使用超声波气量计测量气体流量的方法技术

本发明专利技术气体流量的测量方法，准备具有小管径测定流路的超声波气量计１，将其测定流路４部分由中管径或大管径的气体流路１１上形成的开口部位１２，插入导管１１的内部。小管径用的超声波气量计１的指示值Ｑ０和气体导管１１中流过的气体流量Ｑ的对应关系以线性近似式形态预先存储起来。实际测量时，依据超声波气量计１的指示值Ｑ０与线性近似式，算出气体流量。对于不同管径的气体导管，都可小管径用的超声波气量计，实现了高度通用性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波气量计，特别是涉及通过使用同一规格的超声波气量计，测量不同管径的气体导管内流过的气体流量的测量的方法。
技术介绍
迄今为止的超声波气量计，需要根据作为测量对象的气体导管的管径大小来设计最适当的测定流路。例如，图14所示，气体导管为小管径、中管径及大管径不同的场合，都必须分别选用相应的最适当的超声波元件、对超声波元件所施加的电压、测量线的长度、测量线放置的角度、流路的截面面积、以及流路截面的纵横比等。因此，过去，由主流路和副流路所形成的超声波气量计与气体导管，同轴状态下连接，当该气体导管流过的气体流入主流路及副流路，超声波气量计对气体流量进行测量(参照下列专利文献图7)。由于主流路和副流路流过气体的分流比已被预先测定，当副流路安装的超声波元件对该副流路流过的气体流量测出后，依据测量数值和分流比，计算出气体导管中流过气体的流量。这样构成的超声波气量计，因为进行超声波计量的副流路的管径是一定的，所以无论气体流路的管径有怎样的变动，超声波气体流量表也不必重新设计。专利文献特开2002--243520号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供高通用性的气体流量测量方法，该方法使用只配置了测定流路的超声波气体流量表，计测不同管径气体导管中流过的气体的流量。为解决上述课题，本专利技术使用超声波气体流量表测量气体流量的方法，利用小管径用的超声波气体流量表，构成中管径及大管径用的超声波气体流量表。为此，本专利技术将中管径气体导管或大管径气体导管中流过的气体的至少一部分流向小管径用的超声波气量计(标准超声波气量计)的测定流路，进行测量该气体流量，据此，计算出中管径或大管径气体导管中流过的气体流量。为了由超声波气量计的指示数值计算出中管径或大管径气体导管中流过的气体流量，预先求得超声波气量计的指示数值与导管流过的实际气体流量的对应关系，依据该对应关系例如计算公式，可从超声波气量计的指示数值计算出流过气体导管的气体流量。本专利技术提供一种，即准备具有标准管径测定流路的标准超声波气量计，使比上述标准管径大的管径的气体流路里流过的至少一部分气体流经上述标准超声波气量计的上述测定流路，预先求得上述标准超声波气量计气体流量的指示数值与流经上述气体流路中实际气体流量的对应关系，根据上述标准超声波气量计的指示数值与上述对应关系，算出上述气体流路中流过的气体流量。对应关系，例如，依据线性近似式进行近似，据此线性近似式能够计算并求证出气体流量。这里，将上述标准超声波气量计的上述测定流路，插入上述气体流路内，流过气体流路气体的一部分能够流入上述测定流路。并且，上述气体流路内分成多个分流路，上述标准超声波气量计的上述测定流路也可以插入其中的一个上述分流路。取代将上述标准超声波气量计的上述测定流路插入上述气体流路内，可在上述气体流路向外测分支后，将上述气体流路下游侧的部分合流而形成分支流路，在上述分支流路中插入上述标准超声波气量计的上述测定流路。在此场合，上述气体流路流过气体流量在所定流量以下的场合，使上述气体流路的全部流过气体经由上述分支流路流过，从而能高精度测量出小流量的气体流量。再则，作为在上述分支流路，可形成第一分支流路和比第一分支流路管径大的第二分支流路，上述标准超声波气量计的上述测定流路插入上述第一分支流路。在此场合，上述气体流路流过气体的流量，在第一流量以下(小流量)时，使流过上述气体流路的全部气体，流经由上述第一分支流路。又，上述气体流路流过的气体流量超过第一流量而在第二流量以下(中流量)时，使流过上述气体流路的全部气体，流经上述第一和第二分支流路。再者，上述气体流路流过的气体流量超过上述第二流量(大流量)时，使流过上述气体流路气体的一部分流经由上述第一和第二个分支流路。如此，能够高精度测量出从小流量到大流量的气体流量。附图说明图1是本专利技术的实施方式1气体流量测量方法的示意图。(a)是小管径用超声波气量计(标准超声波气量计)的示意图。(b)是测量小管径气体导管的气体流量场合的示意图。(c)是测量中管径或大管径气体导管的气体流量场合的示意图。图2是超声波气量计的基本测量原理示意图。图3表示求出小管径用超声波气量计的指示值和流过气体导管的气体流量的对应关系时的示意图。图4是小口径用的超声波气量计的指示值和流过气体导管的气体流量间对应关系的线性近似式表示的图表。图5是图1的小管径用的超声波气量计插入状态示例的示意图。图6是图1的气体流量计测方法的变形示例的示意图。图7是适用于本专利技术的实施方式2的示意图。图8是分支流路中气体流的一部分使用整流版导引的示意图。图9是分支流路中气体流的一部分利用压力差导引的示意图。图10是本专利技术的实施方式3的示意图。图11是分支流路中气体流的一部分使用整流板导引时的示意图。图12是分支流路中气体的一部分利用压力差导引时的示意图。图13是本专利技术的实施方式4的示意图。图14是气体导管管径不同的场合测定流路的示意图。符号说明1.小管径用超声波气量计2.金属外壳3.显示部4.测定流路5，6.超声波元件11.气体导管12.开口部13.分流路14.气体导管15.分支流路16.分支部位17.合流部位18.插入部位19.整流板20.截面收缩部分31.气体导管32.分支部位33，34.分支流路35.合流部位36，37.挡板(瓣阀)具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的使用超声波气量计，测量气体流量方法的各实施方式。实施例1图1是实施方式1的气体流量测量方法的示意图。如图1(a)所示，在实施方式1中，小管径用的超声波气量计(标准超声波气量计)1，包括有表壳2，装在表壳2表面上的显示部3，以及形成横向贯通表壳2状态的小管径(标准管径)的测定流路4。测定流路4中装有一对超声波元件(未图示)，该元件夹持测定流路4而相对配置。图2是超声波气量计1的基本测量原理的示意图。超声波气量计1是利用超声波的到达时间随气体流速的变化来检测出流量的。如图2所示，气体在测定流路4内以速度v流动。超声波元件5、6相互发送超声波(速度c)，另一方超声波元件6、5接受该声波，测定到达时间(t1，t2)。根据到达时间，速度v由下列公式表示。t1＝L/(c+vcosθ)t2＝L/(c-vcosθ)v＝(L/2cosθ)·(1/t1-1/t2)其中，L是传送距离，t1是顺方向的传送时间，t2是逆方向的传送时间，v是气体流速，c是声速。气体流量Q，由流速v和流路的截面积s的乘积求得。Q＝v·s使用这样构成的小管径用超声波气量计1，测量小管径导管流过气体流量的场合，如图1(b)所示，可以将测定流路4直接连接气体导管。其次，使用这种小管径用的超声波气量计1，测量中管径的气体导管和大管径的气体导管中流过气体流量的场合，如图1(C)所示，将小管径用超声波气量计1的测定流路4，按它的轴线4a平行于气体导管11的轴线11a，插入气体导管11内。即，在气体导管11上形成可插入小管径用超声波气量计1的测定流路4的一部分的开口部位12，由此，插入小管径用的超声波气量计1，开口部12和小管径用超声波气量计1的表壳2之间进行密封。此后，如图3所示，使用标准器，在气体流路11的气体流量Q从零开始增加时，记录下来小管径用的超声波气量计1的指示值Q0(测量气体流量)。这样求出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用超声波气量计测量气体流量的方法，其特征在于：准备具有标准管径测定流路的标准超声波气量计，使比上述标准管径大的管径的气体流路流过的至少一部分气体流经上述标准超声波气量计的上述测定流路，预先求得上述标准超声波气量计气体流量的指示数值与流经上述气体流路中实际气体流量的对应关系，根据上述标准超声波气量计的指示数值与上述对应关系，算出上述气体流路中流过的气体流量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：土田泰秀，西田纯一，
申请(专利权)人：东洋计器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]