JPH11211525A - 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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JPH11211525A
JPH11211525A JP1845398A JP1845398A JPH11211525A JP H11211525 A JPH11211525 A JP H11211525A JP 1845398 A JP1845398 A JP 1845398A JP 1845398 A JP1845398 A JP 1845398A JP H11211525 A JPH11211525 A JP H11211525A
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JP
Japan
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flow
flow sensor
pressure
pressure detection
pipe
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JP1845398A
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English (en)
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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】 【技術課題】 フローセンサを用いて流量の高精度測定
を可能にする。また。フローセンサにダストが付着して
経年的に精度低下するのを防止する。 【解決手段】 流路1内に動圧検出口2…を多数配置す
ると共に、この検出口2…から導圧管3…を流路1外に
導き、出口4…において絞り4aを形成して圧損を負荷
し、これを検圧管路5を経由して静圧検出口6に結ぶ。
フローセンサ7は、検圧管路5内に一個挿入して流速を
計測し、演算器8で流量演算を行い、表示器9に表示す
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、主として、ガス等
の気体の計測において、管路を流れる気体の流量をフロ
ーセンサを用いて高精度に計測する流量計に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】管路内の流量を計測する方法として、ピ
トー管が知られている。これは図6に示すように、管路
01内に動圧P1 と静圧P2 を検出するピトー管02、
03を挿入し、両者の差圧を圧力センサ04で検知し、
この圧力センサ04からの信号に基づいて流量演算器0
6で流量を演算し、この値を表示器07に表示するもの
である。また、他の方法として、図7に示すように、フ
ローセンサ05を管路01内に挿入して直接同センサ0
5で管路1内の流速を検出し、この値から流量演算器0
6で流量を演算し、表示器07に表示するものである。
この2つの方法で計測されるのは何れも管路01内を流
れる気体の流速であって、これに時間を乗じることによ
り、通過流量を求めるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記何
れの方法でも管路01内の流速はその位置によって異な
るため、1つのフローセンサ05で管路01内断面全体
を流れる流速の平均を計測することは困難である。その
ため、図8に示すように、多数のフローセンサ05を管
路01内において列状に並べて流速を測定し、夫々の値
を合算・演算することにより正確な流量を計測する方法
が提案されている。しかし、このように複数のフローセ
ンサ05を用意した場合、そのためのアンプ回路等もす
べて複数系統必要となってしまい、装置全体として複雑
・高価になるという問題がある。
【0004】また、フローセンサ05は、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、これがフローセンサ05本体に付着し
て計測精度を悪化させるという問題もある。本発明の目
的は、フローセンサを用いて流体の流量を計測する場合
に、1つのフローセンサを用いるだけで管路内断面の平
均流速を測定することができると共に、フローセンサに
ダスト等が付着しにくい構造とすることにより、高精度
測定が可能なフローセンサを利用した流量計を提供する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明においては、管路内に動圧検
出口を複数個設け、この動圧検出口から夫々導圧管を前
記管路外に延長して夫々の出口を集合させたこと、前記
管路内に静圧検出口を設けたこと、前記導圧管の集合部
分と前記静圧検出口間に検圧管路を設け、この検圧管路
内にフローセンサを挿入し、このフローセンサにより動
圧検出口から静圧検出口側に流れる流体の流速を測定
し、この値から管路内を流れる流体の流量を演算する演
算器を設けたことを特徴とするものである。
【0006】更に、請求項2に記載の発明においては、
請求項1に記載の発明において、導圧管は、集合部分に
おいて小径に絞り、圧損を発生させるように構成したこ
とを特徴とするものである。
【0007】更に、請求項3に記載の発明においては、
請求項1又は2に記載の発明において、検圧管路におい
て、導圧管の集合部とフローセンサ間、及び静圧検出口
とフローセンサ間は、圧損が極力発生しにくい構成とな
っていることを特徴とするものである。
【0008】更に、請求項4に記載の発明においては、
請求項1又は2又は3に記載の発明の何れかにおいて、
検圧管路において、導圧管の集合部とフローセンサ間に
整流装置が組み込まれていることを特徴とするものであ
る。
【0009】更に、請求項5に記載の発明においては、
請求項4に記載の発明において、整流装置を複数の仕切
板で構成したことを特徴とするものである。
【0010】更に、請求項6に記載の発明においては、
請求項4に記載の発明において、整流装置を金網で構成
したことを特徴とするものである。
【0011】更に、請求項7に記載の発明においては、
請求項4に記載の発明において、整流装置をパンチング
プレートで構成したことを特徴とするものである。
【0012】更に、請求項8に記載の発明においては、
請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7に記載
の発明の何れかにおいて、動圧検出口を、管路内におい
て、同心円状に配置したことを特徴とするものである。
【0013】更に、請求項9に記載の発明においては、
請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7に記載
の発明の何れかにおいて、動圧検出口を、管路内におい
て、ダクト状に形成したことを特徴とするものである。
【0014】更に、請求項10に記載の発明において
は、請求項9に記載の発明において、ダクト状の動圧検
出口を管路の中心を挟んで対称的に配置したことを特徴
とするものである。
【0015】更に、請求項11に記載の発明において
は、請求項9に記載の発明において、ダクト状の動圧検
出口を管路の中心を挟んで半径方向に配置したことを特
徴とするものである。
【0016】
【作用】管路内に流体が流れ、流速が発生すると、動圧
検出口から導かれる動圧と、管路に直角方向に設けた静
圧検出口から導かれる静圧との間の差圧により、フロー
センサ部分に微少の流れが生じる。この時、通過流体の
流速がフローセンサにより測定される。測定された流速
は、演算器で時間当りの流量が演算され、この値が例え
ば表示器に表示される。検圧管路内に整流装置が組込ま
れている場合、導圧管から検圧管路内に流入した流体
は、前記整流装置により流速分布の均一化と安定化が図
られてフローセンサを通過する。但し、本発明の実施に
おいて、整流装置は必ずしも設ける必要はない。
【0017】
【実施例】図1、図2に本発明を実施したフローセンサ
を利用した流量計を示す。符号の1は、被計測流体が流
れる流路、2…は、この流路1内において、上流側に向
けて開口させた動圧検出口であって、この検出口2…
は、図2に示すように、流路1内の垂直中心線上に多数
配列させてある。又、この検出口2…は、図3に示すよ
うに、流路1の中心に近いものは小径に、半径方向に向
かって徐々に大径に形成されている。これは、管路を同
心円的に見た場合、中心部から外周側に向かうほど、そ
の等半径距離ごとの断面積は(現半径−前半径)2 に増
加し、この部分の流量も増大する。測定値により正確性
を求めるためには、検出する動圧情報にも断面積に比例
した重みをつける必要があることから、動圧検出口の面
積を中心部から外周に向かって、徐々に大径となるよう
に工夫がなされている。
【0018】なお、この検出口2…は、図4(イ)に示
すように、同心円線上に多数配置してもよいし、(ロ)
に示すように、流路1の中心から半径方向に向かって広
がりを有する対称的なダクト形状としてもよいし、
(ハ)に示すように、半径方向に向かって広がりを有す
るダクト形状としてもよい。この図4の検出口2…の形
状と配置は、図3に示した場合と同じように、流路1の
中心部の流量に比較して外周部に向かうほど、半径方向
等幅当りの断面積が増すだけ流量が増加することから、
外周に向かうほどより多くの動圧情報を得ることを目的
として、検出口2…の大きさと配置を変えて測定値に正
確度を与えている。
【0019】3…は、前記検出口2…から個々に流路1
外に延長された導圧管であって、この導圧管3…の先端
の出口4…は、すべて小径に絞られていて、出口4…よ
り下流側の圧損と比較して、十分な圧損が生じるように
工夫されている。
【0020】5は、前記導圧管3…の絞り4aから延長
された検圧管路であって、この検圧管路5は、前記検出
口2…より上流側に設けた静圧検出口6に結ばれてい
る。7は、前記検圧管路5内に設けたフローセンサであ
って、このフローセンサ7は、ヒータ素子と温度検出素
子を組み合わせた公知のものである。
【0021】8は、前記フローセンサ7で測定された検
圧管路5内の流速と、単位時間から、流量を演算するた
めの演算器、9は、この演算器8で演算された流量を表
示する表示器である。
【0022】10は、検圧管路5において、前記フロー
センサ7の上流側に挿入した整流装置であって、この整
流装置10は、検圧管路5内を流れてフローセンサ7に
至る流体の流速を均一化するために挿入されるもので、
例えば、図5(イ)に示すように、検圧管路5内に仕切
板10aを挿入したもの、(ロ)に示すように、金網1
0bを挿入したもの、(ハ)に示すように、パンチング
プレート10cを挿入したもの等が考えられる。
【0023】上記実施例によると、動圧検出口2…に
は、図1に示すように、動圧Pn が作用し、静圧検出口
6には静圧PO が作用し、このPn とPO の差圧に応じ
て微少な流れが検圧管路5に発生し、この微少な流れの
平均流速がフローセンサ7により測定されて演算器8に
入力される。演算器8は、時間当りの流速から流量を演
算して、表示器9に表示する。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上のように、流路内から平均
した流速を検出することができるように、動圧検出口の
形状と配置に工夫を凝らし、更に、動圧検出口から静圧
検出口に向かって流れる検圧管路内に微少な流れと均一
な流速分布を形成するように工夫したことにより、流量
の高精度測定が可能である。
【0025】また、本発明においては、動圧検出口から
検出した動圧を一旦絞り、圧損を加え、微少な流れを作
ることにより、フローセンサに作用する流体の量を減少
させている。この結果、フローセンサには、ダスト等が
付着しにくくなり、経年的な精度低下の心配もなくな
る。
【0026】また、本発明においては、フローセンサ一
個で流路内に複数配置した動圧検出口からの流速を計測
するため、アンプ回路等は単数でよく、装置全体を小型
化することができると共に、製作コストも安くなる。ま
た、本発明においては、検圧管路内に整流装置を取り付
けることにより、フローセンサで計測される流速分布を
安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフローセンサを利用した流量計の
説明図。
【図2】動圧検出口を正面側から見た状態の説明図。
【図3】動圧検出口の配置例の説明図。
【図4】動圧検出口の配置例と形状例の説明図。
【図5】整流装置の説明図。
【図6】ピトー管と圧力センサーを用いた流量測定方式
の説明図。
【図7】フローセンサを流路内に直接挿入して流量を測
定する方式の説明図。
【図8】フローセンサを多数流路内に直接挿入して流量
を測定する方式の説明図。
【符号の説明】
1 流路 2… 動圧検出口 3… 導圧管 4… 出口 4a 絞り 5 検圧管路 6 静圧検出口 7 フローセンサ 8 流量演算器 9 表示器 10 整流装置 10a 仕切板 10b 金網 10c パンチングプレート

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管路内に動圧検出口を複数個設け、この
    動圧検出口から夫々導圧管を前記管路外に延長して夫々
    の出口を集合させたこと、 前記管路内に静圧検出口を設けたこと、 前記導圧管の集合部分と前記静圧検出口間に検圧管路を
    設け、この検圧管路内にフローセンサを挿入し、このフ
    ローセンサにより動圧検出口から静圧検出口側に流れる
    流体の流速を測定し、この値から管路内を流れる流体の
    流量を演算する演算器を設けたこと、 を特徴とするフローセンサを利用した流量計。
  2. 【請求項2】 導圧管は、集合部分において小径に絞
    り、圧損を発生させるように構成したことを特徴とする
    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】 検圧管路において、導圧管の集合部とフ
    ローセンサ間、及び静圧検出口とフローセンサ間は、圧
    損が極力発生しにくい構成となっていることを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載のフローセンサを利用した
    流量計。
  4. 【請求項4】 検圧管路において、導圧管の集合部とフ
    ローセンサ間に整流装置が組み込まれていることを特徴
    とする請求項1又は2又は3記載のフローセンサを利用
    した流量計。
  5. 【請求項5】 整流装置を複数の仕切板で構成して成る
    請求項4記載のフローセンサを利用した流量計。
  6. 【請求項6】 整流装置を金網で構成して成る請求項4
    記載のフローセンサを利用した流量計。
  7. 【請求項7】 整流装置をパンチングプレートで構成し
    て成る請求項4記載のフローセンサを利用した流量計。
  8. 【請求項8】 動圧検出口を、管路内において、同心円
    状に配置して成る請求項1又は2又は3又は4又は5又
    は6又は7記載のフローセンサを利用した流量計。
  9. 【請求項9】 動圧検出口を、管路内において、ダクト
    状に形成して成る請求項1又は2又は3又は4又は5又
    は6又は7記載のフローセンサを利用した流量計。
  10. 【請求項10】 ダクト状の動圧検出口を管路の中心を
    挟んで対称的に配置して成る請求項9記載のフローセン
    サを利用した流量計。
  11. 【請求項11】 ダクト状の動圧検出口を管路の中心を
    挟んで半径方向に配置して成る請求項9記載のフローセ
    ンサを利用した流量計。
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