JP2996721B2 - ノズルの制御横断面積を測定する方法 - Google Patents
ノズルの制御横断面積を測定する方法Info
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- G01B13/08—Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring diameters
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の形式
のノズルの制御横断面積を測定する方法から出発する。
このような測定のために従来では、臨界値を超える圧力
比PA/PE＝0.52（空気のため）を以ってノズルを流過せ
しめられるいわゆるロタメータ（Rota）・法が利用され
た。このばあい、PE又はPAが大気空気圧に等しいかに応
じて、浮子体・流量計が被検体の前方もしくは後方に配
置される（負圧法もしくは過圧法）。このような方法の
欠点は、比較的時間を要ししかも正確ではなく、かつ、
あらゆるノズルタイプのために多くの熟練を必要としし
かも自動化し難くいということにある。更に、例えば熱
的な流量計によって質量流を測定することが公知であ
る。このばあい付加的に流入媒体（つまり被検体の高圧
側への）の圧力及び温度が測定されねばならないかもし
くは適当にコンスタントに維持されねばならない。この
ような測定法も比較的面倒でかつ緩慢である。
のノズルの制御横断面積を測定する方法から出発する。
このような測定のために従来では、臨界値を超える圧力
比PA/PE＝0.52（空気のため）を以ってノズルを流過せ
しめられるいわゆるロタメータ（Rota）・法が利用され
た。このばあい、PE又はPAが大気空気圧に等しいかに応
じて、浮子体・流量計が被検体の前方もしくは後方に配
置される（負圧法もしくは過圧法）。このような方法の
欠点は、比較的時間を要ししかも正確ではなく、かつ、
あらゆるノズルタイプのために多くの熟練を必要としし
かも自動化し難くいということにある。更に、例えば熱
的な流量計によって質量流を測定することが公知であ
る。このばあい付加的に流入媒体（つまり被検体の高圧
側への）の圧力及び温度が測定されねばならないかもし
くは適当にコンスタントに維持されねばならない。この
ような測定法も比較的面倒でかつ緩慢である。
発明の利点 請求の範囲第１項に記載の本発明の方法の利点は、測
定時間を極めて短くできかつ圧力測定を行わずに済むと
いうことにある。本発明の方法は臨界値を超える流過の
物理学的な利点を利用しかつこれによってエラー作用が
減少される。求められる制御横断面積を確認するために
必要な測定値の数は主要な測定値にのみ、即ち、体積流
の測定値にのみ減少させられる。つまり温度は修正項の
ためにのみ必要にされるに過ぎない。更に本発明の方法
によって、直線的な特性曲線が得られ、かつ測定範囲を
拡大されひいては簡単にチェックできる。
定時間を極めて短くできかつ圧力測定を行わずに済むと
いうことにある。本発明の方法は臨界値を超える流過の
物理学的な利点を利用しかつこれによってエラー作用が
減少される。求められる制御横断面積を確認するために
必要な測定値の数は主要な測定値にのみ、即ち、体積流
の測定値にのみ減少させられる。つまり温度は修正項の
ためにのみ必要にされるに過ぎない。更に本発明の方法
によって、直線的な特性曲線が得られ、かつ測定範囲を
拡大されひいては簡単にチェックできる。
本発明の方法の説明 本発明の方法を、概略的に測定装置を図示した第１図
及び第1a図並びに第２図及び第2a図に基づき説明する。
及び第1a図並びに第２図及び第2a図に基づき説明する。
負圧法が利用される第１図による測定装置では符号10
で真空ポンプが、符号11で被検体（ノズル）がかつ符号
12で体積流測定に役立つ差圧受容部材13を有する層流区
間が示されている。層流区間12は有利には並列された多
数の管を有していて、この管は真空ポンプに接続された
導管14に接続されている。層流区間12の入口部では大気
空気圧POが支配し、フィルタ19内で圧力勾配だけ減少さ
せられて被検体の手前で圧力PEがかつ被検体の後方で圧
力PAが支配する。縦軸で絶対圧力PABSをバールで示した
第1a図から明らかなように、層流区間12における差圧は
極めて小さく例えば0.005バールである。
で真空ポンプが、符号11で被検体（ノズル）がかつ符号
12で体積流測定に役立つ差圧受容部材13を有する層流区
間が示されている。層流区間12は有利には並列された多
数の管を有していて、この管は真空ポンプに接続された
導管14に接続されている。層流区間12の入口部では大気
空気圧POが支配し、フィルタ19内で圧力勾配だけ減少さ
せられて被検体の手前で圧力PEがかつ被検体の後方で圧
力PAが支配する。縦軸で絶対圧力PABSをバールで示した
第1a図から明らかなように、層流区間12における差圧は
極めて小さく例えば0.005バールである。
第２図による測定装置は過圧法を利用している。第２
図の測定装置は第１図の測定装置とは異なって、導管14
内で層流区間12の手前でかつこの層流区間12の手前に配
置された圧力調整器17の手前で圧力PHが支配する。被検
体11の後方では圧力PA＝PO（大気空気圧）である。
図の測定装置は第１図の測定装置とは異なって、導管14
内で層流区間12の手前でかつこの層流区間12の手前に配
置された圧力調整器17の手前で圧力PHが支配する。被検
体11の後方では圧力PA＝PO（大気空気圧）である。
被検体11の手前には弁15並びに温度測定装置16を配置
できる。被検体11の前後には第１図及び第２図の実施例
では２つの又は１つの圧力計18を配置でき、この圧力計
18は、臨界値を超える圧力比のための最低条件が確実に
維持されるように運転圧力PA及びPEが（真空ポンプ10も
しくは圧力調整器17によって）調節されるようにするの
に役立つ。
できる。被検体11の前後には第１図及び第２図の実施例
では２つの又は１つの圧力計18を配置でき、この圧力計
18は、臨界値を超える圧力比のための最低条件が確実に
維持されるように運転圧力PA及びPEが（真空ポンプ10も
しくは圧力調整器17によって）調節されるようにするの
に役立つ。
上記測定装置から明らかなように、測定値は被検体の
入口側（高圧側）での体積流である。後で述べるよう
に、臨界値を超える圧力比の安全範囲を越える圧力測定
は行わずに済む。更に、決められた目標値からの検査媒
体の温度偏差に基づく検査値のエラーは修正ファクタに
よって除かれる。温度修正は、決められた目標値（例え
ば20度Ｃ）から10K以上の温度偏差が生じたばあいに初
めて必要である。
入口側（高圧側）での体積流である。後で述べるよう
に、臨界値を超える圧力比の安全範囲を越える圧力測定
は行わずに済む。更に、決められた目標値からの検査媒
体の温度偏差に基づく検査値のエラーは修正ファクタに
よって除かれる。温度修正は、決められた目標値（例え
ば20度Ｃ）から10K以上の温度偏差が生じたばあいに初
めて必要である。
被検体の臨界値を超えた流過のばあい質量流のため
に次の式が当て嵌まる。即ち、 このばあい KonstG ＝使用されるガス種（空気）の物質値 Ａ ＝ノズルの横断面積 PE ＝入口圧力 TE ＝被検体の入口側の温度（絶対） つまり質量流は入口圧力にのみ比例していてかつ、臨
界値を下回る流過のばあいのように、圧力差PE−PAの根
には比例しない。しかしながら質量流は種々の理由から
最良の測定値には成り得ない。
に次の式が当て嵌まる。即ち、 このばあい KonstG ＝使用されるガス種（空気）の物質値 Ａ ＝ノズルの横断面積 PE ＝入口圧力 TE ＝被検体の入口側の温度（絶対） つまり質量流は入口圧力にのみ比例していてかつ、臨
界値を下回る流過のばあいのように、圧力差PE−PAの根
には比例しない。しかしながら質量流は種々の理由から
最良の測定値には成り得ない。
上記式から検査媒体の圧力、密度及び温度の関連性を
考慮して（理想的なガス組成）次の式が得られる。即
ち、 このばあい は（被検体の高圧側の）可変な運転状態Ｅにおける検査
媒体の密度、圧力、（絶対温度）であり、かつ は基準条件における検査媒体の密度、圧力、（絶対）温
度、つまり決められたコンスタントな値である。
考慮して（理想的なガス組成）次の式が得られる。即
ち、 このばあい は（被検体の高圧側の）可変な運転状態Ｅにおける検査
媒体の密度、圧力、（絶対温度）であり、かつ は基準条件における検査媒体の密度、圧力、（絶対）温
度、つまり決められたコンスタントな値である。
臨界値を超えた流過のばあい運転状態１における（高
圧側の）体積流のための式は である。
圧側の）体積流のための式は である。
この式は、臨界値を超えた流過のばあい被検体の高圧
側で測定された体積流が最早圧力には関連しない、つま
り入口圧力にも出口圧力にも関連しないことを意味して
いる。従ってこの体積流は制御横断面積Ａを確認するた
めの有利な測定値を成す。
側で測定された体積流が最早圧力には関連しない、つま
り入口圧力にも出口圧力にも関連しないことを意味して
いる。従ってこの体積流は制御横断面積Ａを確認するた
めの有利な測定値を成す。
運転パラメータの作用として比較的わずかな温度関連
性（絶対温度の根に関し）が維持されるので、決められ
た目標値（例えば20度Ｃ）からの10Kだけの検査媒体
（空気）の温度偏差によって流過流ひいては横断面積Ａ
において1.7％のみのエラーが生ぜしめられる。運転状
態Ｅにおいて（被検体の手前で）温度を検知する（付加
的な）温度フィーラ16を介して前記エラー作用が回避さ
れる。
性（絶対温度の根に関し）が維持されるので、決められ
た目標値（例えば20度Ｃ）からの10Kだけの検査媒体
（空気）の温度偏差によって流過流ひいては横断面積Ａ
において1.7％のみのエラーが生ぜしめられる。運転状
態Ｅにおいて（被検体の手前で）温度を検知する（付加
的な）温度フィーラ16を介して前記エラー作用が回避さ
れる。
従って求められる制御横断面積Ａのために（上記式の
変換後）次の式が得られる。即ち、 このばあい Ｋ′は、決められた検査媒体（空気）のためのコンス
タントな値であり、かつ、 は、被検体の手前の検査媒体の（摂氏）温度である。
変換後）次の式が得られる。即ち、 このばあい Ｋ′は、決められた検査媒体（空気）のためのコンス
タントな値であり、かつ、 は、被検体の手前の検査媒体の（摂氏）温度である。
体積流Ｅの測定はハーゲン・ポアズイユの法則によ
り行われる。即ち、 このばあい KLは、層流で流過される測定区間12（ 抵抗区間）のキャリブレーションファクタであり、 ηは、検査媒体のダイナミックな粘性であり、 Δｐは、測定区間12に作用する圧力差である。
り行われる。即ち、 このばあい KLは、層流で流過される測定区間12（ 抵抗区間）のキャリブレーションファクタであり、 ηは、検査媒体のダイナミックな粘性であり、 Δｐは、測定区間12に作用する圧力差である。
圧力差Δｐは短い応答時間で差圧受容部材13によって
測定される。このような機器は市販されている。
測定される。このような機器は市販されている。
体積流測定のための提案された方法では、ガスのばあ
い（検査媒体のばあい）ダイナミックな粘性が圧力、本
発明では特に運転圧力ＰＥ′とは無関係であるという特
別な事情が利用される。しかしながら温度とのある程度
の関連性も維持される。つまり検査媒体としての空気の
ために近似値的に次の式が当て嵌まる。即ち、 このばあい Ｋ′Ｌは、20度Ｃでの空気ための測定区間12のキャリ
ブレーションファクタであり、かつ、 は、上限を規定された温度である。
い（検査媒体のばあい）ダイナミックな粘性が圧力、本
発明では特に運転圧力ＰＥ′とは無関係であるという特
別な事情が利用される。しかしながら温度とのある程度
の関連性も維持される。つまり検査媒体としての空気の
ために近似値的に次の式が当て嵌まる。即ち、 このばあい Ｋ′Ｌは、20度Ｃでの空気ための測定区間12のキャリ
ブレーションファクタであり、かつ、 は、上限を規定された温度である。
最終的に求められる制御横断面積のために両式Ｉ及び
IIが統合される。即ち、 コンスタントなファクタＫ″＝Ｋ′Ｌ・Ｋ′は検査媒体
の物質値及び層流の測定区間の幾何ファクアを含む。
IIが統合される。即ち、 コンスタントなファクタＫ″＝Ｋ′Ｌ・Ｋ′は検査媒体
の物質値及び層流の測定区間の幾何ファクアを含む。
括弧内の式は温度修正ファクタKTを成す。検査媒体の
温度が丁度目標温度（20度Ｃ）に等しいばあいには、修
正ファクタKT＝１でかつ求められる横断面積Ａと層流の
測定区間Δｐにおける測定された差圧との間で極めて単
純な直線的な関連性が生ずる。
温度が丁度目標温度（20度Ｃ）に等しいばあいには、修
正ファクタKT＝１でかつ求められる横断面積Ａと層流の
測定区間Δｐにおける測定された差圧との間で極めて単
純な直線的な関連性が生ずる。
被検体の入口部での検査媒体の温度 が層流の測定区間における検査媒体の温度 と合致しないばあいには（例えば空間的な間隔が大きい
ばあい）、第２の温度フィーラが必要であり かつ修正された温度修正を実施する必要がある。
ばあい）、第２の温度フィーラが必要であり かつ修正された温度修正を実施する必要がある。
検査値Ａを確認するために必要な測定値Δｐ及び は、第１図及び第２図で図示された構成要素を有するコ
ンピュータ制御される検査機械内で検出されかつ式III
により処理される。
ンピュータ制御される検査機械内で検出されかつ式III
により処理される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュトゥムプフ，ズィビレ ドイツ連邦共和国 Ｄ―7145 マルクグ レーニンゲン ２ ゲーテシュトラーセ ３ (72)発明者 クーン，ウルリッヒ ドイツ連邦共和国 7251 レニンゲン― マルムス ハイム ビルケンヴェーク ５ (72)発明者 バンツァーフ，ヴェルナー ドイツ連邦共和国 Ｄ―7032 ジンデル フィンゲン ケーテ―コルヴィッツ―ヴ ェーク ３ (72)発明者 フェルテン，ゲルハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7250 レオンベ ルク バリンガー シュトラーセ 25 (72)発明者 レムペルレ，ゲロルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7022 ラインフ ェルデン ローネヴェーク 27 (72)発明者 シュペッカー，ミヒャエル ドイツ連邦共和国 Ｄ―8976 ブライヒ アッハエンデルシュトラーセ ７ (56)参考文献 特開 昭56−111423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 13/00 - 13/24 G01F 1/34 - 1/50
Claims (7)
- 【請求項１】臨界値を越える圧力比を以って空気力式の
流過法によりノズル（11）の制御横断面積（Ａ）を測定
する方法において、ノズル（11）を通過する流過流を体
積流（Ｅ）としてノズル入口部で測定しかつ制御横断
面積のために式： を使用し、 このばあい、 Ｋ′は、決められた検査媒体（空気）のためのコンスタ
ントな値であり、 は、被検体の手前の検査媒体の（摂氏）温度であること
を特徴とする、ノズルの制御横断面積を測定する方法。 - 【請求項２】体積流（Ｅ）を、層流で流過される抵抗
区間（12）において差圧測定によって検出することを特
徴とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】抵抗区間（12）を、１本の管又は並列され
た多数の管から形成することを特徴とする、請求項２記
載の方法。 - 【請求項４】方法を実施するために、真空ポンプ（10）
を用いた負圧法を利用することを特徴とする、請求項１
から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】方法を実施するために、過圧法を利用する
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項６】温度フィーラ（16）によって目標温度から
の検査媒体 の温度偏差を検出して、修正ファクタ内で考慮すること
を特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項７】測定値、即ち差圧、温度を、コンピュータ
制御される検査機械内で検出して、処理することを特徴
とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3900836.3 | 1989-01-13 | ||
| DE3900836A DE3900836A1 (de) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | Verfahren zur messung der steuerquerschnittsflaeche einer duese |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502666A JPH04502666A (ja) | 1992-05-14 |
| JP2996721B2 true JP2996721B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=6372009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2500121A Expired - Fee Related JP2996721B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-11-23 | ノズルの制御横断面積を測定する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5207089A (ja) |
| EP (1) | EP0453444B1 (ja) |
| JP (1) | JP2996721B2 (ja) |
| DE (2) | DE3900836A1 (ja) |
| ES (1) | ES2038452T3 (ja) |
| WO (1) | WO1990008299A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6062256A (en) * | 1997-02-11 | 2000-05-16 | Engineering Measurements Company | Micro mass flow control apparatus and method |
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| DE19823125A1 (de) * | 1998-05-23 | 1999-11-25 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen einer Drosselstelle |
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| DE10317166A1 (de) * | 2003-04-15 | 2004-11-04 | Abb Research Ltd. | Gaszähleranordnung mit verbesserter Strömungsgeometrie |
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| EP1744120A1 (de) * | 2005-07-14 | 2007-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ermittlung des Querschnitts eines Leiters |
| JP5311724B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2013-10-09 | 日本空圧システム株式会社 | 位置確認装置 |
| US7822570B2 (en) * | 2006-11-17 | 2010-10-26 | Lam Research Corporation | Methods for performing actual flow verification |
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-
1989
- 1989-01-13 DE DE3900836A patent/DE3900836A1/de not_active Ceased
- 1989-11-23 EP EP89913029A patent/EP0453444B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-23 ES ES198989913029T patent/ES2038452T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-23 US US07/720,841 patent/US5207089A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-23 DE DE8989913029T patent/DE58903478D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-23 WO PCT/DE1989/000733 patent/WO1990008299A1/de active IP Right Grant
- 1989-11-23 JP JP2500121A patent/JP2996721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3900836A1 (de) | 1990-07-19 |
| JPH04502666A (ja) | 1992-05-14 |
| ES2038452T3 (es) | 1993-07-16 |
| US5207089A (en) | 1993-05-04 |
| WO1990008299A1 (de) | 1990-07-26 |
| DE58903478D1 (de) | 1993-03-18 |
| EP0453444B1 (de) | 1993-02-03 |
| EP0453444A1 (de) | 1991-10-30 |
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