JPS59171815A - Flowmeter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable the suction by a magnet and the operation by the liquid pressure of a liquid to be measured, by using a magnetic fluid and measuring the speed of transfer thereof. CONSTITUTION:A metering tube 1 is connected to a flow system to be measured at the opposite ends A and B thereof, and a bypass pipe 2 communicating two points C and D with each other is connected thereto. The bypass pipe 2 is filled up with a magnetic fluid 3, and part of the fluid is discharged as an intercepting liquid layer 4 into the metering tube 1 so as to divide a liquid 5 to be measured in said tube 1. The metring tube 1 and the bypass pipe 2 are made of a material which is wet with the magnetic fluid 3 and not wet with the liquid to be measured. Detecting devices 6 and 7 are provided at two points E and F inside the metering tube 1. These detectors comprise a light-emitting diode 8, a phototransistor 9 and a signal generating device 10 respectively. An electromagnet 15 forms in its air gap a magnetic field corresponding to the saturation magnetization of the magnetic fluid 3.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁性流体を用いた流−検討、特にアミノ酸分
析装置等の液体クロマトグラフ装置に適した流量計に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to flow studies using magnetic fluids, and particularly to a flowmeter suitable for liquid chromatography devices such as amino acid analyzers.

アミノ酸分析装置では、組成の異なるバッファ溶液を３
〜５種使用し、またカラム温度を数段階に変化させてい
る。この場合、液の組成や使用温度によって粘性が異な
シ、流系の動的抵抗が変化する。バッファ送液系では、
迎荷抵抗が変化しても流量変化が少ないように、定流量
ポンプが使用されているか、実際には負荷抵抗が変わる
と、流量はある程度変化する。アミノ酸分析装置に限ら
ず、一般に液体クロマトグラフ装置における同定は保持
時間（凡ｅｔｅｎｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ）　　によるが、
この保持時間に直接影響を持つのは流速であり、流速の
モニタリングあるいは流速を一定に保つことは極めて重
要なことである。In an amino acid analyzer, three buffer solutions with different compositions are used.
~5 types are used, and the column temperature is varied in several stages. In this case, the viscosity varies depending on the composition of the liquid and the temperature at which it is used, and the dynamic resistance of the flow system changes. In the buffer delivery system,
Constant flow pumps are used so that the flow rate changes little when the loading resistance changes, or in fact the flow rate changes to some extent when the load resistance changes. Identification not only in amino acid analyzers but also in liquid chromatography devices in general depends on retention time.
The flow rate has a direct effect on this retention time, and monitoring the flow rate or keeping the flow rate constant is extremely important.

一般に行われている流量測定方法として、アウトプット
をメスンリンダーで計測し、単位時間あたりのアウトプ
ット量を調べる方法があり、この方法は液性に無関係な
優れた方法であるが、連続計測が困難である。また各種
の流量計、例えばテーパ管中に鋼球を入れた流量計、あ
るいは熱伝導セルを用いた流彊°計により計測する方法
もあるが、液性によって指示値が変わるため、単一流体
、単一温度で使用する場合以外には不向きである。この
ほか、流系の一部に気泡を圧挿入し、この気泡の管内移
動速度を測定する方法があり、優れた測定方法であるが
、ガス圧挿入系が必要でるるとともに、流出液を７ラク
シヨンコレクタ等へ導く場合には、挿入ガスを取除く機
構が必要となるなどの問題がある。A commonly used method for measuring flow rate is to measure the output with a mesonlinder and find out the amount of output per unit time.This method is an excellent method that has nothing to do with liquid properties, but it is difficult to measure continuously. It is. There are also methods of measuring flow using various flowmeters, such as a flowmeter with a steel ball placed in a tapered tube, or a flowmeter using a thermal conduction cell, but since the indicated value changes depending on the liquid property, , it is unsuitable for use other than at a single temperature. In addition, there is a method of pressure-inserting air bubbles into a part of the flow system and measuring the moving speed of the bubbles in the pipe. Although this is an excellent measurement method, it requires a gas pressure insertion system and the effluent is When guiding the gas to a traction collector or the like, there are problems such as the need for a mechanism to remove the inserted gas.

アミノ酸分析襞虐等の液体クロマトグラフ装置において
は、繰り返えし使用の際の保持時間の内　　　□現性を
保つために、絹み込み型の流量計が必要であるが、従来
一般に行われている流量計測方法は、上記問題点がある
ため採用できなかった。Liquid chromatography equipment for amino acid analysis, etc., requires a silk-embedded type flowmeter to maintain retention time during repeated use, but this has not been commonly done in the past. The flow rate measurement method described above could not be adopted due to the above-mentioned problems.

この発明は、以上のような従来の問題点を解消するだめ
のもので、磁性流体を使用してその移動速度を測定する
ことにより、簡単な操作によシ、複数の敵体について、
敵性に関係なく正確に流量を計量することができる流量
計を提供することを計量管と、この計量管の２点を連絡
するバイパニ管と、このバイパス管中に充満した磁性流
体と、前記計量骨内の被計量液体を分割するようにバイ
パス管より吐出されるｔａ性流体からなる遮断液層！ と、この遮断液層の移動により流−一を検出する検出装
置と、計量管の下流側から遮断液層をバイパス管に吸入
し、かつ上流側から新しい遮断液層を計量管に吐出する
磁石とを備えたことを特徴とする流通：計である。This invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and by measuring the moving speed of magnetic fluid, it is possible to easily control multiple enemy objects by measuring their moving speed.
The object of the present invention is to provide a flow meter that can accurately measure the flow rate regardless of hostility.The object of the present invention is to provide a flowmeter that can accurately measure the flow rate regardless of hostility. A blocking liquid layer made of tacky fluid discharged from the bypass pipe so as to divide the liquid to be measured in the bone! , a detection device that detects flow through the movement of this blocking liquid layer, and a magnet that sucks the blocking liquid layer into the bypass pipe from the downstream side of the metering tube and discharges a new blocking liquid layer into the measuring tube from the upstream side. It is a distribution system characterized by the following.

以下、この発明を図示実施例により説明する。The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

第１図および畠２図はそれぞれ別の実施例による流量計
を示す垂直断面図、第３図はその計測装置のブロック図
である。1 and 2 are vertical sectional views showing flow meters according to different embodiments, and FIG. 3 is a block diagram of the measuring device.

図において、１は計量管であって、その両端Ａ、Ｂにお
いて被計量流系に接続され、Ａ、Ｂより内側の２点Ｃ１
Ｄを連絡するようにバイパス管２が接続している。バイ
パス官２内には磁性流体６が充満しており、その一部が
計量管１に遮断液層４として吐出され、計量管１内の被
計量液体５を軸方向に分割している。計量管１およびバ
イパス管２は磁性流体６によってぬれ、かつ被計量液体
５によってぬれない材質、例えばポリフッ化樹脂からな
る。In the figure, 1 is a metering tube, connected to the flow system to be measured at both ends A and B, and two points C1 inside of A and B.
A bypass pipe 2 is connected to communicate D. The bypass tube 2 is filled with a magnetic fluid 6, a part of which is discharged into the metering tube 1 as a blocking liquid layer 4, dividing the liquid to be measured 5 in the metering tube 1 in the axial direction. The metering tube 1 and the bypass tube 2 are made of a material that is wetted by the magnetic fluid 6 but not wetted by the liquid to be measured 5, such as polyfluoride resin.

計量管１のＣ，Ｄよりさらに内側の２点Ｅ、　Ｆには、
検出装置６．７が設けられ、遮断液層４の通過を検出で
きるようになっている。検出装置６．７はそれぞれ、第
１図では、発光ダイオード８、ホトトランジスター９お
よび信号発生装置１０の光電検出装置からなり、信号Ｐ
、Ｑを発生するようになっている。また第２図では、巻
線１１．１２がそれぞれオツシレータ１６およびティチ
クター１４に接続した磁気感応検出装置からなり、信号
Ｐ、Ｑを発生ずるようになっている。At the two points E and F further inside of C and D of measuring tube 1,
A detection device 6.7 is provided, making it possible to detect the passage of the blocking liquid layer 4. The detection devices 6.7 each consist of a photoelectric detection device, in FIG.
, Q are generated. Also shown in FIG. 2 are windings 11 and 12 each comprising a magnetically sensitive sensing device connected to an oscillator 16 and a ticker 14 to generate signals P and Q.

１５は′咀磁石であって、磁性流（＊６の飽和磁化に相
当する（ｒｒｉ場をそのエアギャップ中に形成できるよ
うに、バイパス管２の下流側の一４ｉ（Ｄ点）に配置さ
れて計り、第１図ではコイル１６によりバイパス管２の
両側にＮ極、Ｓ極が対向するように形成され、また第２
図ではバイパス管２に巻かれたコイル１６が励磁電源１
７によシ磁化されるように形成されている。１８は磁性
流′体供給肯、１９はコックである。Reference numeral 15 denotes a magnet, which is placed at 14i (point D) on the downstream side of the bypass pipe 2 so that a magnetic flow (corresponding to the saturation magnetization of *6) can be formed in the air gap. In FIG. 1, the coil 16 is formed so that the N and S poles are opposed to each other on both sides of the bypass pipe 2, and the second
In the figure, the coil 16 wound around the bypass pipe 2 is the excitation power source 1.
It is formed to be magnetized by 7. 18 is a magnetic fluid supply connector, and 19 is a cock.

第６図の計測装置は、検出装置６．７からの信号Ｐ、Ｑ
が入力されるオア回路２０．このオア回路２０の出力に
より動作するフリップフロップ２１、このフリップ７０
ツブ２１の出力によりオツシレータ２２のパルスを通過
させるケ−ト２３、信号Ｐによりリセットされるととも
に、ゲート２６を通過したパルスをカウントするカウン
タ２４、カウント信号により流量を演算する演算装置２
５、およびディスプレイ２６からなる。The measuring device in FIG. 6 receives signals P and Q from the detection device 6.7.
OR circuit 20 to which is input. A flip-flop 21 operated by the output of this OR circuit 20, this flip 70
A gate 23 that allows pulses from the oscillator 22 to pass through based on the output of the knob 21, a counter 24 that is reset by the signal P and counts the pulses that have passed through the gate 26, and an arithmetic device 2 that calculates the flow rate based on the count signal.
5, and a display 26.

磁性流体６としては実施例では、フッ化炭素系ベースの
もの（例えばＦｅｒヒ□ｆｌｕｉｄ；ｃ・ｓ、　Ｃｏｒ
ｐｏｒｃＬ＋ｉａｈ製Ｉ　Ｆｌｏ）を使用しているが、
炭化水素系ベースまたはエステル系ベースのものでもよ
く、被計量液体５と著しく液性の異なるものが望ましい
。フッ化炭素系ベースのものを使用する場合、計量管１
およびバイパス管２の材質はポリフッ化樹脂（例えばテ
フロン、ダイフロン）が望ましい。この場合、フッ化炭
素系ベースの磁性流体の表面張力は１８ｄｙｎｅｓ／ｉ
であるため、限界表面張力ｒｃ＝　１．８．５ｄ　ｙｎ
　ｅ　ｓ　／Ｃ１ｒＬ”のテフロンをぬらし、−力抜計
量液体は水溶液のため表面張カフ　３　ｄｙｎｅｓ　／
　ｃｍ２で、テフロンをぬらさな−６このように計量管
１およびバイパス管２の材質は、限界表面張力が磁性流
体の表面張力の値より大きく、被計量液体よシ小さいも
の、もしくはこれと全く逆の組合せのものが望まし７い
。In the embodiment, the magnetic fluid 6 is a fluorocarbon-based one (for example, Fer Fluid; c・s, Cor
I am using porcL + IAH (I Flo),
It may be hydrocarbon-based or ester-based, and preferably has a liquid property significantly different from the liquid to be measured 5. When using a fluorocarbon-based one, measuring tube 1
The material of the bypass pipe 2 is preferably polyfluoride resin (eg, Teflon, Diflon). In this case, the surface tension of the fluorocarbon-based magnetic fluid is 18 dynes/i
Therefore, the critical surface tension rc = 1.8.5d yn
Wet the Teflon of ``es/C1rL'' and remove force.Since the liquid to be measured is an aqueous solution, the surface tension cuff is 3 dynes/
cm2, do not get Teflon wet - 6 In this way, the material of metering tube 1 and bypass tube 2 must have a critical surface tension greater than the surface tension of the magnetic fluid and smaller than the liquid to be measured, or the opposite is true. A combination of these is desirable.

以上の構成において、バイパス管２から計量管１の０点
に吐出された磁性流体からなる遮断液層４は、計量管１
内をＡ側から流れる波計は数体５を分割した状態で、そ
のηを量速ＩＪｊｕによって移動する。そしてＥ点にお
いて、検出装置６によってその通過が検出きれ、時刻゛
Ｉ″１に信号Ｐが発生する。In the above configuration, the blocking liquid layer 4 made of magnetic fluid discharged from the bypass pipe 2 to the zero point of the metering tube 1
The wave meter flowing inside from the A side divides the number field 5 and moves its η by the quantity speed IJju. At point E, the detection device 6 successfully detects the passage, and a signal P is generated at time "I"1.

このとき、第１図では発光ダイオード８の発光を遮断液
層４が遮断することにより、ホトトランジスター９が光
電的にこれを検出し、信号晃生装装置１０が信号Ｐを発
生する。また第２図では、オツシレータ１３から巻線１
１に微少電流を流しておくと、通常巻線１１内は非磁性
体で満たされているため、巻＄＄１２への感応は極めて
微少であるが、磁性流体でるる遮断液層４が巻線１１．
１，２内に充満すると、磁気感応により巻Ｎ１２に大き
い電圧が発生し、ディテクター１４が信号Ｐを発生する
。At this time, in FIG. 1, the light emission from the light emitting diode 8 is blocked by the blocking liquid layer 4, so that the phototransistor 9 detects this photoelectrically, and the signal generating device 10 generates the signal P. In addition, in FIG. 2, from the oscillator 13 to the winding 1
When a small current is passed through the winding 1, the sensitivity to the winding $$12 is extremely small because the inside of the winding 11 is normally filled with non-magnetic material, but the shielding liquid layer 4 from which the magnetic fluid flows flows through the winding. Line 11.
1 and 2, a large voltage is generated in winding N12 due to magnetic sensitivity, and detector 14 generates signal P.

遮断液層４がＦ点を通過すると、同様にして検出装置７
が時刻Ｔ２に信号Ｑを発生する。Ｆ点を通過した遮断液
、１−４はＤ点において電磁石１５によりバイパス富２
に吸入され、同時にバイパス管２から同量の磁性流体６
が０点において遮断液層４として計量管１内に吐出され
る。従って計量管１内のＡＢ間の流量は変化しない。When the blocking liquid layer 4 passes through point F, the detection device 7
generates signal Q at time T2. The blocking liquid 1-4 that has passed through point F is bypassed by electromagnet 15 at point D.
At the same time, the same amount of magnetic fluid 6 is inhaled from the bypass pipe 2.
is discharged into the metering tube 1 as a blocking liquid layer 4 at the zero point. Therefore, the flow rate between AB in the metering tube 1 does not change.

検出装置６．７で発生した信号Ｐ、Ｑは、第６図におい
てオア回路２０に入力されるとともに、信号Ｐはリセッ
ト信号としてカウンタ２４に入力てれる。こうして信号
Ｐが発生するとカウンタ２４がリセットされるとともに
、フリップフロップ２１が動作してゲート２６が開き、
こうしてオツシレータ２２からパルスがゲート２３を通
してカウンタ２４に与えられ、カウントが開始される。Signals P and Q generated by the detection device 6.7 are input to an OR circuit 20 in FIG. 6, and the signal P is input to a counter 24 as a reset signal. When the signal P is generated in this way, the counter 24 is reset, the flip-flop 21 is activated, and the gate 26 is opened.
In this way, a pulse is applied from the oscillator 22 to the counter 24 through the gate 23, and counting is started.

次に信号Ｑが発生すると７リツプ７０ツブ２１が反転し
、カウンタ２４におけるカウントは終了する。Next, when the signal Q is generated, the 7-lip 70-tub 21 is inverted, and the counting in the counter 24 is completed.

カウンタ２４のカウント信号は演算装置２５に入力され
、ここで△Ｔ−Ｔ２−Ｔ＋が演算され、さらに計量管１
の内径ｄおよびＢＦ間の距離りを与えることにより、次
式により流量速度Ｕが演算され、ディスプレイ２６に表
示される。The count signal of the counter 24 is input to the calculation device 25, where △T-T2-T+ is calculated, and the metering tube 1
By giving the inner diameter d of and the distance between BF, the flow rate U is calculated by the following equation and displayed on the display 26.

Ｕ−π（力２Ｌ／△を 以上により波計ｉｔ　Ｗ１体５の成性にかかわりなく、
正確に流量が計量される。磁性流体乙の補給は磁性流体
供給管１８からコック１９を通して行われる。計量管１
は償方向その他の方向（で配置してもよい。U-π(Force 2L/△ above, wave meter it W1 Regardless of the formation of body 5,
Flow rate is measured accurately. The magnetic fluid B is replenished from the magnetic fluid supply pipe 18 through the cock 19. Measuring tube 1
may be arranged in the compensation direction or other directions.

なお、以上の説明において、検出波＠６．７の構成、検
出方法および計測装置の構成は図示のものに限定されず
、変更可能である。また磁石としては電磁石１５に限ら
ず、永久磁石でもよいが、′電磁石の方が操作性が良い
。さらに計量管１およびバイパス管２の材質および磁性
流体乙の組成も前記例示のものに限定されない。本発明
の流量計はアミノ酸分析装置等の液体クロマトグラヅ装
置用の流量計として優れているが、他の用途にも適用可
能である。In addition, in the above description, the configuration of the detected wave @6.7, the detection method, and the configuration of the measuring device are not limited to those shown in the drawings, and can be changed. Further, the magnet is not limited to the electromagnet 15, and may be a permanent magnet, but an electromagnet has better operability. Furthermore, the materials of the metering tube 1 and the bypass tube 2 and the composition of the magnetic fluid B are not limited to those exemplified above. Although the flowmeter of the present invention is excellent as a flowmeter for liquid chromatograph devices such as amino acid analyzers, it is also applicable to other uses.

以上説明してきたように、この発明によれば、磁性流体
を用いてその移動速度を測定するようにしだので、磁石
による吸入と被計量液体の液圧によって、稼動すること
ができ、ポンプ等の送液システムが不要であシ、構造、
操作、保守等は闇単である。また磁性流体（でより計量
管かぬれるため、被計量液体を確実（（遮断でき、流量
の測定が確実りこなるとともに、破計量液体の液性によ
って影響を受けないため、複数の液体について連続的に
測定可能で、アミノ酸分析装置等の液体クロマトグラフ
装置に使用できるなどの効果が得られる。As explained above, according to the present invention, since the moving speed of the magnetic fluid is measured, it can be operated by the suction by the magnet and the hydraulic pressure of the liquid to be measured. No liquid delivery system required, structure,
Operation, maintenance, etc. are monotonous. In addition, since the measuring tube is wetted by the magnetic fluid, the liquid to be measured can be reliably blocked (((), the flow rate can be measured reliably, and it is not affected by the liquid properties of the liquid being measured, so it can be used continuously for multiple liquids. It can be used in liquid chromatography devices such as amino acid analyzers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図および第２図はそれぞれ別の実施例による流量計
を示す垂直断面図、第６図はその計測装置ｔのブロック
図である。 各１．ｆｆ１ｌ中、同一符号は同一または相当部分を示
し、１は計量管、２はバイパス管、６は磁性流体、４は
遮断液層、５は被計量液体、６．７は検出装置、８は発
光ダイオード、９はホトトランジスター、１０は信号発
生装置、１１．１２（ｌ−ｊ：巻線、１６．２２はオノ
ンレータ、１４はディテクター、１５は電磁石、２０は
オア回路、２１はフリップフロップ、２６はゲート、２
４はカウンタ、２５は演算装置、２６はナイスプレイで
ある。 代理人　弁理士　　柳　原　　　成1 and 2 are vertical sectional views showing flow meters according to different embodiments, and FIG. 6 is a block diagram of the measuring device t. 1 each. In ff1l, the same symbols indicate the same or equivalent parts, 1 is the measuring tube, 2 is the bypass tube, 6 is the magnetic fluid, 4 is the blocking liquid layer, 5 is the liquid to be measured, 6.7 is the detection device, and 8 is the light emitting device. Diode, 9 is a phototransistor, 10 is a signal generator, 11.12 (l-j: winding, 16.22 is an ononolator, 14 is a detector, 15 is an electromagnet, 20 is an OR circuit, 21 is a flip-flop, 26 is a gate, 2
4 is a counter, 25 is an arithmetic unit, and 26 is a nice play. Agent Patent Attorney Sei Yanagihara

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）磁性流体によりぬれ、被計Ｍ牧体によりぬれない
材質からなる計量管と、この計量管の２点を連絡スるバ
イパス管と、このバイパス宮中に充７Ｉｉ７１１した磁
性流体と、前記計量管内の被計量液体を分割するように
バイパス管より吐出される磁性流体からなる遮断液層と
、この遮断液層の移動により流量を検出する検出装置と
、計量管の下流側から遮断液層をバイパス管に吸入し、
かつ上流側から新しい遮断液層を計量管に吐出する磁石
とを備えたことを特徴とする流量計。(1) A metering tube made of a material that is wetted by the magnetic fluid but not wetted by the object to be measured, a bypass tube connecting two points of this metering tube, a magnetic fluid filled in the bypass tube, and the measuring tube A blocking liquid layer made of magnetic fluid is discharged from the bypass pipe so as to divide the liquid to be measured in the pipe, a detection device detects the flow rate by the movement of this blocking liquid layer, and a blocking liquid layer is detected from the downstream side of the measuring pipe. inhale into the bypass pipe,
A flow meter characterized by comprising: a magnet for discharging a new blocking liquid layer from the upstream side into a measuring tube. （２）バイパス管は磁性流体によりぬれ、被計量液体に
よりぬれない材質からなる特許請求の範囲第１項記載の
流量計。(2) The flowmeter according to claim 1, wherein the bypass pipe is made of a material that is wetted by the magnetic fluid but not wetted by the liquid to be measured. （３）検出装置は計量管の２点における遮断液層の通過
時刻Ｔｌ　ｓ　Ｔ２を検出し、Ｔ２−Ｔ、から△Ｔおよ
び流量を演算するものである特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の流量計。(3) The detection device detects the passing time Tl s T2 of the blocking liquid layer at two points on the measuring tube, and calculates ΔT and the flow rate from T2-T. Flowmeter described in section. （４）遮断液層の横比は、光電検出−５Ｗｉたは磁気感
応検出装置によるものである特許５ａ求の１ｌｉｌＨ川
第３項用載の流量計。(4) The lateral ratio of the blocking liquid layer is determined by a photoelectric detection-5Wi or a magnetically sensitive detection device.The flowmeter described in the 1li1H River Section 3 of Patent No. 5a. （５）△Ｔの演Ｎ　（ｒｉ　Ｔ＋　、　Ｔ２間のパルス
のカウントによるものである特許請求の範囲第３項記載
の流量計。(5) The flowmeter according to claim 3, wherein the function of ΔT is N (ri T+ , counting pulses between T2).