流量计测装置和流量计测方法制造方法及图纸

提供流量计测装置和流量计测方法，不仅在紊流区域，而且在层流区域和转变区域中也能高精度地对流量进行计测。处理器具有：参数生成部，其根据已知流量和针对该已知流量计测出的压差求出下述式1的流量计算式的基准压差，以基准压差为界生成两组包含流量计算式的系数c1～c3的参数组；压差判定部，其对作为计测对象的流体的被计测出的压差与基准压差进行比较，选择两组参数组中的任意参数组；以及流量计算部，其根据参数组和计测出的压差对流体的流量进行计算。(式1)ΔP＝c1×η×Q+c2×ρ×Q

Flow meter measuring device and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量计测装置和流量计测方法
本专利技术涉及流量计测装置和流量计测方法。更详细而言，涉及如下流量计测装置和流量计测方法，该流量计测装置具有：计测器，其对供流体进行流动的管体的第一受压部的第一压力与所述管体的第二受压部的第二压力的压差进行计测；以及处理器，其根据计测到的压差对所述流体的流量进行计算。
技术介绍
以往，针对像上述那样的流量计测装置，例如公知有像专利文献1所记载的那样的装置。该装置使用由设置于导通路的静压测定孔测定到的静压和由后液压检测管测定的后液压的压差来对流体的流量进行计测。在流体的流动中，存在层流区域、紊流区域以及在层流区域和紊流区域之间从层流区域向紊流区域进行变化的转变区域。但是，在该压差式流量计中，没有考虑像这样的流体的状况来对流量进行计算，需要使计测精度进一步提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本技术登记第3200638号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题鉴于该以往的情况，本专利技术的目的在于，提供不仅在紊流区域，而且在层流区域和转变区域中也能高精度地对流量进行计测的流量计测装置和流量计测方法。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的流量计测装置的特征在于，流量计测装置具有：计测器，其对供流体流动的管体的第一受压部处的第一压力与所述管体的第二受压部处的第二压力的压差进行计测；以及处理器，其根据计测到的压差对所述流体的流量进行计算，其中，所述处理器具有：参数生成部，其根据多个已知的流量和针对所述多个已知的流量而计测到的压差求出下述式1的流量计算式中的基准压差，并且以所述基准压差为界生成两组包含所述流量计算式的系数c1～c3的参数组；压差判定部，其对作为计测对象的流体的被计测出的压差与所述基准压差进行比较，选择生成的两组参数组中的任意参数组；以及流量计算部，其将选择出的参数组和计测到的所述压差代入所述流量计算式，对所述流体的流量进行计算，(式1)ΔP＝c1×η×Q+c2×ρ×Q2+c3Q是流量，ΔP是压差，η是动黏性系数，ρ是密度，c1～c3是系数。另外，在在管体的内部流动的流体中，存在层流区域、紊流区域以及转变区域，该层流区域成为平滑且没有旋涡的稳定的流动，粘性力占主导影响，该紊流区域产生各种旋涡，惯性力占主导影响，转变区域在层流区域与紊流区域之间，粘性力和惯性力共存。通过由上述式1的流量Q的二次函数所表示的流量计算式求出该流体的压差ΔP。这里，将c1×η×Q称为粘性项，将c2×ρ×Q2称为惯性项。层流区域与紊流区域的流体的流动状况不同，流量计算式的对粘性项和惯性项的依赖程度也不同。根据上述结构，根据多个已知流量和针对多个已知流量而计测到的压差求出上述式1的流量计算式的基准压差，并且以基准压差为界生成两组包含上述流量计算式的系数c1～c3的参数组。由此，以基准压力为界，将流量计算式分成与基本不发生层流分离的范围(流量较小的情况)和发生层流分离的范围(流量较大)的范围相当的范围，在各范围中生成流量计算式的系数，因此能够生成作为与柱状部件的外周面附近的流体的流动状况对应的系数的参数组。然后，对作为计测对象的流体的计测的被计测出的压差与基准压差进行比较，选择生成的两组参数组中的任意参数组，将选择出的参数组和计测出的压差代入流量计算式而对流体的流量进行计算，因此能够根据与作为计测对象的流体的状况对应的参数对流量进行计算，提高计算精度。而且，由于以基准压差为界生成不同的参数，因此提高了包含上述转变区域和层流区域的程度的流量较小的区域的计算精度。由此，不仅在紊流区域，而且在层流区域和转变区域中也能高精度地对流量进行计测。在上述结构中，可以是，所述管体在其内部具有沿与所述流体的流动方向垂直的方向延伸的柱状部件，所述第一受压部是设置于所述柱状部件在所述流动方向上的上游侧处的第一测定孔，所述第二受压部是设置于所述柱状部件在所述流动方向上的下游侧处的第二测定孔，所述柱状部件呈关于第一平面线对称的流线形状，该第一平面与所述管体的中心轴线垂直，并且穿过所述柱状部件在所述流动方向上的长度的中心，所述第一测定孔和所述第二测定孔配置为关于所述第一平面线对称。在管体的内部沿与流体的流动方向垂直的方向延伸的柱状部件呈关于第一平面线对称的流线形状，该第一平面通过沿流动方向的长度的中心，因此沿该流线形状流动的流体产生层流或紊流。而且，在柱状部件上，作为第一受压部而在流动方向的上游侧配置第一测定孔，作为第二受压部而在下游侧配置第二测定孔，该第一测定孔与该第二测定孔关于第一平面线对称。由此，柱状部件关于流体的流动方向具有双向性，因此不需要对应于流动方向而重新设定参数。由此，即使在流体的流动方向相反的情况下，柱状部件的流体的变化(速度和压力变化等)的分布同样关于第一平面对称，因此无论流体的流动方向如何，都能够使用相同的参数组对流量进行计测。也可以为，所述柱状部件关于第二平面线对称，该第二平面包含所述管体的中心轴线，并且与所述柱状部件的延伸方向平行。由此，柱状部件受到的流体的压力相对于第二平面左右大致均匀，提高了计测精度并且提高了柱状部件的耐久性。也可以为，所述柱状部件具有外周面，通过下述式2和式3定义该外周面在与所述第一平面和所述第二平面垂直的第三平面上投影的形状。(式2)L＝2(K+r)(式3)d＝2(K(1/cosθ-tanθ)+r)(O：原点，d：柱状部件的宽度，L：柱状部件的流动方向上的长度，r：以在流动方向上距原点O距离为±K的点a为中心的圆弧的半径，θ：圆弧的圆心角/2)根据上述式2、3，柱状部件的管径方向上的宽度d取决于圆弧的圆心角。通过调整柱状部件的流动方向的长度和圆弧的圆心角，能够控制紊流的产生和压力损失，从而能够形成可提高测定精度的形状。也可以为，所述柱状部件在所述管体内部于延伸方向上的长度比所述管体的直径小。由此，在柱状部件的延伸方向的端部与管壁之间形成能够供流体流下的间隙，降低在流体的流动方向上柱状部件占管截面的比例。由此，能抑制柱状部件所导致的流体的压力损失并且能够确保测定精度。也可以为，所述第一测定孔和所述第二测定孔位于所述管体的中心轴线上。由此，由于对中心的压差进行计测，在管体流动的流体的压力在该中心最高，因此提高了流量的计测精度。也可以为，所述柱状部件是实心的，在所述第一测定孔和所述第二测定孔分别形成与计测器连通的管状的连通路。通过采用实心的结构，能够确保相对于流体的强度(阻力)，并且能够确保测定精度。在上述任意方式所记载的结构中，所述流体也可以是呼吸气体。如上所述，柱状部件具有双向性，因此本专利技术的流量测定装置例如能够作为呼吸测定装置而实施。另外，所述流体也可以是医疗用气体。也可以为，该流量计测装置还具有沿与所述流体的流动方向垂直的方向延伸的柱状部件，所述第一受压部是设置于所述管体的管壁的第一开口，所述柱状部件位于比所述第一开口靠所述流动方向的下游侧的位置，所述第二受压部是设置于所述柱状部件的所述下游侧的第二开口。另外，也可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流量计测装置，其具有：/n计测器，其对供流体流动的管体的第一受压部处的第一压力与所述管体的第二受压部处的第二压力的压差进行计测；以及处理器，其根据计测到的压差对所述流体的流量进行计算，/n其中，/n所述处理器具有：/n参数生成部，其根据多个已知的流量和针对所述多个已知的流量而计测到的压差求出下述式1的流量计算式中的基准压差，并且以所述基准压差为界生成两组包含所述流量计算式的系数c1～c3的参数组；/n压差判定部，其对作为计测对象的流体的被计测出的压差与所述基准压差进行比较，选择生成的两组参数组中的任意参数组；以及/n流量计算部，其将选择出的参数组和计测到的所述压差代入所述流量计算式，对所述流体的流量进行计算，/n式1：ΔP＝c1×η×Q+c2×ρ×Q

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流量计测装置，其具有：
计测器，其对供流体流动的管体的第一受压部处的第一压力与所述管体的第二受压部处的第二压力的压差进行计测；以及处理器，其根据计测到的压差对所述流体的流量进行计算，
其中，
所述处理器具有：
参数生成部，其根据多个已知的流量和针对所述多个已知的流量而计测到的压差求出下述式1的流量计算式中的基准压差，并且以所述基准压差为界生成两组包含所述流量计算式的系数c1～c3的参数组；
压差判定部，其对作为计测对象的流体的被计测出的压差与所述基准压差进行比较，选择生成的两组参数组中的任意参数组；以及
流量计算部，其将选择出的参数组和计测到的所述压差代入所述流量计算式，对所述流体的流量进行计算，
式1：ΔP＝c1×η×Q+c2×ρ×Q2+c3
Q是流量，ΔP是压差，η是动黏性系数，ρ是密度，c1～c3是系数。


2.根据权利要求1所述的流量计测装置，其中，
所述管体在内部具有沿与所述流体的流动方向垂直的方向延伸的柱状部件，
所述第一受压部是设置于所述柱状部件在所述流动方向上的上游侧的第一测定孔，
所述第二受压部是设置于所述柱状部件在所述流动方向上的下游侧的第二测定孔，
所述柱状部件呈关于第一平面线对称的流线形状，该第一平面与所述管体的中心轴线垂直，并且穿过所述柱状部件在所述流动方向上的长度的中心，
所述第一测定孔和所述第二测定孔配置为关于所述第一平面线对称。


3.根据权利要求1或2所述的流量计测装置，其中，
所述柱状部件关于第二平面线对称，该第二平面包含所述管体的中心轴线，并且与所述柱状部件的延伸方向平行。


4.根据权利要求3所述的流量计测装置，其中，
所述柱状部件具有外周面，通过下述式2和式3来定义该外周面投影在与所述第一平面和所述第二平面垂直的第三平面上而得到的形状，
式2：L＝2(K+r)
式3：d＝2(K(1/cosθ-tanθ)+r)
O是原点，d是柱状部件的宽度，L是柱状部件在流动方向上的长度，r是以在流动方向上距原点O距离为±K的点a为中心的圆弧的半径，θ是圆弧的圆心角/2。


5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的流量计测装置，其中，
所述柱状部件在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木博，木幡巌，中家崇巌，
申请(专利权)人：株式会社木幡计器制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP