JPS6370121A

JPS6370121A - 流量・圧力測定装置

Info

Publication number: JPS6370121A
Application number: JP21568786A
Authority: JP
Inventors: Tokio Sugi; 時夫杉
Original assignee: Tokyo Keiso Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiso Co Ltd
Priority date: 1986-09-11
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1988-03-30
Also published as: JPH0569368B2

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〕本発明は流体の流量と圧力を同時に測定することができ
る流量・圧力測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、気体の流量のａｌｌｌ定に用いられている流量計
の多くは、特定の温度、圧力下での流量値を指示、発信
するものであり、温度または圧力がこの特定値と異なる
場合には、人為的な補正を行なって正しい流Ｉα値を求
める必要がある。

ところで流量計測の目的の多くは、流路を通過する流体
の絶対量である質量流量を知ることにあり、温度、圧力
が一定でない流体の流量の測定においては、温度ル１、
圧力計を併用して測定が行なわれる。

また、人為的補正を避けるために、流量計、温度計、圧
力計からの信号を受信し、補正計算を電気的に行ない、
質量流量信号を出力する流量自動演算機もしばしば使用
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように、温度、圧力が一定でない流体の流量の測
定には、多くの測定装置が必要となるため、一般に大き
な設備費を要する。

このような問題の改善のために、温度、圧力の変動の影
響をうけない質量流量計も数種のものが実用に供せられ
ているが、いずれも適用範囲が限定されており広く普及
するに至っていない。

そこで本発明は、このような従来の問題を解決するため
に提案されたものであり、容易な手段により流体の流量
を測定できるとともに流体の圧力も同時に測定すること
ができ、質量流量の測定における設備費のコストダウン
を図れる流量・圧力測定装置を提供することを目的とす
る。

〔問題を解決するための手段〕

この目的を達成するために本第１発明の流量・圧力測定
装置は、水平バーとこの水平バーの中央部より垂設され
た・上下方向の垂直バーを持つアームと、この垂直バー
の上部に設けられた円盤部と、上記垂直バーの下端部に
設けられた受圧板と、上記水平バーの両端にそれぞれ一
端が接わ゛とされ他端が管路壁に剛にそれぞれ接続され
た２つの荷重センサとを備え、上記管路壁に穿設した挿
入孔より上記垂直バーを管路内に挿入して上記受圧板を
管路内を流れる流体の流れに正対させ、上記垂直バーに
設けた円盤部と上記挿入孔の間に上下方向に柔な接手を
設けてこのｊｉＴｉ人孔を外気より遮断し、上記円盤部
の受ける上記流体の圧力と上記受圧板に働く流体の動圧
による力とによって荷ｍが印加される２つの上記荷重セ
ンサよりの出力信号に基づき、上記管路内の上記流体の
流量と圧力とを同時に１１１１１定することを特徴とす
る。

また本第２９：：、明の流は・圧力測定装置は、水平バ
ーとこの水平バーの中央部より垂設された上下方向の垂
直バーを持つアームと、この垂直バーの上部に設けられ
た円盤部と、上記垂直バーの下端部に設けられた受圧板
と、上記水平バーの両端にそれぞれ一端が接続され他端
が！６・路壁に剛にそれぞれ接続された２つの荷重セン
サと、」１記水平バーの中央上部から垂直バーに穿設さ
れ、た下端が閉塞した穴に収容された温度センサとをυ
ｊ１え、上記！Ｉｆ路壁に穿設した挿入孔より上記垂直
バーを管路内に挿入して上記受圧板を管路内を流れる流
体の流れに正対させ、上記垂直バーに設けた円盤部と上
記挿入孔の間に上下方向に柔な接手を設けてこの挿入孔
を外気より遮断し、上記円盤部の受ける上記流体の圧力
と上記受圧板に働く流体の動圧による力とによって荷重
が印加される２つの上記荷重センサよりの出力信号から
上記管路内の上記流体の圧力と、上記温度センサよりの
出力信号から上記流体の温度とを測定し、上記荷重セン
サの出力と測定したこれら圧力値と温度から上記流体の
流量を測定できるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

第１発明によれば、上記荷重センサの出力より管路内を
流れる流体の圧力が測定され、上記荷重センサの出力と
測定されたこの圧力値から流体の温度が一定の時の該流
体の流量を測定することができる。

また第２発明によれば、上記荷重センサの出力より管路
内を流れる流体の圧力と上記温度センサの出力よりこの
流体の温度が測定され、上記荷重センサの出力と測定さ
れたこれら圧力値と温度から、流体の圧力と温度が共に
変動する時の該流体の流量を測定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

まず、第１発明を説明すると、第１図は第１発明に係る
流量・圧力測定装置の側断面図（第２図のＡ−Ａ線断面
図）であり、第２図はその正面図である。

第１図、第２図において、Ｔ字型のアーム（１）の上下
方向の垂直バー（２）の下端には、流体の流れによって
動圧を受ける受圧板（４）が設けられており、水平方向
の水平バー（３）の両端にはそれぞれ荷重センサ（５）
、（８）の−力の端部が接続されている。ここで、垂直
／＜−（２）は水平バー（３）の中央部より垂設されて
いる。

上記荷ｍセンサ（５）、（８）の他の端部は、それぞれ
構造的に割な支柱（７）、（８）に固定されており、水
平バー（３）の両端と支柱（７）　、（８）との間に働
く垂直方向の力が荷重センサ（５）、（６）によって検
出されるようになっている。上記支柱（？）、（８）は
管体（８）の上部に突設されている。

荷重センサ（５）、（８）は、センサの負荷方向が常に
水平バー（３）に対して垂直になることが望ましいので
、ストレインゲージのような変位の小さいセンサが用い
られる。

流体が流れる管体（９）にはノズル（枝管）（１０）が
設けられており、このノズル（１０）より垂直バー（２
）が挿入され上記受圧板（４）が管体（８）のほぼ中央
部にて流体の流れに正対するように上記支柱（７）　、
　（８）が管体（３）に固定されている。

上記垂直バー（２）上端部（水平バー（３）との接続部
）近傍には、垂直バー（２）に垂直な円板部（１１）が
設けられており、上記ノズル（ｉｏ）と円板部（１１）
との間は蛇管（ベローズ”）　（１２）で接続され、管
体（９）内の流体がノズル（１０）部より外部に漏洩し
ない構造となっている。

蛇管（１２）は長さ方向には比較的小さな力で伸縮し、
管体（３）内部の流体の圧力に耐える強度となっている
。

なお、第３図の他の実施例のように管体（９）に設けた
ノズル（１０）にフランジ（１３）を設け、他のフラン
ジ（１４）に前述の、実施例と同様の検出装置を設けて
フランジ（１３）、（１４）同士を結合させてもよい。

この場合、管体（８）と検出装置とが分離できるため、
製作、保守の面で１ａれている。

つぎにこのように構成される流量φ圧力測定装置の動作
を説明する。

管体（８）内を流体が流れると、受圧板（４）には流体
の動圧による力が流れ方向に作用する。

この力をＦｔ＋とするとＦｄは、Ｆ、１＝Ｋｅρ＊Ｖ２・ｅ　　、（１）となる、ここで
、 ρ：原流体密度Ｖ：流体の流速に：比例定数である。

また蛇管（１２）は、上下方向にほとんど拘束力を持た
ないので、流体の圧力をＰとすると丁字形のアーム（１
）の円板部（１１）には、流体の圧力Ｐによる力ＦＰが
働く。円板部（１１）の受圧面積をＳとするとＦｐは、Ｆｐ＝Ｐ＠Ｓ　　−−・（２）である。

以上より二つの上記荷重センサ（５）　　、　（ＩＩ）
に働く力をＦ＾、　ＦＢとすれば、力及びモーメントの
釣合よりＦＡ　＋　　ＦＢ　＝Ｆ、＝ｐ嗜Ｓ　　令＊　ａ（３）
（ＦＢ　−Ｆｏ）ｕ＋　　＝Ｆｄ−１２・・・（４）と
なる、ここで！；Ｌ＋、立２は、それぞれ片側の水平パ
ー（３）の長さ及び垂直バ−（２）の長さである。

（１）〜（４）式を整理するととなる。

一般に流体の種類、温度が一定であればに一ρは圧力Ｐ
によって決まり、Ｓ、見ｌ　、又２は一定であるから、
２つの荷重センサ（５）。

（６）に働く力　Ｆ八　、　　ＦＢ　を測定すれば（５
）。

（８）式により圧力Ｐと流速■が得られ、流速■と管体
（９）の内径とかう流量が求められる。

なお、Ｋ・ρはａｌｉｔ定した圧力Ｐにより決められる
。

このように、上記流量会圧力測定装置によれば従来、流
量計と圧力計を別々に設置して行なっていた流量と圧力
の計測が、簡単な構造の検出装置により同時に可能にな
る。

つぎに、第４図を参照して第２発明に係る流用・圧力測
定装置を説明する。なお前述の第１発明の実施例と同じ
構造物については、同じ符号を伺して説明を省略する。

第４図において、丁字形のアーム（１）の垂直バー（２
）には、下端が閉塞した穴（１５）が設けられており、
この穴（１５）の中に温度センサ（１６）が挿入されて
いる。

これにより新たに温度計測のための構造物を用意するこ
となく、流量、圧力、温度の計ｌｌ１ｌｌが同時に可能
となり、温度、圧力がともに変動する流体の質量流量の
計？Ｉｌｌが、従来に比べて低コストで可能となる。

なお質量流量を自動的に計測するには、２個の荷正セン
サ（５）　　、　（８）と温度センサ（１Ｂ）の信号を
マイクロプロセッサ等と用いてｕｌ　ｌ’Ｊ、処理する
ようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本第１発明では、簡単な構造により
、流体のｔ’Ｍ度が一定の時の該流体の流量と、該流体
の圧力を同時に測定でき、本第２発明では簡単な構造に
より、流体の圧力と温度が共に変動するｌｌ！ｊの該流
体の流１１と、該流体の圧力、温度を同時に測定するこ
とができる。

このように本発明によれば、質量流量の測定において従
来のように多くの装置が必要なく、質量流量の測定にお
ける設備費のコストダウンを図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本第１発明の実施例の流量・圧力側５を装置の
側断面図（第２図のＡ−Ａ線断面図）、第２図は上’３
Ｑ　Ｉｉ、量・圧力測定装置の正面ＩＡ、第３図は他の
実施例の流量・圧力測定装置の側断面図、第４図は本第
２発明の実施例の流量・圧力Ｊｌｌｌ定装置、ｆｆの側
断面図である。１　・・命アーム　　　　２嗜・・垂直バユ３＠・・水
平バー　　　４・や・受圧板５．６　・・荷正センサ　
　７，８　φ・支ヰ１８・―嗜’庁体１０　ｍ　ａ　ｅ
ノズル−１１・・・円盤部　　　　１２・・・蛇管１３
．１４　働フランジ　　　１５・拳骨穴１６＠争ψ温度
センサ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水平バーとこの水平バーの中央部より垂設された
上下方向の垂直バーを持つアームと、この垂直バーの上
部に設けられた円盤部と、上記垂直バーの下端部に設け
られた受圧板と、上記水平バーの両端にそれぞれ一端が接続され、他
端が管路壁に剛にそれぞれ接続された２つの荷重センサ
とを備え、上記管路壁に穿設した挿入孔より上記垂直バ
ーを管路内に挿入して上記受圧板を管路内を流れる流体
の流れに正対させ、上記垂直バーに設けた円盤部と上記
挿入孔の間に上下方向に柔な接手を設けて、この挿入孔
を外気より遮断し、上記円盤部の受ける上記流体の圧力
と上記受圧板に働く流体の動圧による力とによって荷重
が印加される２つの上記荷重センサよりの出力信号に基
づき、上記管路内の上記流体の流量と圧力とを同時に測
定できるようにしたことを特徴とする流量・圧力測定装
置。
（２）水平バーとこの水平バーの中央部より垂設された
上下方向の垂直バーを持つアームと、この垂直バーの上
部に設けられた円盤部と、上記垂直バーの下端部に設け
られた受圧板と、上記水平バーの両端にそれぞれ一端が接続され、他
端が管路壁に剛にそれぞれ接続された２つの荷重センサ
と、上記水平バーの中央上部から垂直バーに穿設された
下端が閉塞した穴に収容された温度センサとを備え、上
記管路壁に穿設した挿入孔より上記垂直バーを管路内に
挿入して上記受圧板を管路内を流れる流体の流れに正対
させ、上記垂直バーに設けた円盤部と上記挿入孔の間に
上下方向に柔な接手を設けてこの挿入孔を外気より遮断
し、上記円盤部の受ける上記流体の圧力と上記受圧板に
働く流体の動圧による力とによって荷重が印加される２
つの上記荷重センサよりの出力信号から上記管路内の上
記流体の圧力と、上記温度センサよりの出力信号から上
記流体の温度とを測定し、上記荷重センサの出力と測定
したこれら圧力値と温度から上記流体の流量を測定でき
るようにしたことを特徴とする流量・圧力測定装置。