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流量測定方法およびそれに用いる測定装置

国内特許コード P06A009642
掲載日 2007年2月16日
出願番号 特願2004-043386
公開番号 特開2004-271523
登録番号 特許第4565233号
出願日 平成16年2月19日(2004.2.19)
公開日 平成16年9月30日(2004.9.30)
登録日 平成22年8月13日(2010.8.13)
優先権データ
  • 特願2003-042619 (2003.2.20) JP
発明者
  • 山田 幸生
  • 桃木 秀幸
  • 角田 直人
出願人
  • 株式会社キャンパスクリエイト
発明の名称 流量測定方法およびそれに用いる測定装置
発明の概要

【課題】
光を用いて精度良く流量を測定する方法を提供する。
【解決手段】
まず、加熱部2により、流路1内を流れる流体を加熱する。ついで、加熱位置の下流側において、第1検出部3の発光部31から流体に対して光を照射する。流体を透過した光を、受光部32で受光する。ついで、受光した光の吸光度スペクトルの変化を検出する。この変化に基づいて、加熱流体の到着時間を知ることができる。さらに、第2検出部4により、同様の動作に基づいて、加熱流体の到着時間を検出する。第1・第2検出部3・4で検出された、加熱流体の到着時間に基づいて、加熱流体の流速または流量を精度良く測定することができる。
【選択図】図1A

従来技術、競合技術の概要


流量測定方法として、下記特許文献1記載のものがある。この技術は、光によって流体を加熱し、さらに、加熱された流体の到着を光によって検出するものである。この技術によれば、流体の汚染がなく、さらに、加熱手段を流体内に装備する必要がないという利点がある。



しかしながら、この技術では、加熱流体の検出を、加熱流体における屈折率の変化または泡の発生に基づく受光量の変化により行っている。



屈折率の変化による受光量の変化は一般に非常に小さい。このため、これを用いた検出では精度を上げることが難しい。加熱量を大きくすれば精度向上が可能であるが、大幅な加熱ができない流体も存在する。また、加熱量の増大は設備コストや運転コストの増加につながる。



さらに、流体内で泡を発生させる方法は、泡を発生させることが不適切な流体には適用できないという問題がある。また、泡を発生させるほどの加熱量は、一般にかなり大きなものとなってしまうという問題もある。




【特許文献1】特開2002-148089公報

産業上の利用分野


本発明は、流体の流量を測定する方法およびそれに用いる装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
次のステップを含むことを特徴とする流量測定方法:
(1)流路内を流れる流体を加熱または冷却するステップ;
(2)前記流体を加熱または冷却した位置よりも下流側において、前記流体に対して光を照射するステップ;
(3)前記流体における前記光の吸光度スペクトルを検出するステップ;
(4)前記吸光度スペクトルにおける、波長方向でのピーク位置の変動に基づいて、前記加熱または冷却された流体の到着時点を検出し、この到着時点を用いて、既定の位置から前記光の吸光度スペクトルを検出した位置まで前記流体が到達するまでの所要時間を算出することにより、前記流体の流量を検出するステップ。

【請求項2】
次のステップを含むことを特徴とする流量測定方法:
(1)流路内を流れる流体を加熱または冷却するステップ;
(2)前記流体を加熱または冷却した位置よりも下流側において、前記流体に対して複数の位置で光を照射するステップ;
(3)前記複数の位置において、前記流体における前記光の吸光度スペクトルを検出するステップ;
(4)前記複数の位置における前記吸光度スペクトルの、波長方向でのピーク位置の変動に基づいて、前記加熱または冷却された流体が前記複数の位置を順次通過するための所要時間を求め、この所要時間に基づいて前記流体の流量を検出するステップ。

【請求項3】
前記加熱又は冷却された流体の到着時点の検出は、前記波長方向でのピーク位置の変動と前記流体の温度変化量との関係を示す、予め取得された検量線に基づいて行われることを特徴とする請求項1に記載の流量測定方法。

【請求項4】
前記流体は、水を含む液体であり、前記流体に照射される光の波長帯域は、1400~1500nmの帯域を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の流量測定方法。

【請求項5】
前記流体は、水を含む液体であり、前記流体に照射される光の波長帯域は、1414nmまたは1463nm付近の帯域を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の流量測定方法。

【請求項6】
前記流体は、水を含む液体であり、
前記流体に照射される光の波長帯域は、1414nmおよび1463nm付近の帯域を含んでおり、
前記波長方向でのピーク位置の変動は、1414nm付近での波長における出力の差分と、1463nm付近での波長における出力の差分を用いて判定される
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の流量測定方法。

【請求項7】
前記流体の加熱は、透過光強度が入射光強度の約30~80%である波長を有する光によって行われることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項記載の流量測定方法。

【請求項8】
流路と、温度変化部と、検出部とを備えており、前記流路は、その内部における流体の移動を許容するものであり、前記温度変化部は、前記流路内を流れる流体を加熱または冷却するものであり、前記検出部は、前記流体の流れ方向において、前記温度変化部よりも下流側に配置されており、さらに、前記検出部は、発光部と受光部と解析部とを備えており、前記受光部は、前記発光部において発せられ、かつ、前記流体を通過または拡散反射した光を受光するものであり、前記解析部は、前記受光部で受光した光の吸光度スペクトルにおける、波長方向でのピーク位置の変動に基づいて、前記加熱または冷却された流体の到着時点を解析し、この到着時点を用いて、既定の位置から前記光の照射位置まで前記流体が到達するための所要時間を算出するものであることを特徴とする流量測定装置。

【請求項9】
前記流体は、水を含む液体であり、
前記発光部は、1400~1500nmの波長帯域を含む光を前記流体に照射するものであることを特徴とする請求項8に記載の流量測定装置。

【請求項10】
前記発光部から前記流体に照射される光の波長帯域は、1414nmまたは1463nm付近の帯域を含むことを特徴とする請求項8に記載の流量測定装置。

【請求項11】
前記流体は、水を含む液体であり、
前記発光部から前記流体に照射される光の波長帯域は、1414nmおよび1463nm付近の帯域を含んでおり、
前記解析部は、1414nm付近でのピークの波長における出力の差分と、1463nm付近でのピークの波長における出力の差分を用いて、前記加熱または冷却された流体の到達時点を解析するものであることを特徴とする請求項8に記載の流量測定装置。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004043386thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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