、データ信号がアナログスイッチ
２４の出力端子に現れる。一方、入力端子Ｓｔの信号か
ローレベルのときは、アナログスイッチ２４はオフとな
り、データ信号はアナログスイッチ２４の出力端子に現
れず、ゼロに対応した信号かアナログスイッチの出力端
子に発生する。アナログスイッチ２４の出力信号は乗算
器２５の入力端子に印加される。

乗算器２５には絞り装置４の■の位置における流量を特
徴つける係数か格納されている。乗算器２５はこの係数
と、差圧測定装置からの信号を掛算し、流量を示す信号
を発生させる。この流量を示す信号は乗算器２５の出力
端子に導かれ、対応するスイッチ２６の接点位置を介し
て表示器２１により表示される。この流量を示す信号は
更に積分器２７に人力され、その積分器２７の出力端子
には積算された流量に対応する信号か発生する。

この値も同様にスイッチ２６がそれに対応する位置にあ
るときに表示させることができる。

温度差測定装置１１の出力信号は乗算器２６の第１の入
力端子に人力され、乗算器２６の第２の入力端子には流
量を示す信号が印加される。これらの両信号が乗算器２
６で掛算され、それにより乗算器２６の出力に熱流量が
発生する。この熱流量はスイッチ２６が対応した位置に
あるときに表示させることができる。乗算器２６の出力
信号は更に積分器２８に人力され、そこで熱流量が積算
され熱量に変換される。この熱量もスイッチ２６が対応
した位置にあるとき、即ち第１図に図示されている位置
にあるときに表示させることができる。

このスイッチ２６はクロック制御され、それにより周期
的に、例えは流速（リットル／時間）、積算流量（立方
メートル）、熱流（Ｋｊ／時間）、熱量（ＫＷ待時間を
順次表示させることができる。

次に、熱量及び（あるいは）流量をどのように制御でき
るかを説明する。熱量ないし流量を制御するために、コ
ンピュータ１４の入力端子Ｅ、従って変換器３６の入力
端子Ｅに、出力すべき熱量ないし流量の目標値に比例す
る所定の信号が供給される。この信号は例えばＯ〜１０
ボルトの電圧であって、例えはカスケード接続された加
熱制御器から供給される。この信号は変換器３６によっ
てパルス有り無しくマークスペース）信号に変換される
。出力すべき熱量ないし流量が大きいほど信号は大きく
なり、変換器３６から出力される個々のパルスは長くな
って、それに応じてパルス無しの期間は短くなる。なお
、パルス有りとは出力端子４４にハイレベルの信号が現
れることであり、パルス無し期間とは出力端子４４にロ
ーレベルの信号が現れることを意味する。入力端子Ｅか
らの人力信号から得られるパルス有り無しの信号列はク
ロック発生器３７によって同期される。出力パルスは常
にクロック発生器３７からパルスが発生されたときに開
始される。

ここで、入力端子Ｅに例えば８ボルトに相当する０、８
の信号が印加され、従って絞り装置４の開放時間は８０
％であるものとして説明を行う。りａツク発生器３７か
らパルスが出力されると出力端子４４にはハイレベルの
信号が発生する。従ってアンドゲート３８の２つの人力
はハイレベルとなり、従ってその出力もハイレベルとな
る。遅延回路４０に供給されるパルスは遅延して延長さ
れる。オアゲート４１を介してハイレベルのパルスが出
力端子１９に現れ、それによってモータ３が絞り装置４
を制御して開放位置（位置Ｉ）へ移動させる。

ローレベルからハイレベルへの切り換えによって２つの
フリップフロップ３４と３５もセットされ、それによっ
てその出力はハイレベルに変化する。ハイレベル信号は
フリップフロップ３４と３５がリセットされるまで持続
するが、このことについては後述する。ハイレベルの信
号がフリップフロップ３４と３５に印加されかつ出力さ
れることによってアンドゲート３９は出力端子４４から
のハイレベル信号を通過させる。従ってアンドゲート３
９の出力はハイレベルとなる。それによってモータ３は
クロック発生器３７のパルスが無くなった後も、そして
遅延回路４０によってもたらされた遅延が終了した後も
駆動状態を保ち、絞り装置４を開放状態に維持する。こ
の状態は、いずれかのフリップフロップ３４あるいは３
５が以前リセットされていたとしても上述したようにフ
リップフロップがセットされるので、出力端子４４かハ
イレベルを保っている間は開放状態が維持される。

出力端子４４のパルスがパルス終端に達すると、アンド
ゲート３９の出力がローレベルに変化する。

クロック発生器３７からクロックが出力されない場合は
（クロック発生器３７は約１５分毎にひとつのパルスを
発生する）、オアゲー）４１の出力もローレベルに変化
する。というのは現在オアケートの人力はａ−レベルを
有するからである。そのときモータ３は駆動されず、絞
り装置は０の位置へ移行する（閉鎖する）。

その他、アンドゲート３８によってクロック発生器３７
単独では絞り装置４を開放できないようになっている。

入力端子Ｅの人力信号がゼロから変化して出力端子４４
にもパルスが発生した場合にだけ、絞り装置は開放する
ことができる。

上述の方法によって絞り装置４は入力端子Ｅの人力信号
に従って制御される。人力信号がＯの場合には、絞り装
置４は閉鎖したままである。人力信号が１の場合には、
フリップフロップ３４．３５の一方がリセットされてい
ても、１の人力信号により再びセットされるので絞り装
置は開放したままである。人力信号がＯから１と間の値
をとる場合は、絞り装置４はそれぞれ信号の長さに従っ
て異なる期間開放される。それによって熱量が連続的に
制御される。同時に流量と熱量に関するデータも演算部
２２によって前述のように求められは、事情が異なって
くる。この場合圧力差Ｐｕ２は十分な精度で測定の行な
える下限値を示している。

差圧がこの値を下回ると、比較スイッチ３１の出力がハ
イレベルからローレベルに変化する。従ってインバータ
３３の出力端子の信号もローレベルからハイレベルに変
化し、ローレベルからハイレベルへの立ち上がり端によ
ってフリップフロップ３５がリセットされる。従ってフ
リップフロップ３５の出力はローレベルに変化する。そ
れによってアンドゲート３９の出力端子の信号もローレ
ベルに変化し、クロック発生器３７から次のクロックが
発生されない限りオアゲー）４１の出力端子の信号はロ
ーレベルになっている。モータ３はローレベルの信号に
よって作動され、絞り装置４をＯの位置（閉鎖位置）に
移動させる。

■の位置から０の位置へ変化し絞り装置４が閉鎖される
と、絞り装置４を介して所定の大きさの差圧が生じ、そ
れが差圧測定装置８によって検出される。この差圧が比
較スイッチ３１の上方のしきい値Ｐｕｌよりも高くなっ
た場合でも、絞り装置４は開放されない。というのはフ
リップフロップ３５がそれを阻止しているからである。

比較スイッチ３１の出力にはハイレベルの信号が発生し
、インバータ３３の出力端子とフリップフロップ３５の
リセット端子Ｒにはローレベルの信号が発生する。従っ
てフリップフロップ３５の出力信号はこの信号の変化に
よって影響を受けない。

これはクロック発生器３７から次のクロックパルスが出
力されることによって変化する。すなわち、アンドゲー
ト３８によってクロック発生器３７のクロックパルスは
、変換器３６の出力がハイレベルの信号を持ったときに
フリップフロップ３４と３５のセット入力端子Ｓに人力
されるからである。この状態は、変換器の入力端子４２
の入力信号がゼロと異なる値を持つ場合のときにのみ発
生する。このようにして、両フリップフロップ３４．３
５は再びセットされる。それによってアントゲート３９
の出力端子には再びハイレベルの信生器３７から次のク
ロックパルスが出力されるまでは絞り装置４は閉鎖した
ままになる。

温度差がＴｕ２より低くなった場合にも、同様になる。

その場合、上述の説明のようにフリップフロップ３４が
リセットされて、それにより絞り装置が閉鎖し、絞り装
置４はクロック発生器３７から次のクロック信号が発生
されるまではフリップフロップ３４がリセットのままに
なっているこ＄とにより閉じたままになっている。

このような手段によって、差圧及び（あるいは）温度差
がもはや十分な精度で検出できないほど小さくなった場
合には絞り装置４を閉鎖状態に維持することができる。

それによって流量と熱量の検出精度が向上し、全体とし
て測定誤差が小さくなる。

第１図に図示した実施例では、絞り装置４は閉じた位置
（０の位置）並びに開放して位置（Ｉの位置）の２つの
位置しか移動しない。しかし、絞り装置に異なる有効断
面を有するざらに多くの開放位置を設けるのが好ましい
。作用圧を測定する原理によって流量を測定制御する装
置においては、基本的に差圧の測定量が流速の平方根の
関数となる問題がある。これは測定精度に関連した問題
を発生させる。差圧の測定が測定装置の定ａ流量の１０
〜１００％の領域、即ち１：　　１０の領域で十分に正
確に行なわれた場合、流速は１：　　１０の平方根の比
となってしまう。従って通常の流体速度測定装置では十
分な測定精度をもった領域はわずかなものとなり、熱量
測定においても精度のある測定領域はそれに対応してわ
ずかなものとなる。

異なる流れ抵抗を有する種々の開口断面を設けることに
より測定領域を拡張することができる。

第２図に図示した絞り装置は、２つの異なる開口部５ａ
と５ｂを有する。絞り装置は、第１図に示した０の位置
以外に、有効断面の小さい開口部５ａとなるＩの位置と
有効断面の大きな間口部５ｂとなる■の位置をとる。

このような３段構成の絞り装置を駆動するために、コン
ピュータ１４の構成を少し複雑にする。

第２のコンピュータは、第１図のものと比較して演算部
が相違し、乗算器２５に更に入力端子４５が設けられて
いる。この意味は後で説明する。更に、第１と第２図の
制御部２３に構成の相違が見られる。第２図では、更に
比較スイッチ４６、遅延回路４７．４８、入力端子５１
５２を有する変換器５０が設けられる。インバータ３３
の代りにノアゲート５３が設けられる。遅延回路４７．
４８は立ち下がり端を遅延させ、ハイレベルの信号を引
き伸ばす働きをする。

比較スイッチ４６は以下に述べる切り換え特性を有する
。差圧がＰ２以下になったときは、出力はローレベルの
信号となる。差圧が上昇すると、圧力差が上方しいき値
ＰＩを越えたときに、出力信号がローレベルからハイレ
ベルに切り変わり、差圧か減少したときには、その値が
下方しきい値Ｐ２以下になったときに出力信号がハイレ
ベルからローレベルに切り変わる。従ってＰＩ−Ｐ２の
ヒステリシスが発生する。その場合、しきい値ＰＩ、Ｐ
２は、しきい値Ｐｕｌより大きい値に設定されている。

このような装置の動作を説明する前に、まず変換器５０
の機能について説明しておく。変換器５０は２つの入力
端子５Ｌ５２を有し、その入力端子に前段に接続された
回路の切り換え状態に従ってハイレベル信号あるいはロ
ーレベルの信号が人力される。従ってこれは２駆動作の
信号となる。

変換器５０によって３駆動作の信号に切り換えられる。

オアゲー）４１に接続された入力端子５１にローレベル
の信号が印加されると、変換器５０の出力はローレベル
となる。これは他の入力端子の状態と無関係に行なわれ
る。オアゲー）４１に接続された入力端子５１にハイレ
ベル番号の信号が印加され、かつオアゲート４９に接続
された入力端子５２にローレベルの信号が印加されると
、変換器５０の出力端子はｒｌＪの信号となる。変換器
５０の両入力端子にハイレベル信号が印加されると変換
器５０の出力端子は「２」の信号となる。

従って、変換器５０の出力は３つの状態となる。

即ち「ローレベル」、　ｒｌＪ及び「２」の信号が現わ
れる。変換器５０の出力により駆動モータ３か駆動され
るので同様にモータは「Ｏ」　（閉鎖）、■の位置（小
さな開口部）、■の位置（大きな開口部）の３つの位置
をとることになる。即ち変換器４２の出力信号が「ロー
レベル」のときは「０」の位置にモータ３が制御され、
また出力が「１」番 のときにはモータは■の位置に、また出力信号「２」の
ときはＨの位置に制御される。

ここで、第２図の回路の接続を第１図の回路と相違する
ところを中心に説明する。第３の比較スイッチ４６は、
比較スイッチ３１と同様に入力端子１７に接続され、そ
の出力端子は遅延回路４７の入力端子に接続される。比
較スイッチ３１の出力端子はノアゲート５３の入力端子
に、またその第２の入力端子は遅延回路４８の出力端子
と、またノアゲート５３の出力端子はフリップフロップ
３５のリセット端子Ｒと接続される。さらにオアゲート
４９の出力端子と遅延回路４８の入力端子か接続される
。

またオアゲート４９の入力端子は遅延回ｌｌ１４７の出
力端子と、オアケート４９の他の入力端子は、遅延回路
４０の出力端子と接続される。オアゲート４１の出力は
、直接出力端子１９に導かれるのではなく、変換器５０
の入力端子１５に接続される。第２の入力端子５２には
オアゲート４９の出力端子が接続される。またオアゲー
ト４９は、乗算器２５の入力端子４５と接続される。さ
らに、変換器５０とコンピュータ１４の出力端子１９の
接続が行なわれる。

以下にこのように構成された装置の動作を説明する。

いま、絞り装置４が開口部５ａが有効となるＩの位置に
あるとする。この位置の条件として、フリップフロップ
３４．３５がセットされ、変換器３６の出力端子４４に
ハイレベルの信号が発生することが必要である。オアゲ
ー）４１の出力端子並びに変換器５０の入力端子５１に
ハイレベルの信号が現れる。さらに、比較スイッチ４６
の出力端子はローレベルになるので、オアゲート４９の
出力端子並びに変換器５０の入力端子５２はローレベル
となる。このように、変換器５０の出力は「ｌ」の状態
となる。

変換器５０の入力端子５２と乗算器２５０入力端子４５
は互いに接続されるので、入力端子４５には入力端子５
２に現れるのと同じ信号が現れる。

これは、上述したように、絞り装置４がＩの位置（間口
部５ａが有効）にあるとき入力端子４５の信号はローレ
ベルとなり、また■の位置（開口部５ｂが有効）にある
ときは、ハイレベルとなるからである。乗算器２５には
各位置、すなわちそれぞれの位置における流量を特徴づ
ける係数（Ｉの位置のときの第１の係数と、■の位置の
ときの第２の係数）が格納されている。乗算器２５はこ
の係数と、アナログスイッチ２４から得られる差圧から
の信号を掛算し、流量を示す信号を発生させの る。入力端子４５がローレベル台ときは、第１の係数を
用いて、またハイレベル七ときは第２の係数を用いて掛
算が行なわれる。

ここで差圧がＰＩ以上に上昇するとする。それにより比
較スイッチ４６の出力端子はローレベルからハイレベル
に切り替わる。それによりハイレベルの信号が、オアゲ
ート４９と出力端子と変換器５０の入力端子５２に現れ
る。それによりモータ３は、絞り装置４の開口部が５ｂ
となる■の位置に移動する。同時にハイレベルの信号が
、乗算器２５の入力端子４５に現れるので、掛算時■の
位置に対する係数が用いられる。

差圧がＰ２以下になると、比較スイッチ４６の出力信号
は、ハイレベルからローレベルに変化し、それによりモ
ータ３は、絞り装置がＩの位置に移動するように作動さ
れる。同時に乗算器２５の入力端子４５の信号は、再び
ローレベルになるので、掛算時にはＩの位置の係数が用
いられる。遅延回路４８によってもたらされる遅延時間
後出力信号はローレベルになるので、フリッププロップ
３５の出力信号は比較スイッチ３１の出力信号によって
決まるようになる。

差圧がさらに減少し、Ｐｕ２以下になると、比較スイッ
チ３１の出力信号はハイレベルからローレベルに変化す
る。それにより、上述したように遅延回路４８と接続さ
れたノアゲート５３の入力端子がローレベルとなってい
るので、ノアゲート５３の出力信号は、ローレベルから
ハイレベルに切り替わる。ハイレベルの信号によりフリ
ップフロップ３５がリッセトされる。それによりアンド
ゲート３９が遮断され、オアゲート４１の出力信号は、
ローレベルに変わりモータ３は０の位置に移動する。こ
の位置はクロック発生器３７から次のパルスが現れるま
で保持される。

有効断面の大きさが異なる■の位置と■の位置により流
量を精度よく測定できる領域が拡大する。

さらに２つ以上の有効断面の異なる位置を設けることも
可能である。その場合、それに応じて比較スイッチのし
きい値を変化させ、乗算器に２つ以上の係数を設け、ま
た２つ以上の開口位置に切り換える変換器５０とモータ
３の機構が必要となる。

なお、前回の絞り装置の位置と無間係に入力端子ＥにＯ
と異なる信号が同時に発生する場合には、クロック発生
器３７のクロック信号によりオアゲ−）４１，４９によ
り変換器５０の入力端子５１゜５２にはハイレベルの信
号が現れるので、絞り装置４は強制的にＨの位置に移動
される。クロックパルスがなくなったあとは、絞り装置
４は作用する差圧、温度差に従って３つの比較スイッチ
３０．３１．４６の切り換え特性に応じて定まる位置を
とる。

また、上述した装置を、例えば、入力端子Ｅに常時１の
信号を印加することにより流量、熱量あるいはその両方
を測定する装置としてのみに用いるようにすることも可
能である。

第３図には、３つの位置に切り換え可能な絞り装置の好
ましい実施例が図示されている。筺体６０には流体の通
路６１が設けられる。通路６１には流れの方向を横切る
方向に開口絞り６２が配置されている。この開口絞り６
２の開口部分に絞り棒６３が侵入する。それにより絞り
装置の有効断面を示す空隙部６４が形成される。絞り棒
６３は、段差の付いた異なる外径を有するシリンダ６５
．６６から構成される。絞り棒６３は軸６７により筐体
中をその軸方向に沿って摺動可能に配置される。その場
合、絞り棒６３の位置はモータ３により変えることがで
きる。

絞り棒６３は平板部６８を有し、その平板部６８の外径
は開口絞り６２の開口部よりも大きいので、平板部６８
によって開口絞り６２を閉じることができる。この位置
はＯの位置に対応する。シリンダ６６が開口絞り６２の
内部にありかつ平板部６８が開口絞り６２に接触しない
位置が、■の位置に対応する。第３図に図示したように
、シリンダ６５が開口絞り６２内部にある状態が、■の
位置になる。これにより第１図、第２図の実施例に示し
た異なる大きさの開口部５ａ、５ｂ（第２図）並びに開
口なしの領域が得られる（第１図）。

図示した大きさの異なる２答シリンダ６５．６６の代わ
りに３つあるいはそれ以上のシリンダを設け、それによ
り空隙部６４の大きざを更に種々のものにすることも可
能である。それによって絞り装置を多段に切り換えるこ
とが可能になる。

上述した例では、単に軸６７を筐体の中を移動させ、密
封するだけでよいので、特にシーリングの問題か発生し
ないという利点がある。更に絞り棒６３の位置決め精度
はそれ程問題ではなく、絞り棒６３にわずかな差があっ
ても空隙部６４の大きさには影響しない。従ってモータ
３を非常に簡単なものにすることができる。更に熱的な
要素でストロークに変化が起こっても空隙部６４の大き
さには影響がないという利点がある。

更に好ましくは、開口絞り６２の内周面を鋭いエツジと
することができる。それにより絞り棒６３の位置の精度
が不正確であっても、発生する問題を減少させることが
できる。

好ましくは絞り棒６３内に差圧測定装置を配置するよう
にする。第４図にはそのような絞り棒６３の構成が図示
されている。絞り棒６３内に圧力測定素子７０が配置さ
れる。この圧力画定素子７０は、絞り棒６３と緊密に結
合されており、第１の開口部９、第２の開口部１０を介
して流れの方向で見て開口絞り６２の前方空間ならびに
後方部空間と連絡されているので、圧力測定素子７０は
直接差圧を測定することができる。圧力測定素子７０に
生じる変形はロツナド７３を介して磁石７４とホール素
子７５から構成される装置達される。従って差圧は移動
量となって現われ、それがホール素子７５の電圧として
検出される。

この電圧値は第１図、第２図に図示した実施例において
コンピュータ１４に人力される。

更に開口部９、１０を以下のように配置すると好ましく
なる。すなわち第５図に図示したように開口部９、１０
を平板部６８によって密閉される絞り装置の一方の側に
来るように配置する。平板部６８は閉した位置（０の位
置）で筐体６０の着座部８ｌに当たる密閉面８０を有し
ている。それにより閉した状態では、圧力測定素子７０
で測定ざれる差圧が常にＯとなる。それにより磁石７４
とホール素子７５とから構成される装置の出力信号をＯ
に調節（校正）することができる。この調節は好ましく
はコンピュータ１４内で行なわれ、絞り装置がＯの位置
となった時に行なわれる。このようにして絞り装置４が
閉じた場合に差圧の測定値の補正を行なうことができる
。

また上述した実施例では絞り装置４を付属部材と共に加
熱装置の供給パイプに組み込んだか、絞り装置４を還流
パイプ２に組み込むことも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、開と閉の２つの動作
位置を有する絞り装置と、絞り装置の前方および後方の
流体の差圧を測定する装置と、測定データから流量ある
いは熱量を計算するコンピュータとを備え、流量あるい
は熱量の目標値を示す所定の信号がコンピュータに人力
され、所定の信号をパルス有り無しの信号に変換し、そ
の信号により絞り装置を駆動するようにしているので、
流量あるいは温度差が僅かな場合でも十分な精度で流量
、熱量を測定制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２段構成の絞り装置を有する本発明装置の構
成を示すブロック図、第２図は、３段構成の絞り装置を
有する本発明装置の構成を示すブロック図、第３図は３
段構成の絞り装置の構造を示す断面図、第４図は差圧測
定装置を組み込んだ絞り装置の断面図、第５図は閉した
位置で差圧測定装置の調節を可能とする構成の絞り装置
の断面図である。 １・・・供給パイプ　　２・・・還流バイブ４・・・絞
り装置　　　６・−・差圧測定装置９・・・濃度差測定
装置 １４・・・コンピュータ　２２・・・演算部２３・・・
制御部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）開と閉の２つの動作位置を有する絞り装置（４）と
   、絞り装置の前方および後方の流体の差圧を測定する装
   置（８）と、測定データから流量、熱量を計算するコン
   ピュータ（１４）とを備えた流量、熱量を測定制御する
   装置において、流量あるいは熱量の目標値を示す所定の
   信号により前記コンピュータ（１４）を駆動し、前記所
   定の信号をコンピュータ（１４）によりパルス有り無し
   の信号に変換し、その変換された信号により絞り装置を
   駆動することを特徴とする流量、熱量を測定制御する装
   置。 ２）前記コンピュータ（１４）は、クロック発生器（３
   ７）により同期化される変換器（３６）を有し、その変
   換器により前記所定の信号がパルス有り無しの信号に変
   換されることを特徴とする請求項第１項に記載の装置。 ３）前記コンピュータ（１４）は比較スイッチ（３０）
   を有し、所定の温度差（Ｔｕ２）を下回った場合前記比
   較スイッチにより絞り装置を閉じた位置に移動させるこ
   とを特徴とする請求項第１項または第２項に記載の装置
   。 ４）前記コンピュータ（１４）は比較スイッチ（３１）
   を有し、所定の差圧（Ｐｕ２）を下回った場合前記比較
   スイッチにより絞り装置を閉じた位置に移動させること
   を特徴とする請求項第１項から第３項までのいずれか１
   項に記載の装置。 ５）前記コンピュータ（１４）は、実際の差圧に無関係
   に絞り装置を閉じた位置に移動させる手段（３３、３５
   ）を有することを特徴とする請求項第４項に記載の装置
   。 ６）前記絞り装置は閉じる位置以外に異なる通過断面（
   ５ａ、５ｂ）を有する少なくとも２つの開放位置を有し
   、前記絞り装置は比較スイッチ（４６）により駆動され
   、乗算器（２５）に前記通過断面を特徴付ける係数が格
   納されており、その係数と差圧測定値が掛算されること
   を特徴とする請求項第１項から第５項までのいずれか１
   項に記載の装置。 ７）前記絞り装置は、開口絞り（６２）と段差のある断
   面（６５、６６）を有する摺動可能に配置された絞り棒
   （６３）から構成されることを特徴とする請求項第６項
   に記載の装置。 ８）前記開口絞り（６２）の周縁が先鋭なエッジとして
   構成されることを特徴とする請求項第７項に記載の装置
   。 ９）前記絞り棒（６３）は回転対称であり、異なる外径
   を有する段差付きシリンダ（６５、６６）から構成され
   ることを特徴とする請求項第７項または第８項に記載の
   装置。 １０）前記差圧測定手段（７０）が絞り棒（６３）内に
   配置されることを特徴とする請求項第７項から第９項ま
   でのいずれか１項に記載の装置。 １１）前記絞り棒（６３）には、筐体（６０）に配置さ
   れた着座部（８１）に移動可能な密閉面（８０）を有す
   る平板部（６８）が設けられ、差圧測定装置（７０）と
   絞り装置の前方および後方空間を接続する開口部（９、
   １０）が流れの方向で見て前記平板部（６８）の一方側
   に配置されることを特徴とする請求項第１０項に記載の
   装置。 １２）絞り装置が閉じた場合コンピュータ（１４）によ
   り差圧測定装置の補正が行なわれることを特徴とする請
   求項第１１項に記載の装置。