JPH11142198A - フローセンサを利用した流量計 - Google Patents

フローセンサを利用した流量計

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JPH11142198A
JPH11142198A JP30233897A JP30233897A JPH11142198A JP H11142198 A JPH11142198 A JP H11142198A JP 30233897 A JP30233897 A JP 30233897A JP 30233897 A JP30233897 A JP 30233897A JP H11142198 A JPH11142198 A JP H11142198A
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JP
Japan
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flow
diameter pipe
small
flow rate
flow sensor
Prior art date
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Application number
JP30233897A
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English (en)
Inventor
Soubun Satou
左右文 佐藤
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フローセンサ利用の流量計において、1ケの
フローセンサを用いて大流量から小流量までを計測し、
構成の簡素化、高精度、耐久性の向上、コストの低減を
図る。 【解決手段】 被計測流体が流れる大口径管1に切替バ
ルブ2を組み込み、この切替バルブ2をバイパスして小
口径管3を設けると共に、この小口径管3内にフローセ
ンサ4を組み込む。そして、前記大口径管1内を流れる
流体の流量が一定値以下となった場合に、前記切替バル
ブ2を閉じて小口径管3側に流体を流して前記フローセ
ンサ4により流量を直接検出し、このフローセンサ4で
検出される流量が一定値以上となった場合に、前記切替
バルブ2を開いて大口径管1側に流体を流し、前記小口
径管3をピトー管として用いて前記フローセンサ4によ
り流量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体の流量を計測
する場合、1つのフローセンサを用いて、大流量はピト
ー管方式で間接的に検出(計測)し、小流量は当該フロ
ーセンサを用いて直接検出(計測)する流量計に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】気体の流量をフローセンサを用いて検出
する流量計の場合、小流量計測用の小口径管と大流量計
測用の大口径管を別々に設け、この中に夫々フローセン
サを組み込み、小流量の場合は小口径管内に流体を流
し、大流量の場合は大口径管内に流体を流して夫々別々
に検出する方式が一般的である。
【0003】これは、フローセンサで流量を検出する場
合、特に小流量時は、管径を小さくしてフローセンサ周
りの流速を上げて流速をフローセンサの検知感度以上に
する必要があり、一方、大流量時は、管径が小さいと圧
力損失が大きくなり、計測流体の通過を妨げる結果とな
るため、管径を大きくする必要があるためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのため、大・小双方
の管内にフローセンサを用意し、そのためのアンプ回路
等もすべて2系統必要となってしまい、装置全体として
複雑・高価にならざるをえないという問題がある。ま
た、大流量時には計測流体中に配管系に残留しているダ
スト等の不純物が混入し易く、これがセンサ本体に付着
し、計測精度を悪化させるという問題もある。
【0005】本発明は、斯る点に鑑みて提案するもので
あって、小流量はフローセンサで直接検出し、大流量は
ピトー管の原理を用いて同じフローセンサで検出するこ
とにより、フローセンサを1個だけ使用し、またダスト
等によってフローセンサの検出精度が悪化したりしない
流量計を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明において、上記目
的を達成するために提供するフローセンサを利用した流
量計の構成は次のとおりである。 1.被計測流体が流れる大口径管に切替バルブを組み込
み、この切替バルブをバイパスする小口径管を設けると
共に、この小口径管内にフローセンサを組み込み、前記
大口径管内を流れる流体の流量が一定値以下となった場
合に、前記切替バルブを閉じて小口径管側に流体を流し
て前記フローセンサにより流量を直接検出し、このフロ
ーセンサで検出される流量が一定値以上となった場合
に、前記切替バルブを開いて大口径管側に流体を流し、
前記小口径管をピトー管として用いて前記フローセンサ
により流量を検出するように制御し、且つ前記フローセ
ンサからの出力に基づいて流量を演算するマイコン部を
設けて成るフローセンサを利用した流量計。
【0007】2.小口径管の上流側の開口部を、大口径
管内において上流側に向けることによって、この開口部
に動圧が作用するように構成して成る前記1記載のフロ
ーセンサを利用した流量計。 3.上流側の開口部が大口径管の軸方向に対して平行と
なるように、小口径管を大口径管内において、直角又は
円曲して折り曲げてこの開口部に動圧が作用するように
構成して成る前記2記載のフローセンサを利用した流量
計。
【0008】4.大口径管内に突き出た小口径管の開口
部を斜めにカットして動圧が作用するように構成して成
る前記2記載のフローセンサを利用した流量計。 5.大口径管内に突き出た小口径管において、上流側に
向けて流体流入口を形成し、この流体流入口に動圧が作
用するように構成して成る前記2記載のフローセンサを
利用した流量計。
【0009】6.切替バルブの開又は閉状態を記憶する
ための回路をマイコン部に設けて切替バルブが閉のとき
はフローセンサが直接流体の流量を検出していること、
切替バルブが開のときはフローセンサが小口径管内に動
圧と静圧により発生した流速を検出し、大口径管内を流
れている流量を検出しているものと判断し、その時の流
量を演算するように構成して成る前記1又は2又は3又
は4又は5記載のフローセンサを利用した流量計。
【0010】7.切替バルブの開又は閉状態を確認する
ための回路をマイコン部に設けて切替バルブが閉のとき
はフローセンサが直接流体の流量を検出していること、
切替バルブが開のときはフローセンサが小口径管内に動
圧と静圧により発生した流速を検出し、大口径管内を流
れている流量を検出しているものと判断し、その時の流
量を演算するように構成して成る前記1又は2又は3又
は4又は5記載のフローセンサを利用した流量計。
【0011】8.小口径管の下流の先端を大口径管内に
突出させると共に、この小口径管の開口部が上流側を向
くように設定して成る前記1又は6又は7記載のフロー
センサを利用した流量計。
【0012】
【作用】大口径管内の切替バルブは、マイコン部により
開閉される。マイコン部は、小口径管をピトー管として
用いる方式で検出される大口径管内を流れる流量値が基
準値以下になると、切替バルブを閉じて小口径管側に流
体を流し、フローセンサで直接流量を検出する。また、
フローセンサで直接検出される流量が基準値を越える
と、マイコン部は切替バルブを開き、大口径側に流れを
切り替える。
【0013】
【実施例1】本実施例は、図1に示すように、大口径管
1内に切替バルブ2を取り付けると共に、この切替バル
ブ2をバイパスするように小口径管3を設け、この小口
径管3内にフローセンサ4を組み込んだ構成である。な
お、小口径管3の上流側の開口部3aは、図2(イ)に
示すように、大口径管1の上流側を向くように直角に折
り曲げるか、(ロ)のように円曲させるか、(ハ)に示
すように斜めにカットするか、(ニ)に示すように上流
側に向けて流入口3cを設けることにより、動圧が作用
するように構成してある。一方、下流側の開口部3bは
静圧が作用するようになっている。
【0014】図中2aは切替バルブ2を操作するアクチ
ュエータ、5はマイコン部であって、このマイコン部5
は、大口径管1内の流量と小口径管3内の流量に応じて
切替バルブ2の切り替えを行い、併せてフローセンサ4
からの出力に基づく流量計算を行い、表示器6に出力す
る。
【0015】図3及び図4に基づいて本実施例の作用と
計測例を説明する。図3は、小流量測定時を示すもの
で、切替バルブ2は閉じていて、流体のすべては開口部
3aから小口径管3内に流入し、開口部3bから大口径
管1内に戻る。フローセンサ4は小口径管3内において
流量を直接検出し、この値をマイコン部5側に出力す
る。マイコン部5は、この出力に基づいて流量の演算を
行う。
【0016】そして、あらかじめ決められた規定流量に
なると、マイコン部5の指令により切替バルブ2が開
く。図4において、小口径管3の開口部3aが流れの軸
線を向いており、一方下流側の開口部3bが軸線に対し
て直角に開口していることから、ピトー管の原理に従
い、流れによる動圧によって小口径管3内に流れが生
じ、これをフローセンサ4が検出し、これをマイコン部
5に出力する。マイコン部5は、この出力に基づいて流
量の演算を行う。
【0017】切替バルブ2の開閉状態の各々においてフ
ローセンサ4が流量を検出すると、本流量計全体を通過
する流量は一定関係で一意に対応しているため、あらか
じめこの関係を実験等により求めてマイコン部5に記憶
させておくことにより流量計とすることができる。
【0018】更に具体的に本実施例の場合の計測例を図
3〜図5に基づいて詳述する。・小流量時は図3のよう
に小口径管3の流れを直接検出しているが、ある一定流
量Q1になると図4のように切替バルブ2を開き、小口
径管3の開口部3aと開口部3bの差圧によって生じる
流れを検出する。このとき図4において、 Pu:小口径管3上流圧 動圧(流れQLによって生じ
る)+静圧 Pd:小口径管3下流圧 静圧 R :小口径管3の流れの抵抗 (Pu−Pd)/R:動圧によって生じる小口径管内の
流れ
【0019】・図5はこのフローセンサ6の出力を示し
たものである。実線は流量増加時、破線は流量降下時の
もので、切替バルブ2の作動流量が上昇時Q1>下降時
Q2としヒステリシス特性をもたせることにより、切替
流量付近で開閉を頻繁に繰り返すハンチング現象等を防
ぐようになっている。センサ出力値と実流量との関係を
あらかじめ実験により求め、この関数をマイコン部5に
記憶させ、実際の計量ではセンサ出力をこの関数を用い
て演算し表示することにより、流量計となる。
【0020】・切替流量Q1、Q2はマイコン部5によ
る制御のため任意に設定可能であり、切替バルブ2等の
耐久性のため切替頻度をできるだけ少なくすることが望
ましいため、一般にQ1、Q2はできるだけ大きく設定
するのがよい。しかし一方、圧力損失曲線は、図5に示
すフローセンサ4の出力と概ね同様の曲線となるため、
許容される最大圧損により切替流量の上限が決定されて
しまう。概ね、最大流量時の圧損は大口径管1の断面積
によって、切替流量時の圧損は小口径管3の断面積によ
って決まるため、必要とされる仕様にあわせてこれら定
数を決定する必要がある。
【0021】
【実施例2】本実施例を図6に示す。本実施例は、小口
径管3の下流側の開口部3bを、図2で示した方法と同
じ方法により、上流側に向けて開口し、上流側の開口部
3aを軸方向に向けて開口した場合、切替バルブ2を開
いた大流量計測時のフローセンサ4付近の流れは逆方向
になるため、フローセンサ4が逆方向の流速も検出可能
なものであれば図7のような出力曲線となる。
【0022】この場合、出力電位が逆方向であれば、切
替バルブ2が開の大流量計測であることがわかるため、
切替バルブ2の開閉状態をマイコン部5がいちいち認識
しておく必要がなく簡便である。さらに、本実施例によ
ると、小流量時と大流量時の各々の計測に最適な感度を
有する設計とするように、フローセンサ4の正方向と逆
方向の感度を異なるような合理的な設計とすることも可
能である。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上の如き構成と作用によりフ
ローセンサで流量を計測する流量計としたことにより、
次の効果を奏する。 1.大流量計測時は、小口径管をピトー管として機能さ
せることにより、小流量と大流量の検出をすべて小口径
管に取り付けたフローセンサ1個で行うことができる。
この結果、計測系統を従来のように2系統とする必要が
ない。
【0024】2.フローセンサは小口径管内に組み込ん
であるため、大流量時に計測流体にダスト等が混入して
いても、フローセンサには動圧による微小な流れが作用
するだけであるため、大口径管側からダスト等が入り込
むことはなく、高い精度・耐久性・信頼性を確保でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に係る流量計の説明図。
【図2】開口部の実施例の説明図。
【図3】小流量を直接フローセンサで検出している状態
の説明図。
【図4】切替バルブを開いて大流量をピトー管方式でフ
ローセンサが検出している状態の説明図。
【図5】フローセンサ出力と切替バルブの開閉タイミン
グの説明図。
【図6】実施例2に係る流量計の説明図。
【図7】実施例2のフローセンサ出力の説明図。
【符号の説明】
1 大口径管 2 切替バルブ 2a アクチュエータ 3 小口径管 3a 開口部 3b 開口部 3c 流入口 4 フローセンサ 5 マイコン部 6 表示部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被計測流体が流れる大口径管に切替バル
    ブを組み込み、この切替バルブをバイパスする小口径管
    を設けると共に、この小口径管内にフローセンサを組み
    込み、前記大口径管内を流れる流体の流量が一定値以下
    となった場合に、前記切替バルブを閉じて小口径管側に
    流体を流して前記フローセンサにより流量を直接検出
    し、このフローセンサで検出される流量が一定値以上と
    なった場合に、前記切替バルブを開いて大口径管側に流
    体を流し、前記小口径管をピトー管として用いて前記フ
    ローセンサにより流量を検出するように制御し、且つ前
    記フローセンサからの出力に基づいて流量を演算するマ
    イコン部を設けて成るフローセンサを利用した流量計。
  2. 【請求項2】 小口径管の上流側の開口部を、大口径管
    内において上流側に向けることによって、この開口部に
    動圧が作用するように構成して成る請求項1記載のフロ
    ーセンサを利用した流量計。
  3. 【請求項3】 上流側の開口部が大口径管の軸方向に対
    して平行となるように、小口径管を大口径管内におい
    て、直角又は円曲して折り曲げてこの開口部に動圧が作
    用するように構成して成る請求項2記載のフローセンサ
    を利用した流量計。
  4. 【請求項4】 大口径管内に突き出た小口径管の開口部
    を斜めにカットして動圧が作用するように構成して成る
    請求項2記載のフローセンサを利用した流量計。
  5. 【請求項5】 大口径管内に突き出た小口径管におい
    て、上流側に向けて流体流入口を形成し、この流体流入
    口に動圧が作用するように構成して成る請求項2記載の
    フローセンサを利用した流量計。
  6. 【請求項6】 切替バルブの開又は閉状態を記憶するた
    めの回路をマイコン部に設けて切替バルブが閉のときは
    フローセンサが直接流体の流量を検出していること、切
    替バルブが開のときはフローセンサが小口径管内に動圧
    と静圧により発生した流速を検出し、大口径管内を流れ
    ている流量を検出しているものと判断し、その時の流量
    を演算するように構成して成る請求項1又は2又は3又
    は4又は5記載のフローセンサを利用した流量計。
  7. 【請求項7】 切替バルブの開又は閉状態を確認するた
    めの回路をマイコン部に設けて切替バルブが閉のときは
    フローセンサが直接流体の流量を検出していること、切
    替バルブが開のときはフローセンサが小口径管内に動圧
    と静圧により発生した流速を検出し、大口径管内を流れ
    ている流量を検出しているものと判断し、その時の流量
    を演算するように構成して成る請求項1又は2又は3又
    は4又は5記載のフローセンサを利用した流量計。
  8. 【請求項8】 小口径管の下流の先端を大口径管内に突
    出させると共に、この小口径管の開口部が上流側を向く
    ように設定して成る請求項1又は6又は7記載のフロー
    センサを利用した流量計。
JP30233897A 1997-11-05 1997-11-05 フローセンサを利用した流量計 Pending JPH11142198A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105699688A (zh) * 2016-01-22 2016-06-22 唐明良 一种流体流速和流量的测量装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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