JPH04155220A

JPH04155220A - 液体流量計

Info

Publication number: JPH04155220A
Application number: JP2280475A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Ishikawa; 亨一石川
Original assignee: Stec KK
Current assignee: Stec KK
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-28
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920679B2

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、液体流量計に関する。

（従来の技術〕一定の方向に流れている流体の流量を測定する方法とし
て、従来より、タッキング（τａｇｇｉｎｇ　）方式が
知られている。この方式は、測定対象である流体に適宜
の方法でマークを設け、このマークの移動時間を測定す
ることにより、流体流量を測定するものである。

そして、この方式によって液体の流量を測定する従来方
法として、測定対象液体が流れる波路内に１または２個
の電気伝導度を検出するための電極を設けると共に、測
定対象液体とは異なる他の液体を前記流路内に注入し、
そのときの電気伝導度の変化を観察する方法がある。す
なわち、１個の電極を設けた場合は、前記注入から１個
の電極において電気伝導度が変化し始めるまでの時間を
測定し、また、２個の電極を設けた場合においては、１
個目の電極において電気伝導度が変化し始めたときから
２個目の電極において電気伝導度が変化し始めるまでの
時間を測定し、何れの場合も、この時間と流路の体積と
に基づいて測定対象液体の流量を求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術のように、測定対象液体の
流れの中に他の液体をマークとして注ノする方法では、
次のような欠点があった。

すなわち、波路内に測定用の電極を設けていまため、こ
の１を極を腐蝕させるような液体の流量測定を行うこと
ができず、測定対象が限定されてした。そして、注入さ
れる他の液体としては、前８１電極を腐蝕させないこと
は勿論のこと、測定対ａとは異なる電気伝導度を有する
ものを用いる必顎があり、この点においても制約を受け
ていた。また、液体を単に注入していたので、流路内で
波射が起こり、これを回避するため、流路の内径が鴫定
のものに制限されたり、測定対象液体の測定司能範囲が
限定されていた。

本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、各種の液体をなんらの制約を受け
ることなく的確に測定することかできる液体流量計を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕上述の目的を達成するため、本発明に係る液体１　　　
流量計は、内部に測定対象である液体が流れるようにし
たほぼ水平に配置された透明な管に、前記液体の流れる
方向と逆方向で、しかも、前記透明管と鋭角をなすよう
にガス導入路を接続すると共１　　　に、この接続位置
よりも下流側における前記透明管の外部に適宜の間隔を
おいてディテクタを設け、前記ガス導入路を介して前記
透明管内にガスを導入したときに形成される気泡と前記
液体との間の界面のうち後方の界面が前記ディテクタ間
を移動する時間を測定するようにした点に特徴がある。

〔作用〕

上記特徴的構成によれば、透明管内における気泡と測定
対象である液体との界面を検出するディテクタが透明管
の外部に設けられており、ディテクタと前記液体とが非
接触であるので、例えばフッ素樹脂やガラスなどのよう
に、耐腐蝕性材料によって透明な管を形成するだけで、
従来技術では不可能であった液体の流量測定を、なんら
の制約Ｃ受けることなく行うことができる。

また、測定対象液体が流れる透明管内にガスを導入する
ようにしているので、従来技術と異なり透明管内におい
て拡散が起こることがなく、しかも、ガスの導入が、液
体の流れる方向と逆方向で透明管と鋭角をなすように接
続されたガス導入路を介して行われるので、前記液体内
において確実に気泡が形成され、この気泡と液体との間
に界面が形成される。そして、前記界面のうち、後方の
界面を前記ディテクタによって検出するようにしている
ので、透明管内の圧力損失や温度変化などによって気泡
の体積量が変化してもその影響を受けにくく、確実に界
面を検出することができ、従って、気泡の移動時間を正
確に測定することができ、それだけ、精度の高い流量測
定を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図〜第３図は本発明に係る液体流量計を示し、第２
図および第３図において、ｌは例えば四フッ化エチレン
樹脂などのように耐Ｓ蝕性、耐薬、　　品性に優れた材
料よりなり、例えば角状に形成されたガス導入ブロック
で、その一端側には測定対、　　象である液体りを導入
するための導入口２および液体りを導出するための導出
口３が開設されると共に、内部には導入口２および導出
口３にそれぞれ連なる互いに独立した流路４，５が貫設
されている。そして、両流路４．５間には、透明管６が
ほぼ水平に、しかも、平面視Ｕ字状になるように接続さ
れ、導入口２を経てブロック１内に導入された液体りが
流路４．透明管６．流路５．導出口３を経てブロックｌ
外に導出されるようにしである。透明管６は例えば外径
が６．０閣、内径が３．６腸で、ガラスやフッ素樹脂な
ど耐ｍ蝕性、耐薬品性に優れた材料より形成され、流路
４との接続側の端面ば、切り落とし角度αが例えば４５
°となるように処理されている。７はノール部材、８は
その押さえ部材で、いずれも四フッ化エチレン樹脂より
なる。

なお、ガス導入ブロック１の導入口２より上流側は図示
してないが、ポンプや流量計などが設けられた配管が導
入口２に接続される。

また、前記ガス導入ブロック１には、その内部において
液体り内に所定のガスＧを導入し、液体り内に気泡Ｋを
形成するためのガス導入路９が流路３に接続されるよう
に設けられている。すなわち、このガス導入路９は液体
りの流れる方向と逆方向で、しかも、流路３（透明管６
）となす角度βが例えば３０°となるように設けられて
おり、図示例においては、その導入口１０は前記導入口
２および導出口３とは反対側の側面に開設されている。

１１は導入口１０側からガス導入路９内に挿入される導
入ノズルで、その上流側は、第１図および第２図に示す
ように、１を磁弁１２．圧力計１３．　　レギュレータ
１４などに接続され、さらに、図外のガス源に接続され
ている。前記ガスＧとしては、通常は空気または不活性
ガスが用いられるが、液体りの種類によっては非反応性
ガスを用いることもある。

第４図は上述のように構成されたガス導入路９によって
、液体り中にガスＧを導入するときの状態を模式的に示
したもので、同図（Ａ）はガス導入前の状態を、同図（
Ｂ）はガス導入開始時の状態を、同図（Ｃ）はガス導入
停止時の状態を、同図（Ｄ）はガス導入完了状態をそれ
ぞれ示している。これらの図から明らかなように、ガス
Ｇを液体りの流れ方向に対して逆方向から導入すること
により、ガス導入部分に一定の圧力がかかり、この圧力
によって気泡Ｋを分裂させることなく、透明管６の内壁
に密着した状態で安定に形成することができる。

なお、第４図において、Ｋ１．に！は気泡にと液体りと
の界面である。

第２図において、１５．１６は透明管６に沿って適宜の
間隔をおいて設けられるディテクタブロックで、例えば
アルミニウムよりなり、その内部には、液体りと共に進
行する気泡Ｋを検出し、気泡にと液体りとの界面に、ま
たはに！が所定距離を移動するあに要する時間を測定す
るためのディテクタが設けられている。すなわち、ガス
導入ブロック１に隣接して設けられるディテクタブロッ
ク１５内には２つのディテクタＡ、Ｃが設けられ、また
、ディテクタブロック１５から所定路Ｓａれたディテク
タブロック１６内には１つのディテクタＢが設けられて
いる。これらのディテクタＡ−Ｃは、第３図に示すよう
に、いずれも発光素子と受光素子とからなり、例えば発
光ダイオードからなると共に前面に例えば０．５閣幅の
スリット部材１７を備えた発光部１８と、フォトトラン
ジスタからなる受光部１９とが透明管６を介してその外
側に対向配置されており、各ディテクタＡ−Ｃの受光部
１９から出力される信号は、第１図に示すように、アン
プ２０を介してＣＰ　Ｕ２１に入力されるようにしであ
る。なお、第１図において、２２は表示部である。

そして、測定に際しては、３つのディテクタＡ〜Ｃのう
ち、２つのディテクタを用いればよく、例えば液体りの
流量が比較的大きい場合には、上流側のディテクタＢを
スタートディテクタとし、下流側のディテクタＣをスト
ップディテクタとするのである。その理由は、気泡にの
スタートディテクタまでの助走を設けることにより、よ
り安定に測定を行なえるようにするためである。

例えば第１図および第３図に示すように、ディテクタＢ
、Ｃを用いるときには、前記気泡ＫがディテクタＢまた
はＣを通過する毎に、両ディテクタＢ、Ｃにそれぞれ接
続されたタイマー（図外）により計測を開始したり停止
させるようにしてあって、界面に１またはに２が両ディ
テクタＢ、Ｃ間を通過するのに要する時間Ｔを測定でき
るようにしである。また、その場合、透明管６の両ディ
テクタＢ、Ｃ間における容積１ｖは厳密に測定されてお
り、前記ＣＰ　Ｕ２１の容積値設定部に予め入力されて
いる。

ところで、既に説明しているように、液体り中に気泡Ｋ
を導入したとき、気泡にの前後にそれぞれ界面に、　、
に、が形成される。そして、例えばディテクタＢ、Ｃを
用いて前記界面に３．Ｋｇの通過を検出した場合、第５
図に示すような出力が得られる。すなわち、左側の２つ
のピークＰ□。

Ｐ、！はスタートディテクタＢからの出力、右側の２つ
のピークｐ　ｃ＋、　　Ｐ　Ｃ！はストップディテクタ
Ｃからの出力であるが、これらのピークＰ□〜ＰＣ！は
界面に、、に、における光透過率（屈折率）の変化に起
因して生ずるものである。

そして、本発明においては、それぞれ後段のピークＰｍ
！＋　　ＰＣＩを流量測定に用いるものとしている。す
なわち、ピークＰ、！、Ｐｃ！間の時間、つまり、後方
の界面に！が前記ディテクタＢ、Ｃ間を移動に要する時
間Ｔとしている。この時間Ｔと容積値■とを用いて、Ｖ
／Ｔとすることにより、液体りの流量を計測するように
している。これは、透明管６内を所定方向に流れる液体
り内に導入されたガスＧが液体り内において気泡Ｋにな
るとき、透明管６内の圧力損失や温度の変化によって体
積量が変化したとしても、後段のビークＰｉχ＋ＰＣ！
は、はとんどその影響を受けないと考えられるからであ
る。

そして、上記実施例のように、ガス導入ブロックｌを用
いると共に、透明管６としてＵ字状のものを用いた場合
、液体流量計をコンパクトに構成することができる。

本発明は上記上流側に限られるものではなく、例えば液
体りの流量に応して透明管６の内径を変えるようにして
もよく、また、ディテクタＡ〜Ｃは、ガスＧの導入箇所
より下流側であれば任意の位置に設けてもよい、そして
、ガスＧの液体りへの導入角度βは鋭角であればよく、
また、この導入角度βと透明管６の切り落とし角度αと
を適宜選ぶことにより、所望の気泡Ｋを形成することが
できる。なお、ガスＧの導入はシリンダで行うようにし
てもよい。

〔発明の効果〕

本発明においては、透明管内における気泡と測定対象で
ある液体との界面を検出するディテクタが透明管の外部
に設けられており、ディテクタと測定対象液体とが非接
触となるようにしであるので、例えばフッ素樹脂やガラ
スなどのように、耐腐蝕性材料によって透明な管を形成
するだけで、従来技術では不可能であった液体の流量測
定を、なんらの制約を受けることなく行うことができる
。

また、測定対象液体が流れる透明管内にガスを導入する
ようにしているので、従来技術と異なり、透明管内にお
いて拡散が起こることがなく、しかも、ガスの導入が、
測定対象液体の流れる方向と逆方向で、透明管と鋭角を
なすように接続されたガス導入路を介して行われるので
、前記液体内において確実に気泡が形成され、この気泡
と液体との間に界面が形成される。そして、前記界面の
うち、後方の界面をフォトセンサなどのディテクタによ
って検出するようにしているので、透明管内の圧力損失
や温度変化などによって気泡の体積量が変化してもその
影響を受けにくく、確実に界面を検出することができ、
従って、気泡の移動時間を正確に測定することができ、
それだけ、精度の高い流量測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る液体流量計の全体構成を概略的に示す図、第
２図は要部を示す平面図、第３図は要部を示す縦断面図
、第４図はガスが液体に導入されるときの状態変化を示
す図、第５図はディテクタの検出出力の一例を示す図で
ある。６・・・透明管、９・・・ガス導入路、Ａ、Ｂ、Ｃ・・
・ディテクタ、Ｇ・・・ガス、Ｋ・・・気泡、Ｌ・・・
液体、Ｋ、。Ｋ２・・・界面。

Claims

【特許請求の範囲】

内部に測定対象である液体が流れるようにしたほぼ水平
に配置された透明な管に、前記液体の流れる方向と逆方
向で、しかも、前記透明管と鋭角をなすようにガス導入
路を接続すると共に、この接続位置よりも下流側におけ
る前記透明管の外部に適宜の間隔をおいてディテクタを
設け、前記ガス導入路を介して前記透明管内にガスを導
入したときに形成される気泡と前記液体との間の界面の
うち後方の界面が前記ディテクタ間を移動する時間を測
定するようにしたことを特徴とする液体流量計。