JPH109996A - 流量制御装置 - Google Patents

流量制御装置

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JPH109996A
JPH109996A JP18157296A JP18157296A JPH109996A JP H109996 A JPH109996 A JP H109996A JP 18157296 A JP18157296 A JP 18157296A JP 18157296 A JP18157296 A JP 18157296A JP H109996 A JPH109996 A JP H109996A
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JP
Japan
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pressure
flow
rate
nozzle
target
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18157296A
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English (en)
Inventor
Tomoko Takamatsu
知子 高松
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH109996A publication Critical patent/JPH109996A/ja
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  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 応答性を犠牲とする事なく目標の空気流出量
に精度よく追従する特に風洞設備に適用される流量制御
装置を提供する。 【解決手段】 目標流出量を入力設定するための目標流
量設定手段1と、その設定値から圧力及び流量を計算す
る圧力計算手段2及び流量計算手段3と、その計算結果
と工学値変換されたセンサ4入力値から弁開度を計算
し、弁開指令信号及び表示部6への開度表示信号を出力
する弁開度指示手段5とで構成した流量制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流量制御装置に係
り、特に航空機等の空気力学の研究に使用される風洞設
備に適用される流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の開回路吹出し式の風洞は、図4に
示すように流れ方向上流側より空気気蓄器19、加熱器
20、調圧弁21及びノズル23が連設され、前記調圧
弁21の調圧制御は調圧弁21出口側のノズル23上流
側の圧力を検知する圧力センサ22により行われてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】即ち、前記従来技術に
おいてはノズル23上流圧のみで、ノズル23空気流出
量を制御していた。この理由は従来の開回路吹出し式の
風洞は、測定部ノズルの時間的変化する空気流出量を、
高精度かつ応答性良く制御する必要性が問われていなか
ったため、ノズル上流圧のみの制御で充分であった。し
かしながら風洞の流量制御が高度化するに連れ、ノズル
上流圧のみの制御で、時間的に変化する空気流量を制御
しようと、目標の空気流出量に精度よく追従することが
できず、応答性の悪い制御となる。また、応答性をよく
すると、測定部ノズル上流の立ち上がり時の圧力がオー
バーシュートしてしまうという問題が生じる。そこで本
発明は、応答性を犠牲とする事なく目標の空気流出量に
精度よく追従する流量制御装置、特に風洞設備に適用さ
れる流量制御装置を提供する事を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる技術的
課題を達成するために、図1に示すように、目標流出量
を入力設定するための目標流量設定手段1と、その設定
値から圧力及び流量を計算する圧力計算手段2及び流量
計算手段3と、その計算結果と工学値変換されたセンサ
4入力値から弁開度を計算し、弁開指令信号及び表示部
6への開度表示信号を弁7に出力する弁開度指示手段5
とで構成した流量制御装置を提案する。
【0005】かかる発明によれば、予めノズルから流出
する空気目標流量を目標流量設定手段へ入力すること
で、圧力計算手段2と流量計算手段3で制御されるべき
圧力及び流量を計算しておく。次にそれらの計算結果
と、センサ4が検知する実際のプロセス量を比較演算す
ることにより各制御弁の弁開度を計算し、各制御弁が動
作すれば目標流量値に近い流量を得ることができる。
尚、前記工学値変換とはセンサが検知する電気信号(例
えばアナログ信号)を計算装置で計算するために例えば
デジタル値に変換する事を指す。プロセス量とは、実際
にセンサが検知する圧力流量を指す。これは予め計算し
ておく制御されるべき圧力及び流量の値と区別するため
に記載した。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図2に本発明の実施形態における流量制御
装置を取り入れた風洞設備構成図を示す。図2において
空気流れ方向上流側より空気気蓄器8、流量調整弁(流
調弁)10、加熱器11その出口側の圧力を検知可能に
配設した第1の圧力センサ12、該第1の圧力センサ1
2の検知位置の下流側管路を二股に分岐し、第一の分岐
管路30に、前記第1の圧力センサ12により調圧され
る第一の調圧弁13を介して大気放出用ノズル14が連
設されている。一方第二の分岐管路31には、第2の圧
力センサ16により調圧される第二の調圧弁15を介し
て測定部ノズル17が連設されており、そして前記調圧
弁15の調圧制御を行うための圧力センサ16は調圧弁
15出口側のノズル17上流側の圧力を検知するよう配
設されている。
【0007】図3はかかる実施形態を制御するための制
御ブロック図で、目標流出量を入力設定するための目標
流量設定手段1と、その設定値から圧力及び流量を計算
する圧力計算手段2及び流量計算手段3と表示部6とを
具えた点は図1と同様であるが、センサ4は前記したよ
うに第1及び第2の圧力センサ12、16が含まれる。
弁開度指示手段5には前記流調弁10、第一の調圧弁1
3及び第二の調圧弁15に対応する弁開度指示回路10
A、13A、15Aが設けられ、該弁開度指示回路10
Aにおいては流量計算手段3の計算結果から弁開度を計
算し、弁開指令信号及び表示部6への開度表示信号を出
力する。弁開度指示回路13A、15Aにおいては圧力
計算手段2の計算結果と対応する圧力センサ13、15
をデジタル変換された圧力検出値から弁開度を計算し、
弁開指令信号及び表示部6への開度表示信号を出力す
る。尚例示的に流調弁10のcv値範囲は0〜350、
第一の調圧弁13のcv値範囲は0〜1300及び第二
の調圧弁15のcv値範囲は0〜650である。又大気
放出用ノズル14のスロート面積は29.5×10-4
2、測定部ノズル17のスロート面積は0.0531m2
に設定される。
【0008】次にかかる実施例に基づく動作を説明す
る。前記したように空気気蓄器8から加熱器11へ流入
する空気流量を予め流量計算手段3で計算した値となる
ように、流量調整弁10が制御されて加熱器11側に送
られ、該加熱器11で加熱された後、その空気流は、圧
力センサ13、15により検知された加熱器11出口圧
力18と測定部ノズル17の上流圧19を圧力計算手段
で計算した値となるように調圧弁13、15を制御す
る。尚、弁開度の調整範囲は0〜100%である。測定
部ノズル17の上流圧9のプロセス量が計算値に追従す
れば、測定部ノズル17のノズル空気流出量mpは、次
式1)で計算されるため、目標値に近い流量を得ること
ができる。 mp=(A・φ・Pp)/(R・T01/2………1) A:測定部ノズルスロート面積 φ:定数 Pp:測定部ノズル17のノズル上流圧 R:空気ガス定数 T0:空気温度
【0009】次に表1に、測定部ノズル17から流出す
る空気目標値(測定部空気量入力値m)から、測定部ノ
ズル17の上流圧力目標値PPs、加熱器11出口圧力
目標値Pcs、加熱器11の空気流入量の目標値FAS
計算する式を示す。この式に基づいて目標流量設定手段
1の設定値から圧力及び流量を計算する圧力計算手段2
及び流量計算手段3及び弁開度指示手段5が制御され
る。
【0010】
【表1】
【0011】次に図2乃至図3の実施形態を用いて、測
定部ノズル17から流出する時間的に変化する空気目標
値から表1の計算式によって計算した各制御箇所での目
標値で制御した結果、測定部ノズル17の上流圧9は、
図5のように目標値に追従することができ、その結果、
前述の計算式により、目標のノズル空気流出量を得るこ
とができることが確認された。
【0012】
【発明の効果】以上記載した如く、従来技術の項で示し
た従来の制御方式では、2倍以上の応答時間となり、又
応答性を良くすると、立ち上がり時に、圧力のオーバー
シュートが生じるが、かかる欠点は本発明によって制御
的に向上されたといえる。又前記実施形態で示したよう
に、本発明の流量制御装置を風洞設備に導入すること
で、測定部での空気流出量を、高精度かつ応答性よく得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本実施形態に係る流量制御装置の構
成図である。
【図2】図2は、本発明の流量制御装置を適用した風洞
設備の構成図である。
【図3】図2の装置に組込まれる本発明の実施形態に係
る流量制御装置の構成図である。
【図4】従来の風洞設備の構成図。
【図5】図3の制御装置を用いた制御結果を示すグラフ
図である。
【符号の説明】
8 空気気蓄器 9 測定部ノズル上流圧 10 流調弁 11 加熱器 12 第1の圧力センサ 14 大気放出用ノズル 15 調圧弁 16 圧力センサ 17 測定部ノズル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標流出量を入力設定するための目標流
    量設定手段と、 その設定値から圧力及び流量を計算する圧力と流量の計
    算手段と、 その計算手段に基づく計算結果と例えばデジタル変換等
    の工学値変換されたセンサ入力値から弁開度を計算し、
    弁開指令信号及び表示部への開度表示信号を出力する弁
    開度指示手段と、 で構成した事を特徴とする流量制御装置。
JP18157296A 1996-06-21 1996-06-21 流量制御装置 Withdrawn JPH109996A (ja)

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Effective date: 20030902