JPH06281666A - Method and device for measuring flow direction of fluid - Google Patents
Method and device for measuring flow direction of fluidInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、海洋，港湾，河川，
水路，ダム，堰あるいは管内などにおける流体の流向を
測定する流体の流向測定方法およびその測定装置に関す
る。[Field of Industrial Application] The present invention is applicable to oceans, harbors, rivers,
The present invention relates to a fluid flow direction measuring method for measuring a fluid flow direction in a water channel, a dam, a weir, or a pipe, and a measuring device therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、海洋，港湾，河川，水路，ダム，
堰などにおいて水の流向を測定する流向測定装置には、
矢羽根式，バタフライ式，振子式などの機械式，水位差
式，電磁式および超音波式などが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, oceans, harbors, rivers, waterways, dams,
A flow direction measuring device that measures the flow direction of water at a weir, etc.,
Mechanical types such as arrow blade type, butterfly type, pendulum type, water level difference type, electromagnetic type and ultrasonic type are known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術の矢羽根式は、流線型をした本体の後部に矢羽根
を付けて水中に吊下すると、本体および矢羽根は流の方
向に沿って向くので、その角度から流向を検出してい
る。また、バタフライ式は、パイプの一端に開閉弁があ
り、弁のない方向からの流れがあるときには開閉弁が開
き、逆方向の流れのときには開閉弁が閉まるので、開閉
弁の開閉状態からパイプに対しての流れを検出してい
る。さらに、振子式は振子を水中に吊下すると、流れに
よって振子が働くので振子が移動する。この振子の移動
方向により流向を検出している。By the way, in the above-mentioned conventional arrow blade type, when the arrow blade is attached to the rear portion of the streamlined main body and suspended in the water, the main body and the arrow blade move along the direction of flow. Since it faces, the flow direction is detected from that angle. In the butterfly type, there is an on-off valve at one end of the pipe, the on-off valve opens when there is a flow from the direction without the valve, and the on-off valve closes when the flow is in the opposite direction. The flow to it is detected. Further, in the pendulum type, when the pendulum is suspended in water, the pendulum moves due to the flow acting on the pendulum. The flow direction is detected by the moving direction of this pendulum.
【０００４】この矢羽根式，バタフライ式，振子式など
の機械子は、方式，構造が簡単であるけれども、いずれ
の場合も機械的な可動部があるため、浮遊物や付着物が
可動部に付いたときには動作しなくなるという問題があ
る。また、流れが速い場合には吊下するための支持構造
物が大規模となるという問題があった。The arrow blade type, butterfly type, and pendulum type mechanical elements have a simple method and structure, but in any case, there are mechanically movable parts, so that floating matter or adhering matter is generated in the movable parts. There is a problem that it will not work when attached. In addition, when the flow is fast, there is a problem that the supporting structure for hanging becomes large-scale.
【０００５】水位差式は、流れの方向に沿って２つの水
位計を設置し、水位計の水位差から流向を検出してい
る。そして、水位計にはフロート式，リードスイッチ
式，水晶式などがあり、導水管を設置して、その中にこ
れらの水位計を装着しているので、規模が大きくなると
いう問題があった。In the water level difference type, two water level gauges are installed along the flow direction, and the flow direction is detected from the water level difference of the water level gauge. There are float type, reed switch type, crystal type, etc. as the water level gauges, and since the water conduit is installed and these water level gauges are mounted therein, there is a problem that the scale becomes large.
【０００６】電磁式は、電磁コイルが誘起した磁界中を
流れる流体がファラデーの法則により誘起する起電力を
コイルで検出して流向を検出している。そのために、流
体の電導度の影響を受け易く、また、起電力は距離の自
乗に反比例するので、表面の付着物や浮遊物の影響を受
け易いという問題があった。In the electromagnetic type, the electromotive force induced by the fluid flowing in the magnetic field induced by the electromagnetic coil by Faraday's law is detected by the coil to detect the flow direction. Therefore, there is a problem in that it is easily affected by the electric conductivity of the fluid and that the electromotive force is inversely proportional to the square of the distance, so that it is easily affected by the adhered matter or suspended matter on the surface.
【０００７】超音波式は、超音波の伝播速度が流向の方
向と異なるので、その時間差から流向を検出する方式
と、ドップラー効果による周波数の変化を検出する方式
がある。いずれの方式も精度，応答性は良いが、流体の
温度，流れの分布などの影響を受け易く、また、超音波
センサの設置規模が大きくなるという問題があった。In the ultrasonic method, since the propagation velocity of ultrasonic waves is different from the direction of flow direction, there are a method of detecting the flow direction from the time difference and a method of detecting a change in frequency due to the Doppler effect. Both methods have good accuracy and responsiveness, but have a problem that they are easily affected by the temperature of fluid, distribution of flow, and the installation scale of the ultrasonic sensor becomes large.
【０００８】この発熱体の目的は、流向測定のための検
出部の規模を大きくすることなく小型で、付着物や浮遊
物の影響を受けないようにした流体の流向測定方法およ
びその測定装置を提供することにある。The purpose of the heating element is to provide a fluid flow direction measuring method and its measuring device which are small in size without increasing the scale of the detecting portion for measuring the flow direction and which are not affected by adhered substances or suspended matter. To provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の流体の流向測定方法は、流体中に発熱体
を配置すると共に、この発熱体を中心にしてほぼ相対向
した位置に温度センサをそれぞれ配置し、各温度センサ
によって検出された温度を比較し、この比較された温度
の差によって流体の流向を測定することを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, the method for measuring the flow direction of a fluid according to the present invention is such that a heating element is arranged in the fluid and the heating element is placed at a position substantially opposite to each other around the heating element. It is characterized in that temperature sensors are respectively arranged, the temperatures detected by the temperature sensors are compared, and the flow direction of the fluid is measured by the difference in the compared temperatures.
【００１０】前記流体の流向測定方法において、発熱体
を一定時間毎にオン，オフ制御させると共に、発熱体が
オフになっているときに各温度センサによって温度を検
出するのが望ましいものである。In the above-mentioned fluid flow direction measuring method, it is preferable that the heating element is controlled to be turned on and off at regular intervals and the temperature is detected by each temperature sensor when the heating element is off.
【００１１】また、この発明の流体の流向測定装置は、
流体中に配置された発熱体と、この発熱体を中心にして
ほぼ相対向した位置に配置された２個の温度センサと、
この各温度センサによって検出された温度を取込み温度
の差を比較し流体の流向を判断する比較判断部とを備え
てなるものである。Further, the fluid flow direction measuring device of the present invention comprises:
A heating element arranged in the fluid, and two temperature sensors arranged at positions substantially opposite to each other around the heating element,
The temperature sensor detects the temperature detected by each temperature sensor, compares the difference in temperature, and determines the flow direction of the fluid.
【００１２】前記流体の流向測定装置において、前記発
熱体を一定時間毎にオン，オフ制御せしめる発熱体用制
御部を備えてなること、また、発熱体が予め設定された
設定温度以上になるのを防止するための温度防止センサ
を発熱体の近傍に備えてなることが望ましいものであ
る。In the fluid flow direction measuring device, a heating element control section for controlling the heating element to be turned on and off at regular intervals is provided, and the heating element has a preset temperature or higher. It is desirable that a temperature prevention sensor for preventing the above is provided near the heating element.
【００１３】[0013]
【作用】この発明の流体の流向測定方法およびその測定
装置を採用することにより、発熱体が加熱されると、発
熱体の周囲の熱伝導体が温められる。そして、発熱体を
中心にしてほぼ相対向した位置に配置された温度センサ
によって、発熱体の周囲の熱伝導体の点温度が検出され
る。そして流体の流れによって上流側の放熱が下流側よ
り大となるから、上流側の温度センサと下流側の温度セ
ンサとにより検出される温度に差が生じる。この温度の
差によって流向が測定される。By employing the fluid flow direction measuring method and the measuring apparatus thereof according to the present invention, when the heating element is heated, the heat conductor around the heating element is warmed. Then, the point temperature of the heat conductor around the heat generating element is detected by the temperature sensors arranged at positions substantially opposite to each other around the heat generating element. Further, since the heat radiation on the upstream side becomes larger than that on the downstream side due to the flow of the fluid, there occurs a difference in temperature detected by the temperature sensor on the upstream side and the temperature sensor on the downstream side. The flow direction is measured by this difference in temperature.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１５】図３，図４を参照するに、例えば河川など
の水中に流向測定装置の検出部１が設置される。この検
出部１はアルミからなる台３を備えており、この台３は
図示省略の支持フレームに支持されている。しかも、台
３には支持プレート５が複数のボルト７で取付けられて
いる。この支持プレート５上にはコルクなどからなる断
熱材９が設けられていると共に、この断熱材９上にはア
ルミなどからなる熱伝導ケース１１が設けられている。
この熱伝導ケース１１上には別のコルクなどからなる断
熱材１３が設けられている。Referring to FIGS. 3 and 4, the detector 1 of the flow direction measuring device is installed in water such as a river. The detection unit 1 includes a base 3 made of aluminum, and the base 3 is supported by a support frame (not shown). Moreover, the support plate 5 is attached to the base 3 with a plurality of bolts 7. A heat insulating material 9 made of cork or the like is provided on the support plate 5, and a heat conducting case 11 made of aluminum or the like is provided on the heat insulating material 9.
A heat insulating material 13 made of another cork or the like is provided on the heat conducting case 11.
【００１６】前記熱伝導ケース１１内のほぼ中央部には
例えばタングステンヒータなどからなる発熱体１５が設
置されている。そして、この発熱体１５をほぼ中心にし
て相対向した位置には同一特性の２個の温度センサ１
７，１９が設置されている。前記発熱体１５の近傍側例
えば図３に示されているように、温度センサ１７と１９
を結んだ直線に対して直交した方向（図３において上下
方向）の下方位置には、発熱体１５が予め設定された温
度以上になるのを防止するための過温防止センサ２１が
配置されている。A heating element 15 made of, for example, a tungsten heater or the like is installed substantially in the center of the heat conducting case 11. Then, two temperature sensors 1 having the same characteristics are provided at positions facing each other with the heating element 15 substantially at the center.
7, 19 are installed. Near the heating element 15, for example, as shown in FIG.
An overheat prevention sensor 21 for preventing the heating element 15 from exceeding a preset temperature is arranged at a lower position in a direction orthogonal to the straight line connecting the two (up and down direction in FIG. 3). There is.
【００１７】前記発熱体１５、温度センサ１７，１９お
よび過温防止センサ２１にはそれぞれリード線２３，２
５，２７，２９の一端が接続されており、リード線２
３，２５，２７，２９の他端はケーブル３１内に収まっ
ている。Lead wires 23 and 2 are provided to the heating element 15, the temperature sensors 17 and 19 and the overheat prevention sensor 21, respectively.
5, 27, 29 are connected to one end, and the lead wire 2
The other ends of 3, 25, 27 and 29 are accommodated in the cable 31.
【００１８】図１には本実施例の構成ブロック図が示さ
れている。図１において、発熱体１５に接続されたリー
ド線２３の他端は、発熱体用制御部３３の一部を構成し
ているＯＮ，ＯＦＦスイッチ３５に接続されている。Ｏ
Ｎ，ＯＦＦスイッチ３５はタイマ３７に接続され、タイ
マ３７は例えば太陽電池やＤＣ１２Ｖなどの電源３９に
接続されている。FIG. 1 shows a block diagram of the configuration of this embodiment. In FIG. 1, the other end of the lead wire 23 connected to the heating element 15 is connected to an ON / OFF switch 35 forming a part of the heating element control unit 33. O
The N, OFF switch 35 is connected to a timer 37, and the timer 37 is connected to a power source 39 such as a solar cell or DC12V.
【００１９】上記構成により、電源３９から電流を流し
てタイマ３７を作動させてＯＮ，ＯＦＦスイッチ３５を
一定時間毎にＯＮ，ＯＦＦ制御せしめることにより発熱
体１５が一定の温度に加熱されることになる。With the above-described structure, the heating element 15 is heated to a constant temperature by causing a current to flow from the power source 39 to operate the timer 37 to control the ON / OFF switch 35 to be ON / OFF at regular intervals. Become.
【００２０】前記温度センサ１７，１９および過温防止
センサ２１に接続されたリード線２５，２７，２９の他
端は比較判断部４１に接続されており、この比較判断部
４１には設定温度・メモリ４３，出力手段４５がそれぞ
れ接続されている。The other ends of the lead wires 25, 27 and 29 connected to the temperature sensors 17 and 19 and the overheat prevention sensor 21 are connected to a comparison / determination unit 41. The memory 43 and the output means 45 are connected to each other.
【００２１】上記構成により、発熱体１５で加熱された
周囲の熱伝導体の点温度が、温度センサ１７，１９によ
って測定される。例えばこの温度センサ１７，１９で測
定されたＣ1 ，Ｃ2 が比較判断部４１に取り込まれる。
この比較判断部４１では、Ｃ1 とＣ2 とが比較される。
すなわち、Ｃ1 ＝Ｃ2 ，Ｃ1 ＞Ｃ2 又はＣ1 ＜Ｃ2 の判
断が行われることになる。With the above arrangement, the temperature sensors 17, 19 measure the point temperature of the surrounding heat conductors heated by the heating element 15. For example, C 1 and C 2 measured by the temperature sensors 17 and 19 are taken into the comparison / determination unit 41.
In this comparison / determination unit 41, C 1 and C 2 are compared.
That is, the judgment of C 1 = C 2 , C 1 > C 2 or C 1 <C 2 is made.
【００２２】水の流れによって上流側の放熱が下流側よ
り大となることを利用して、Ｃ1 ＜Ｃ2 の場合には水の
流れが順流であることを、Ｃ1 ＞Ｃ2 の場合には水の流
れが逆流であることを、また、Ｃ1 ＝Ｃ2 の場合には水
の流れが停止しいてると判断させることができるのであ
る。すなわち、出力手段４５においてＣ1 ＜Ｃ2 ，Ｃ1
＞Ｃ2 ，Ｃ1 ＝Ｃ2 を表示したりあるいは値を出力させ
ることによって水の流向を知ることができる。Taking advantage of the fact that the heat flow on the upstream side becomes larger than that on the downstream side due to the flow of water, the fact that the flow of water is forward when C 1 <C 2 and that when C 1 > C 2 It is possible to judge that the water flow is reverse flow, and when C 1 = C 2 , it is judged that the water flow is stopped. That is, in the output means 45, C 1 <C 2 , C 1
The direction of water can be known by displaying> C 2 , C 1 = C 2 or by outputting a value.
【００２３】また、過温防止センサ２１で検出された温
度Ｃ3 は比較判断部４１にその都度取り込まれており、
比較判断部４１には設定温度・メモリ４３に予め記憶さ
れている設定温度Ｃ0 （例えば５０℃）が取り込まれて
いるから、Ｃ3 とＣ0 とが常時比較されている。そし
て、Ｃ3 ≧Ｃ0 となった場合には電源３９をＯＦＦにす
べく指令が発するようになっている。したがって、発熱
体１５が焼損となること防止することができる。Further, the temperature C 3 detected by the overheat prevention sensor 21 is taken into the comparing and judging section 41 each time,
Since the set temperature C 0 (for example, 50 ° C.) stored in advance in the set temperature / memory 43 is loaded in the comparison / determination unit 41, C 3 and C 0 are constantly compared. Then, when C 3 ≧ C 0 , a command is issued to turn off the power supply 39. Therefore, it is possible to prevent the heating element 15 from being burnt out.
【００２４】タイマ３７を作動させ、ＯＮ，ＯＦＦスイ
ッチ３５を図２に示されているようにＯＮ，ＯＦＦ制御
せしめると共に、温度センサ１７，１９で測定される温
度Ｃ1 ，Ｃ2 をＴ1 ，２Ｔ1 ，３Ｔ1 ，…のごとく、Ｏ
Ｎ，ＯＦＦスイッチ３５がＯＦＦとなっている間で測定
することによって、温度Ｃ1 ，Ｃ2 が安定した状態で測
定されるため、正確な値となり、延いては正確な水の流
向を測定することができる。The timer 37 is operated to control the ON / OFF switch 35 to be ON / OFF as shown in FIG. 2, and the temperatures C 1 and C 2 measured by the temperature sensors 17 and 19 are set to T 1 and 2T 1 , 3T 1 , ..., O
By measuring while the N, OFF switch 35 is OFF, the temperatures C 1 and C 2 are measured in a stable state, so that the values are accurate and the accurate water flow direction is measured. be able to.
【００２５】このように、本実施例の流向測定方向およ
びその測定装置では、温度センサ１７，１９より温度差
を検出しているので、検出部１に可動部がないから、浮
遊物や付着物の影響を受け難く、また検出部１を小型化
にすることができ、設置が容易である。As described above, in the flow direction measuring direction of the present embodiment and the measuring apparatus therefor, the temperature difference is detected by the temperature sensors 17 and 19, so that there is no movable part in the detecting portion 1, so that floating matters or adhering matters are detected. Is less likely to be affected, and the detection unit 1 can be downsized, and the installation is easy.
【００２６】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。発熱体１５としては
タングステンヒータのほかにセラミックヒータ，抵抗
体，電球，レーザなどでもよく、また、河川以外に海
洋，港湾，水路，ダムなどでもよいものである。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in other modes by making appropriate changes. The heating element 15 may be a ceramic heater, a resistor, a light bulb, a laser, etc. in addition to the tungsten heater, and may be an ocean, a harbor, a waterway, a dam, etc. in addition to the river.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れているとおりの構成であるから、流向測定のための検
出部の規模を大きくすることなく、小型化とすることが
できる。しかも、付着物や浮遊物の影響を受けずに流向
を正確に測定することができる。As can be understood from the above description of the embodiments, according to the present invention, since the structure is as described in the claims, the scale of the detecting portion for measuring the flow direction is large. The size can be reduced without increasing the size. Moreover, the flow direction can be accurately measured without being affected by the adhered matter or the suspended matter.
【図１】この発明を実施する一実施例の流体の流向測定
装置の構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram of a fluid flow direction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】流向測定方法の動作を説明するための説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an operation of a flow direction measuring method.
【図３】この発明を実施例する一実施例の流向測定装置
の主要部で検出部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a main part of a flow direction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, which is a detection part.
【図４】図３における正面図である。FIG. 4 is a front view of FIG.
【符号の説明】 １ 検出部 １１ 熱伝導ケース １７，１９ 温度センサ ２１ 過温防止センサ ３３ 発熱体用制御部 ３５ ＯＮ，ＯＦＦスイッチ ３７ タイマ ３９ 電源 ４１ 比較判断部 ４５ 出力手段[Explanation of reference numerals] 1 detection section 11 heat conduction case 17, 19 temperature sensor 21 overheat prevention sensor 33 heating element control section 35 ON / OFF switch 37 timer 39 power supply 41 comparison judgment section 45 output means
Claims (5)
発熱体を中心にしてほぼ相対向した位置に温度センサを
それぞれ配置し、各温度センサによって検出された温度
を比較し、この比較された温度の差によって流体の流向
を測定することを特徴とする流体の流向測定方法。1. A heating element is arranged in a fluid, temperature sensors are respectively arranged at positions substantially opposite to each other around the heating element, and the temperatures detected by the respective temperature sensors are compared. A flow direction measuring method for a fluid, characterized in that the flow direction of the fluid is measured by a difference in temperature.
御させると共に、発熱体がオフになっているときに各温
度センサによ温度を検出することを特徴とする請求項１
記載の流体の流向測定方法。2. The heating element is controlled to be turned on and off at regular intervals, and the temperature is detected by each temperature sensor when the heating element is off.
A flow direction measuring method of the fluid described.
体を中心にしてほぼ相対向した位置に配置された２個の
温度センサと、この各温度センサによって検出された温
度を取込み温度の差を比較し流体の流向を判断する比較
判断部と、を備えてなることを特徴とする流体の流向測
定装置。3. A heating element arranged in a fluid, two temperature sensors arranged at positions substantially opposite to each other around the heating element, and a temperature detected by each temperature sensor. And a comparison determination unit that determines the flow direction of the fluid by comparing the difference between the above.
御せしめる発熱体用制御部を備えてなることを特徴とす
る請求項３記載の流体の流向測定装置。4. The fluid flow direction measuring device according to claim 3, further comprising a heating element control unit for controlling ON / OFF of the heating element at regular intervals.
温度以上になるのを防止するための過温度防止センサ
を、前記発熱体の近傍に備えてなることを特徴とする請
求項３，４記載の流体の流向測定装置。5. An overtemperature prevention sensor for preventing the heating element from exceeding a preset temperature, which is provided in the vicinity of the heating element. Fluid flow direction measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6723693A JPH06281666A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method and device for measuring flow direction of fluid |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP6723693A JPH06281666A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method and device for measuring flow direction of fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281666A true JPH06281666A (en) | 1994-10-07 |
Family
ID=13339087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6723693A Pending JPH06281666A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method and device for measuring flow direction of fluid |
Country Status (1)
| Country | Link |
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