JP2552587Y2 - 液体中の気体量測定装置 - Google Patents
液体中の気体量測定装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、配管内に流れる液体中
から分離した気体量を測定する液体中の気体量測定装置
に関するものである。
から分離した気体量を測定する液体中の気体量測定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液体中の気体量測定装置を図3〜
図5により説明すると、図3の105が配管、101が
同配管105内の液体(導電体、磁性体、若しくは磁性
導電体の液体)、103が同液体101中の気泡、10
2が同液体101から分離した気体、104が液面(液
体101と気体102との境界面)、51が上記配管1
05の外面に取付けた超音波センサ、52が同超音波セ
ンサ51のリード線、53が超音波の方向、106が液
体101の流れる方向である。
図5により説明すると、図3の105が配管、101が
同配管105内の液体(導電体、磁性体、若しくは磁性
導電体の液体)、103が同液体101中の気泡、10
2が同液体101から分離した気体、104が液面(液
体101と気体102との境界面)、51が上記配管1
05の外面に取付けた超音波センサ、52が同超音波セ
ンサ51のリード線、53が超音波の方向、106が液
体101の流れる方向である。
【0003】図4の61が上記リード線52を介して上
記超音波センサ51に接続した信号処理器、62が同信
号処理器61のブラウン管、63が同ブラウン管62に
表示された信号波形である。信号処理器61からリード
線52を介して超音波センサ51へ急峻に変化する電圧
を印加して、超音波を発生させるとともに、外部からの
超音波を受けることにより、音波の強度に対応する電圧
を発生する。この電圧を信号処理器61により増幅、信
号処理して、ブラウン管62に信号波形63として表示
する。
記超音波センサ51に接続した信号処理器、62が同信
号処理器61のブラウン管、63が同ブラウン管62に
表示された信号波形である。信号処理器61からリード
線52を介して超音波センサ51へ急峻に変化する電圧
を印加して、超音波を発生させるとともに、外部からの
超音波を受けることにより、音波の強度に対応する電圧
を発生する。この電圧を信号処理器61により増幅、信
号処理して、ブラウン管62に信号波形63として表示
する。
【0004】図5(a)は、信号処理器61のブラウン
管62に表示された信号波形63のうち、気泡に影響さ
れない場合の信号波形を示し、図5(b)は、気泡に影
響された場合の信号波形を示している。いま気泡103
の混入した液体101が矢印106方向に流れていると
すると、気体は液体よりも比重が小さいため、配管10
5の水平部で配管105内上部に集まり、気泡103と
液体101とが分離して、気体102層が形成されて、
液面(液体101と気体102との境界面)104が生
じる。
管62に表示された信号波形63のうち、気泡に影響さ
れない場合の信号波形を示し、図5(b)は、気泡に影
響された場合の信号波形を示している。いま気泡103
の混入した液体101が矢印106方向に流れていると
すると、気体は液体よりも比重が小さいため、配管10
5の水平部で配管105内上部に集まり、気泡103と
液体101とが分離して、気体102層が形成されて、
液面(液体101と気体102との境界面)104が生
じる。
【0005】超音波センサ51に発生した超音波は、液
面104で反射して、超音波センサ51に戻って、受信
される。超音波センサ51が超音波を受信することによ
り、超音波センサ51は、電圧を発生する。この電圧
は、信号処理器61により増幅、信号処理されて、ブラ
ウン管62に信号波形63として表示される。この場合
のブラウン管62に表示される信号波形63は、図5
(a)に示すように超音波発振信号71から時間τ=T
1 だけ遅れて、エコー受信信号が表示される。エコー受
信信号72が液面104から反射して来た超音波の受信
に対応する信号である。
面104で反射して、超音波センサ51に戻って、受信
される。超音波センサ51が超音波を受信することによ
り、超音波センサ51は、電圧を発生する。この電圧
は、信号処理器61により増幅、信号処理されて、ブラ
ウン管62に信号波形63として表示される。この場合
のブラウン管62に表示される信号波形63は、図5
(a)に示すように超音波発振信号71から時間τ=T
1 だけ遅れて、エコー受信信号が表示される。エコー受
信信号72が液面104から反射して来た超音波の受信
に対応する信号である。
【0006】液体101中を伝わる音の速度は、或る一
定条件下では、一定であるため、超音波センサ51が超
音波を発生した後、反射して来た超音波を受信するまで
の時間を測定することにより、液面104の高さを検出
できる。これは、図5に示したブラウン管62に表示し
た信号波形63から容易に判定でき、図3〜図5から超
音波センサ51から液面104までの高さを検出でき
る。
定条件下では、一定であるため、超音波センサ51が超
音波を発生した後、反射して来た超音波を受信するまで
の時間を測定することにより、液面104の高さを検出
できる。これは、図5に示したブラウン管62に表示し
た信号波形63から容易に判定でき、図3〜図5から超
音波センサ51から液面104までの高さを検出でき
る。
【0007】図3、図4において、気体102の量が少
ない場合、液面104の位置は、高くなり、気体102
の量が多い場合、液面104の位置は、低くなる。これ
らの場合にも、同じ要領で液体101中の気体102の
量を測定している。
ない場合、液面104の位置は、高くなり、気体102
の量が多い場合、液面104の位置は、低くなる。これ
らの場合にも、同じ要領で液体101中の気体102の
量を測定している。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】前記図3〜図5に示す
従来の液体中の気体量測定装置では、超音波ビームが液
体中の気泡の影響を受けて、液体中の気体量を正確に測
定できないという問題があった。即ち、前述のように気
体102の比重は、液体101のそれよりも小さいた
め、配管105の水平部では、液体101と気体102
とが分離し、気体102が上部に、液体101が下部
に、それぞれ集まって、液面(液体101と気体102
との境界面)104が発生する。
従来の液体中の気体量測定装置では、超音波ビームが液
体中の気泡の影響を受けて、液体中の気体量を正確に測
定できないという問題があった。即ち、前述のように気
体102の比重は、液体101のそれよりも小さいた
め、配管105の水平部では、液体101と気体102
とが分離し、気体102が上部に、液体101が下部
に、それぞれ集まって、液面(液体101と気体102
との境界面)104が発生する。
【0009】その場合、上記配管105の水平部が充分
に長くなければ、液体101と気体102とが完全に分
離されず、液体101中に気体102が気泡103の状
態で残留する。この気泡103の体積は、僅かであり、
配管105の水平部における気泡103全体の体積が例
え僅かであっても、超音波センサ51からの超音波ビー
ムが気泡103のどれかに当たり、液面104と同様に
反射して、同様なエコー受信信号72が発生する。この
状態を図5(b)に示した。
に長くなければ、液体101と気体102とが完全に分
離されず、液体101中に気体102が気泡103の状
態で残留する。この気泡103の体積は、僅かであり、
配管105の水平部における気泡103全体の体積が例
え僅かであっても、超音波センサ51からの超音波ビー
ムが気泡103のどれかに当たり、液面104と同様に
反射して、同様なエコー受信信号72が発生する。この
状態を図5(b)に示した。
【0010】超音波を発振してから気泡103に当たっ
て戻ってくるまでの時間と、超音波を発振してから液面
104に当たって戻ってくるまでの時間とを比べると、
前者の方が短く、その時間は、図5(b)のt=T2 に
なる。これは、あたかも、気体量が多くなって、液面1
04の位置が下がったことを意味しており、実際の気体
量を測定していないことになる。つまり超音波ビームが
液体中の気泡の影響を受けて、液体中の気体量を正確に
測定できないという問題があった。
て戻ってくるまでの時間と、超音波を発振してから液面
104に当たって戻ってくるまでの時間とを比べると、
前者の方が短く、その時間は、図5(b)のt=T2 に
なる。これは、あたかも、気体量が多くなって、液面1
04の位置が下がったことを意味しており、実際の気体
量を測定していないことになる。つまり超音波ビームが
液体中の気泡の影響を受けて、液体中の気体量を正確に
測定できないという問題があった。
【0011】本考案は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、配管内の液体中の気泡の
影響を受けずに、配管水平部の上部に集まる気体量を正
確に測定できる液体中の気体量測定装置を提供しようと
する点にある。
であり、その目的とする処は、配管内の液体中の気泡の
影響を受けずに、配管水平部の上部に集まる気体量を正
確に測定できる液体中の気体量測定装置を提供しようと
する点にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案の液体中の気体量測定装置は、配管水平部
の上面と下面とに一対の気体量検出用コイルを対向、設
置して、同各コイルにより交流で作動するブリツジ回路
を構成し、同各コイルのインピーダンスの差を取り出し
これを増幅、検波して配管内部に流れる液体から分離し
た気体量を測定する測定系を上記各コイルに接続してい
る。
めに、本考案の液体中の気体量測定装置は、配管水平部
の上面と下面とに一対の気体量検出用コイルを対向、設
置して、同各コイルにより交流で作動するブリツジ回路
を構成し、同各コイルのインピーダンスの差を取り出し
これを増幅、検波して配管内部に流れる液体から分離し
た気体量を測定する測定系を上記各コイルに接続してい
る。
【0013】
【作用】本考案の液体中の気体量測定装置は前記のよう
に構成されており、配管中の気体量測定時、配管中の液
体は導電体、磁性体、或いは磁性導電体である。一方、
液体との比重差により配管水平部の上部に集まる気体
は、非磁性の絶縁体である。このため、配管水平部の上
面と下面とに対向、設置した一対の気体量検出用コイル
では、これらが全く同一の特性であっても、これらの周
辺の導電体或いは磁性体の様相が異なるため、これらの
インピーダンスに差が生じる。このインピーダンスの差
は、気体量により、変化するので、インピーダンスの差
を測定系に抽出して、気体量を測定する。その際、気泡
は、非磁性の絶縁体であり、これによる影響を当然受け
るが、気泡は、僅かな体積であり、気泡による影響は小
さくて、測定精度を低下させる要因にはならない。
に構成されており、配管中の気体量測定時、配管中の液
体は導電体、磁性体、或いは磁性導電体である。一方、
液体との比重差により配管水平部の上部に集まる気体
は、非磁性の絶縁体である。このため、配管水平部の上
面と下面とに対向、設置した一対の気体量検出用コイル
では、これらが全く同一の特性であっても、これらの周
辺の導電体或いは磁性体の様相が異なるため、これらの
インピーダンスに差が生じる。このインピーダンスの差
は、気体量により、変化するので、インピーダンスの差
を測定系に抽出して、気体量を測定する。その際、気泡
は、非磁性の絶縁体であり、これによる影響を当然受け
るが、気泡は、僅かな体積であり、気泡による影響は小
さくて、測定精度を低下させる要因にはならない。
【0014】
【実施例】次に本考案の液体中の気体量測定装置を図
1、図2に示す一実施例により説明すると、01、01
が2個の気体量検出用コイル、02、02が2個の零点
調整用ダミーインピーダンス、03が交流電圧(電源)
により各気体量検出用コイル01及び零点調整用ダミー
インピーダンス02を励磁する発振器である。
1、図2に示す一実施例により説明すると、01、01
が2個の気体量検出用コイル、02、02が2個の零点
調整用ダミーインピーダンス、03が交流電圧(電源)
により各気体量検出用コイル01及び零点調整用ダミー
インピーダンス02を励磁する発振器である。
【0015】04が各気体量検出用コイル01及び各零
点調整用ダミーインピーダンス02により構成されるブ
リツジ回路からの出力(交流電圧)を増幅する交流アン
プ、05が交流アンプ04の出力(交流電圧)を検波す
る検波器、06が低い周波数成分の電圧のみを増幅する
低域アンプ、09が各気体量検出用コイル01及び零点
調整用ダミーインピーダンス02を接続するリード線、
11が低域アンプの出力(本装置の出力: 低い周波数の
電圧)を記録する記録計、12が記録計11のチヤー
ト、13が測定波形(本装置の出力波形)である。
点調整用ダミーインピーダンス02により構成されるブ
リツジ回路からの出力(交流電圧)を増幅する交流アン
プ、05が交流アンプ04の出力(交流電圧)を検波す
る検波器、06が低い周波数成分の電圧のみを増幅する
低域アンプ、09が各気体量検出用コイル01及び零点
調整用ダミーインピーダンス02を接続するリード線、
11が低域アンプの出力(本装置の出力: 低い周波数の
電圧)を記録する記録計、12が記録計11のチヤー
ト、13が測定波形(本装置の出力波形)である。
【0016】101が液体(導電性、磁性、或いは磁性
導電性の液体)、102が配管105の水平部の上部に
形成された測定対象の気体、103が液体101中の気
泡、104が液面(液体101と気体102との境界
面)、106が液体101の流れ方向を示す矢印であ
る。配管105の水平部では、液体101と液体101
中の気泡103とが互いの比重差により、上下に分離さ
れて、気泡103が水平部の上部に気体102として集
まる。2個の気体量検出用コイル01、01は、配管1
05の水平部の直上及び直下に配管105にできるだけ
接近して配置される。この2個の気体量検出用コイル0
1、01は、零点調整用ダミーインピーダンス02とと
もにブリツジ回路を構成し、発振器03により励磁され
る。
導電性の液体)、102が配管105の水平部の上部に
形成された測定対象の気体、103が液体101中の気
泡、104が液面(液体101と気体102との境界
面)、106が液体101の流れ方向を示す矢印であ
る。配管105の水平部では、液体101と液体101
中の気泡103とが互いの比重差により、上下に分離さ
れて、気泡103が水平部の上部に気体102として集
まる。2個の気体量検出用コイル01、01は、配管1
05の水平部の直上及び直下に配管105にできるだけ
接近して配置される。この2個の気体量検出用コイル0
1、01は、零点調整用ダミーインピーダンス02とと
もにブリツジ回路を構成し、発振器03により励磁され
る。
【0017】一般的にコイルのインピーダンスは、コイ
ルと鎖交する磁束に影響される。また導電体中では、導
電体に作用する磁束により、導電体の内部に渦電流が発
生し、この渦電流によっても磁束が発生し、この磁束に
より、当初の磁束が影響される。磁性体が存在する場
合、磁束の強度が大きくなる。コイルのインピーダンス
は、コイルと鎖交する磁束に影響されるため、コイルの
周辺に導電体或いは磁性体が存在する場合、導電体或い
は磁性体により、コイルのインピーダンスが変化する。
ルと鎖交する磁束に影響される。また導電体中では、導
電体に作用する磁束により、導電体の内部に渦電流が発
生し、この渦電流によっても磁束が発生し、この磁束に
より、当初の磁束が影響される。磁性体が存在する場
合、磁束の強度が大きくなる。コイルのインピーダンス
は、コイルと鎖交する磁束に影響されるため、コイルの
周辺に導電体或いは磁性体が存在する場合、導電体或い
は磁性体により、コイルのインピーダンスが変化する。
【0018】またコイルのインピーダンス変化の大きさ
は、コイル周辺の導電体或いは磁性体の変化の大きさに
対応する。従ってコイルのインピーダンス変化を抽出す
ることにより、コイルの周辺の導電体或いは磁性体の状
態が判る。図1において、液体101が導電体、磁性
体、或いは磁性導電体であり、気体102が非磁性の絶
縁体である。このため、図1のように配置した2個の気
体量検出用コイル01、01では、これらが全く同一の
特性であっても、これらの周辺の導電体或いは磁性体の
様相が異なるため、これらのインピーダンスに差が生じ
る。このインピーダンスの差は、気体102の量によ
り、変化するので、インピーダンスの差を抽出すること
により、気体量を測定できる。
は、コイル周辺の導電体或いは磁性体の変化の大きさに
対応する。従ってコイルのインピーダンス変化を抽出す
ることにより、コイルの周辺の導電体或いは磁性体の状
態が判る。図1において、液体101が導電体、磁性
体、或いは磁性導電体であり、気体102が非磁性の絶
縁体である。このため、図1のように配置した2個の気
体量検出用コイル01、01では、これらが全く同一の
特性であっても、これらの周辺の導電体或いは磁性体の
様相が異なるため、これらのインピーダンスに差が生じ
る。このインピーダンスの差は、気体102の量によ
り、変化するので、インピーダンスの差を抽出すること
により、気体量を測定できる。
【0019】気泡103も、非磁性の絶縁体であり、こ
れによる影響を当然受けるが、気泡103は、僅かな体
積であり、気泡103による影響は小さくて、測定精度
を低下させる要因にはならない。図2に示すように2個
の気体量検出用コイル01、01は、2個の零点調整用
ダミーインピーダンス02、02とともにブリツジ回路
を構成している。このうち、零点調整用ダミーインピー
ダンス02、02は、測定動作中、固定して使用される
ため、ブリツジ回路の出力(交流アンプ04の入力)
は、2個の気体量検出用コイル01、01のインピーダ
ンスの差に比例した電圧になる。
れによる影響を当然受けるが、気泡103は、僅かな体
積であり、気泡103による影響は小さくて、測定精度
を低下させる要因にはならない。図2に示すように2個
の気体量検出用コイル01、01は、2個の零点調整用
ダミーインピーダンス02、02とともにブリツジ回路
を構成している。このうち、零点調整用ダミーインピー
ダンス02、02は、測定動作中、固定して使用される
ため、ブリツジ回路の出力(交流アンプ04の入力)
は、2個の気体量検出用コイル01、01のインピーダ
ンスの差に比例した電圧になる。
【0020】このブリツジ回路の出力(交流電圧)は、
交流アンプ04により増幅され、検波器05により検波
された後、低域アンプ06により低周波成分だけが増幅
されて、記録計11のチヤート12上にその信号波形1
3が時々刻々記録される。従ってこの信号波形13は、
気体量検出用コイル01のインピーダンスの差に比例し
たものになり、配管105中の気体102の量に対応す
る。
交流アンプ04により増幅され、検波器05により検波
された後、低域アンプ06により低周波成分だけが増幅
されて、記録計11のチヤート12上にその信号波形1
3が時々刻々記録される。従ってこの信号波形13は、
気体量検出用コイル01のインピーダンスの差に比例し
たものになり、配管105中の気体102の量に対応す
る。
【0021】2個の気体量検出用コイル01、01のイ
ンピーダンスの差を抽出するので、下方の気体量検出用
コイル01は、気泡103の影響を当然受けるが、気泡
103の体積は、僅かであり、これが測定結果に与える
影響は小さくて、測定精度を低下させる要因にはならな
い。このため、本考案の液体中の気体量測定装置では、
液体101中の気泡103の影響を受けずに、液体10
1中の気体102量が正確に測定される。
ンピーダンスの差を抽出するので、下方の気体量検出用
コイル01は、気泡103の影響を当然受けるが、気泡
103の体積は、僅かであり、これが測定結果に与える
影響は小さくて、測定精度を低下させる要因にはならな
い。このため、本考案の液体中の気体量測定装置では、
液体101中の気泡103の影響を受けずに、液体10
1中の気体102量が正確に測定される。
【0022】
【考案の効果】本考案の液体中の気体量測定装置は前記
のように配管中の液体は導電体、磁性体、或いは磁性導
電体である。一方、液体との比重差により配管水平部の
上部に集まる気体は、非磁性の絶縁体である。このた
め、配管水平部の上面と下面とに対向、設置した一対の
気体量検出用コイルでは、これらが全く同一の特性であ
っても、これらの周辺の導電体或いは磁性体の様相が異
なるため、これらのインピーダンスに差が生じる。この
インピーダンスの差は、気体量により、変化するので、
インピーダンスの差を測定系に抽出する。その際、気泡
は、非磁性の絶縁体であり、これによる影響を当然受け
るが、気泡は、僅かな体積であり、気泡による影響は小
さくて、測定精度を低下させる要因にはならないので、
配管内の液体中の気泡の影響を受けずに、配管水平部の
上部に集まる気体量を正確に測定できる。
のように配管中の液体は導電体、磁性体、或いは磁性導
電体である。一方、液体との比重差により配管水平部の
上部に集まる気体は、非磁性の絶縁体である。このた
め、配管水平部の上面と下面とに対向、設置した一対の
気体量検出用コイルでは、これらが全く同一の特性であ
っても、これらの周辺の導電体或いは磁性体の様相が異
なるため、これらのインピーダンスに差が生じる。この
インピーダンスの差は、気体量により、変化するので、
インピーダンスの差を測定系に抽出する。その際、気泡
は、非磁性の絶縁体であり、これによる影響を当然受け
るが、気泡は、僅かな体積であり、気泡による影響は小
さくて、測定精度を低下させる要因にはならないので、
配管内の液体中の気泡の影響を受けずに、配管水平部の
上部に集まる気体量を正確に測定できる。
【図1】(a)は本考案の液体中の気体量測定装置の一
実施例を示す縦断側面図、(b)は縦断正面図、(c)
は底面図である。
実施例を示す縦断側面図、(b)は縦断正面図、(c)
は底面図である。
【図2】同気体量測定装置の系統図である。
【図3】(a)は従来の液体中の気体量測定装置を示す
縦断側面図、(b)は縦断正面図である。
縦断側面図、(b)は縦断正面図である。
【図4】同気体量測定装置の信号処理装置を示す正面図
である。
である。
【図5】(a)は気泡に影響されない場合の信号波形を
示す説明図、(b)は気泡に霊境された場合の信号波形
を示す説明図である。
示す説明図、(b)は気泡に霊境された場合の信号波形
を示す説明図である。
01 気体量検出用コイル 02 零点調整用ダミーインピーダンス 03 発振器 04 交流アンプ 05 検波器 06 低域アンプ 09 リード線 11 記録計 13 測定波形 101 液体 102 気体 103 気泡 104 液面 105 配管 106 液体の流れ方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 東 淳一 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番 1号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)考案者 木寺 弘次 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目8番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (72)考案者 高見 博策 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目8番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−31020(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】 配管水平部の上面と下面とに一対の気体
量検出用コイルを対向、設置して、同各コイルにより交
流で作動するブリツジ回路を構成し、同各コイルのイン
ピーダンスの差を取り出しこれを増幅、検波して配管内
部に流れる液体から分離した気体量を測定する測定系を
上記各コイルに接続したことを特徴とする液体中の気体
量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2210392U JP2552587Y2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 液体中の気体量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2210392U JP2552587Y2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 液体中の気体量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0581656U JPH0581656U (ja) | 1993-11-05 |
JP2552587Y2 true JP2552587Y2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=12073556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2210392U Expired - Lifetime JP2552587Y2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 液体中の気体量測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2552587Y2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP2210392U patent/JP2552587Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0581656U (ja) | 1993-11-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970610 |