JPH05215593A - 空気流量計の動的試験装置 - Google Patents

空気流量計の動的試験装置

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JPH05215593A
JPH05215593A JP4057175A JP5717592A JPH05215593A JP H05215593 A JPH05215593 A JP H05215593A JP 4057175 A JP4057175 A JP 4057175A JP 5717592 A JP5717592 A JP 5717592A JP H05215593 A JPH05215593 A JP H05215593A
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JP
Japan
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flow
air
pulsating
generating means
cylindrical body
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JP4057175A
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English (en)
Inventor
Sakujirou Ootsuki
作治郎 大槻
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Oval Corp
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Oval Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定常流で試験した空気流量計を任意な非定常
空気流により試験する。 【構成】 空気を導入するエアークリーナ1と、被試験
空気流量計2と、導入した空気に脈動を与えるために円
筒体4内で任意回転数で回転する脈動流発生円板5と、
所定角度で固定される制御円板6とからなる脈動流発生
装置3と、任意の定常流量を付加する空気導入サイレン
サ13と、脈動流吸収装置15と、基準流量発生装置1
6と、真空ポンプ20とを直列に連通した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、空気流量計の動的試験装置に関
し、より詳細には、空気流量計などの試験メータを動的
状態(実使用状態に近い状態)で試験するために空気流
量計に非定常流を与え、該非定常流に対応した流量測定
精度を求めるための試験装置に関する。
【0002】
【従来技術】空気は液体と異なり圧縮性流体であるか
ら、定常流に対しては温度,圧力を補正することにより
略々同形式の流量計を適用することができるが、非定常
流に対しては、流量変動に対して高応答の流れ検出要素
を有することが必要で、流量計の形式も限られる。空気
流量計の小形のものは、自動車などの内燃機関などとし
て燃料噴射量を制御するために用いられ、熱流量計ある
いはホットフィルム流量計とか渦流量計が主流をなして
いる。これらの流量計較正は、例えば、臨界圧力以上の
圧力で基準流量を発生する音速ノズルを複数組み合わせ
て所定の基準流量を発生させ、これと流量計の指示流量
と比較することにより行われている。このための試験装
置は、空気導入口と、被試験空気流量計と、複数の音速
ノズルを組み合わせ可能に収納した基準流量発生装置
と、臨界圧力以上の圧力差を音速ノズルに与えるための
真空ポンプとを直列に接続した構成のものであった。
【0003】従来の空気流量計試験装置は、上記のよう
に、基準流量発生装置により定められる定常な空気流に
よる試験であった。ところで内燃機関用の空気流量計
は、エアクリーナとエンジンの複数シリンダ間に配設さ
れ、各シリンダには、ピストンの断面積とストロークに
より定められる体積内に吸気バルブの抵抗に逆比例した
空気流量が流入される。しかし、各ピストンはクランク
角に定められる位相に従って駆動されるので、空気流量
計には位相の互なる流量を加算した形の脈動流が流れ
る。従って、実際に使用される空気流量は非定常流であ
り、定常流で試験された流量計の流量読み値と非定常流
の流量読み値とは異なることが予想される。しかし、従
来は非定常流の空気流量試験装置はなかった。
【0004】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、被試験空気流量計に対して流入する空気流量に
対し、任意周波数のレベルの異なった流量変動を与える
こと、更には、急激に流量が変化するRAMP応答を与
えることを可能とする非定常流発生装置を具備した空気
流量計の動的試験装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【0005】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
空気を導入するエアークリーナと、該エアークリーナに
接続した試験メータと、該試験メータに接続した脈動流
発生手段と、該脈動流発生手段より下流側に設けた定常
流付加手段と、前記脈動流発生手段から流出する脈動流
を定常流にする脈動流吸収手段と、該脈動吸収手段から
流出する定常流を基準流量と比較するための基準流量発
生手段と、前記エアークリーナに空気を導入するために
空気を吸引する真空ポンプとからなること、更には、
(2)前記(1)において、前記脈動流発生手段を、空
気を流通する円筒体と、該円筒体の内壁に流れ方向と直
角に設け、回転可能に取り付けた第1の支持軸と、該第
1の支持軸に一体的に設けた第1の円板と、該第1の円
板より下流側の前記円筒体の内壁に流れ方向と直角に設
け、回転可能に取り付けた第2の支持軸と、該第2の支
持軸に一体的に設けた第2の円板とから構成したこと、
更には、(3)前記(1)において、前記脈動流発生手
段を、空気を流通する円筒体と、該円筒体に接続され円
筒状のロータ室と空気の流入口と流出口とを設けた筐体
と、該筐体の前記ロータ室と空気の流入口と流出口とに
連通し、互いに直交するように設けられた流通路と、前
記ロータ室内に回転可能に設けられたロータと、該ロー
タを回転駆動する駆動手段とから構成したことを特徴と
してなされたものである。以下、本発明の実施例に基づ
いて説明する。
【0006】図1は、本発明における空気流量計の動的
試験装置を説明するための構成ブロック図で、図中、1
はエアークリーナ、2は被試験空気流量計(以後、単に
試験メータと呼ぶ)、3は脈動流発生装置、4は円筒
体、5は脈動流発生円板、6は流量制御円板、7,8は
サーボモータ、9,10はエンコーダ、11は圧力検出
器、12は流速検出器、13は空気導入サイレンサ、1
4は弁装置、15は脈動吸収装置、16は基準流量発生
装置、18は逆止弁、19はフィルタ、20は真空ポン
プ、21は排気管である。
【0007】図1において、外部空気を導入するエアー
クリーナ1と試験メータ2と脈動流発生装置3と脈動流
吸収装置15と基準流量発生装置16および真空ポンプ
20とは直列に接続され、真空ポンプ20を作動するこ
とにより、空気はエアークリーナ1から導入される。エ
アークリーナ1の、空気導入路に除塵用のフィルタ1a
が装着されて、導入された空気を熱流量計とか渦流量計
などの推測形流量計の試験メータ2に流入す。試験メー
タ2の流量信号は変換器2aで所定のレベル信号に変換
され、導線2bを介して伝送される。
【0008】脈動流発生装置3は、内径一様な円筒体4
の内壁に支持軸5aと5bとを直径上に有する脈動流発
生円板5と、支持軸6aと6bとを有する流量制御円板
6とが回転可能に軸承して構成する。脈動発生円板5と
流量制御円板6とは、円筒体4の内径よりも僅かに小さ
い径の円板で、各々円筒体4の軸方向に離間して設けら
れている。支持軸5aと6aとの各々にはサーボモータ
7および8が接続され、支持軸5bと6bとの各々には
エンコーダ9および10が接続されている。また、円筒
体4の上流側に空気流の圧力と流速を検知する圧力検出
器11(PT)と熱線などの流速検出器12とが装着さ
れ、流速信号は流速変換器12a(FT)を介して導線
12bで伝送される。下流側には空気流量を調節するた
めの空気導入サイレンサ13が弁装置14を介して装着
されている。空気導入サイレンサ13は円筒体4に外部
空気を導入するもので、外壁面にフィルタ等の除塵手段
を有する円筒体で弁装置14により流量調整される。
【0009】脈動流吸収装置15は、流体流れに抵抗の
作用を有する絞りと容積とからなる一次遅れ要素を組み
合わせた積分系で構成され、脈動を平滑化するものであ
る。基準流量発生装置16は、複数の音速ノズル16a
を隔壁16dに装着して筐体を2分し、各々の音速ノズ
ル16aをシリンダ16bで駆動される弁16cで選択
開閉して音速ノズルを組み合わせることにより所定の基
準流量を発生することができる。
【0010】次に、以上の構成になる空気流量計の動的
試験装置の動作を説明する。まず、真空ポンプ20の動
作によりエアークリーナ1から外部空気が導入され、試
験メータ2により流量計測されるが、この流量はサーボ
モータ7により回転される脈動流発生円板5の回転によ
り変動する非定常流である。このとき、流量制御円板6
は流れに平行な位置に停止している。サーボモータ7の
駆動は、導線7aを介して伝送される信号に従って回転
される。回転が一定であれば非定常流は正弦振動する脈
動流となるが、回転が一定でない場合は変動に従った多
周波数が重量した高次の正弦波形となる。また、脈動流
発生円板5を閉止した位置(円板面が流れに直交した位
置)から所定角速度で開路する方向に回動した場合は、
角速度に応じた急激な流量変化、すなわちRAMPが与
えられる。これとは反対に、開路状態から閉路状態に回
動した場合は、流量は低下して台形の流量変動が与えら
れる。これらの回転運動は、導線7aからの駆動波形伝
送信号は直流発電機7mの速度信号を導線7bに伝送し
て速度帰還することにより正しい指令波形となるように
制御される。制御されて得た脈動流は、エンコーダ9よ
りデジタル信号として伝送線9aにより伝送される。
【0011】流量制御円板6は、伝送線8aより伝送さ
れる駆動信号に基づいてサーボモータ8を駆動し所定角
度回転する。回転角度は90°以内で円筒体4を流通す
る空気流量を全閉から全開まで制御する。弁開度は、支
持軸6bを介して回転するエンコーダ10により、伝送
線10bより伝送される。図1においては、流量制御円
板6に対して脈動流発生円板5は上流側に配設している
が、その逆でもよい。何れの場合でも、脈動流発生円板
5の回転で発生される脈動流の変動振幅の大きさは、制
御円板6の回転角度により最大振幅から零近傍まで変動
する。空気導入サイレンサ13は、前記脈動流に対し平
均流量のレベルを変化させるためのもので、外気より導
入される空気流量は弁装置14の弁開度により流量が定
められる。
【0012】図2は、本発明における空気流量計の動的
試験装置の他の実施例を示す図で、図中、22は脈動流
発生装置、24はバイパス弁、25は脈動流管、26は
バイパス管であり、図1と同じ作用をする部分には図1
と同一の符号を付している。
【0013】図2において、円筒体4には脈動流管25
と該脈動流管25のバイパス管26からなる並列ライン
を接続し、合流後、合流した空気流を基準流量発生装置
16に流入する。脈動流管25には脈動発生装置22と
脈動吸収装置15とが直列接続されている。脈動発生装
置22は回転ロータ式のもので、以下に説明する。図3
(a),(b)は、本発明における空気流量計の動的試
験装置の脈動流発生装置を説明するための図で、図3
(a)は縦断面図、図3(b)は図3(a)の矢視A−
A線断面図であり、図中、30は筐体、31はロータ、
32はロータ室、33a,33bは流通路、34は流入
路、35は流出路、36は駆動軸、37は支持軸であ
る。
【0014】図3において、筐体30内には円筒状のロ
ータ室34が設けられ、該ロータ室34内にはロータ3
1が回転可能に収納される。すなわち、ロータ31面の
中央にフランジ36aと37aとによって駆動軸36と
支持軸37とが同軸に固着され、軸承(図示せず)され
る。また、ロータ31内には円板の中心を通る、互いに
直交する同一口径の流通路33aと33bとが貫通して
いる。このとき、該流通路33aと33bの口径は、ロ
ータ31の外周を開口部円周が等分するように選ばれて
いる。筐体31の外壁には一方の流通路、例えば33a
に同軸に連通する流入口34と流出口35とが設けられ
ている。駆動軸36にはサーボモータ23が接続され、
ロータ31が回転駆動される。ロータ31の回転によ
り、脈動流管25にはほぼ正弦状の変動流量が流れる。
【0015】上記変動流は脈動流吸収装置15により脈
動流が消去され、定常流にされ、バイパス管26のバイ
パス流と加算されて、前記同様に基準流量発生装置16
により比較計量される。
【0016】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、(1)脈動流発生装置により脈動周波数およびピー
ク値の異なる脈動流が脈動発生円板の回転数および制御
円板の回転角を選択されることにより発生可能となり、
更には、急峻な立上りをもつ流量変動から所定傾斜で増
加又は低下する台形状に変化する流れを発生することが
できるので、定常流で試験した空気流量計を非定常流で
試験することが可能となった。(2)脈動流発生装置を
筐体に設けられたロータ室内で流通路を有するロータを
回転可能に収容したので、ロータの剛性は高くなり、よ
り安定した脈動流を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における空気流量計の動的試験装置を
説明するための構成ブロック図である。
【図2】 本発明における空気流量計の動的試験装置の
他の実施例を示す図である。
【図3】 本発明における空気流量計の動的試験装置の
脈動発生装置を説明するための図である。
【符号の説明】
1…エアークリーナ、2…被試験空気流量計(試験メー
タ)、3…脈動流発生装置、4…円筒体、5…脈動流発
生円板、6…流量制御円板、7,8…サーボモータ、9,
10…エンコーダ、11…圧力検出器、12…流速検出
器、13…空気導入サイレンサ、14…弁装置、15…
脈動流吸収装置、16…基準流量発生装置、18…チェ
ッキバルブ、19…フィルタ、20…真空ポンプ、21
…排気管。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気を導入するエアークリーナと、該エ
    アークリーナに接続した試験メータと、該試験メータに
    接続した脈動流発生手段と、該脈動流発生手段より下流
    側に設けた定常流付加手段と、前記脈動流発生手段から
    流出する脈動流を定常流にする脈動流吸収手段と、該脈
    動吸収手段から流出する定常流を基準流量と比較するた
    めの基準流量発生手段と、前記エアークリーナに空気を
    導入するために空気を吸引する真空ポンプとからなるこ
    とを特徴とする空気流量計の動的試験装置。
  2. 【請求項2】 前記脈動流発生手段を、空気を流通する
    円筒体と、該円筒体の内壁に流れ方向と直角に設け、回
    転可能に取り付けた第1の支持軸と、該第1の支持軸に
    一体的に設けた第1の円板と、該第1の円板より下流側
    の前記円筒体の内壁に流れ方向と直角に設け、回転可能
    に取り付けた第2の支持軸と、該第2の支持軸に一体的
    に設けた第2の円板とから構成したことを特徴とする請
    求項1記載の空気流量計の動的試験装置。
  3. 【請求項3】 前記脈動流発生手段を、空気を流通する
    円筒体と、該円筒体に接続され円筒状のロータ室と空気
    の流入口と流出口とを設けた筐体と、該筐体の前記ロー
    タ室と空気の流入口と流出口とに連通し、互いに直交す
    るように設けられた流通路と、前記ロータ室内に回転可
    能に設けられたロータと、該ロータを回転駆動する駆動
    手段とから構成したことを特徴とする請求項1記載の空
    気流量計の動的試験装置。
JP4057175A 1992-02-06 1992-02-06 空気流量計の動的試験装置 Pending JPH05215593A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008069227A1 (ja) * 2006-12-05 2008-06-12 Horiba Stec, Co., Ltd. 流量制御装置の検定方法
JP2012127864A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Toyota Motor Corp 脈動流の流量測定方法およびガス流量測定装置
CN115290156A (zh) * 2022-07-15 2022-11-04 温州荣际新能源有限公司 一种空气流量传感器

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