专利名称：将容积流量用作切换点的多功能涡式流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能涡式流量计，具有以容积流量进行计测的涡式 流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，对应于在流路中流动的被测 定流体的流量而分开使用以上两个流量计，更详细而言，涉及两个流量计 的切换点。
背景技术：
涡式流量计及热式流量计;故用于计测在流管中流动的^皮测定流体的流量。
涡式流量计如〃>知的那样是利用下迷原理的流量计，即在流体的流动中 配置涡旋发生体时，在既定的雷诺数范围内，从涡旋发生体在单位时间内产 生的卡曼涡旋数(涡旋频率)与气体、液体无关而与流量成比例，该比例常 数被称为斯特罗哈数。作为涡旋检测器，列举出了热传感器、应变传感器、 光传感器、压力传感器、超声波传感器等，它们是能够检测涡旋导致的热变 化、升力变化等的传感器。涡式流量计是能够不受净皮测定流体的物理特性的 影响而测定流量的简易的流量计，广泛地^皮用于气体或流体的流量计量(例 如，参照特许第2869054号公报)。
热式流量计构成为具有感温传感器(流体温度检测传感器)和加热感 温传感器(加热侧温度传感器)，将具有温度传感器和加热传感器的功能 的加热感温传感器(流速传感器(加热器))的温度控制为相对于由感温 传感器计测的温度存在一定的温度差。这是出于下述目的因为在被测定 流体流经时从加热器带走的热量与质量流量有关，所以由对加热器的加热 电量能够计算质量流量(例如，参照特开2004-12220号/>报)。
在特开2006-29966号公报中，公开了兼具涡式流量计的功能和热式 流量计的功能的多功能涡式流量计的技术。多功能涡式流量计，从微小流 量直到大流量都能够高精度地进行计测，这一点相比其他流量计而言特别 优异。
多功能涡式流量计根据在流管的流路中流动的被测定流体的流动的 状态而分开使用涡式流量计的功能和热式流量计的功能。即，在微小流量域或低流量域中，借助热式流量计的功能进行计测，在高流量域中，借助 涡式流量计的功能进行计测。
涡式流量计在流量降低而涡旋差压减小时，涡旋检测器的敏感度会不 足，所以在多功能涡式流量计中，以在既定的下限流量下向热式流量计切 换功能的方式进行控制。
在以往的多功能涡式流量计中，关于涡式流量计的功能和热式流量计 的功能的切换，进行以流量为基准进行判断的控制。即，在以往的多功能 涡式流量计中，以到达某个一定的流量则进行切换的方式进行控制。本发 明者认为，其中存在的问题是完全没有考虑到流管内的压力。以下，参照
该问题点。
本发明者发现有可能会出现下述情况即便流量降低但若流管内的压 力上升则涡旋差压变高，由此作为在切换流量计的功能时的判断基准的下 限流量降低，本发明者考虑将该发现的结果反映在多功能涡式流量计上。 本发明者，为了有效地利用涡式流量计的优点，考虑尽量地使用该涡式流 量计的功能来测定流量。
图7( A )中，在纵轴为容积流量[L/min]、横轴为流管内的压力[Mpaabs] 的图表中，用曲线表示涡式流量计的最小流量(点划线)。由该图表得知， 涡式流量计随着流管内的压力上升，能够计测直到更4氐的流量。这是由于 即便流量降低但若流管内的压力上升则涡旋差压变高，涡旋信号稳定。这 是本发明者提出的。
但是，在以往的多功能涡式流量计中，如上所述，若到达某个一定的 流量就进行切换，所以若在图表中图示切换点，则如图7(b)的横直线 的粗实线所示(切换点当然被图示在比涡式流量计的最小流量(点划线) 的曲线更靠上的位置)。
接着，若考虑与如这样的图7(b)所示的切换点(粗实线)及涡式 流量计的最小流量(点划线)对应的热式流量计，则与该选定对应，热式 流量计的最大流量必须选定为下述流量比涡式流量计的最小流量(点划 线)的曲线更靠上、并且与切换点(粗实线)没有交差、如图6 (a)的 曲线(间隔窄的虚线)所示的最大流量。
但是，在图8 (a)的曲线(间隔窄的虚线)所示的最大流量的热式 流量计中，虽然流量计测范围宽，但另一方面有可能出现下述情况无法 充分地实现作为多功能涡式流量计所必须的微小流量域及低流量域下的精度。
现在，精度优异的热式流量计有4艮多。本发明者i/c为，只要选定其中 最大流量的曲线更接近于涡式流量计的最小流量(点划线)的曲线的热式 流量计，就能够提供一种优异的多功能涡式流量计。但是，在选定了精度 好的热式流量计的情况下，如图8 (b)所示，最大流量的曲线(间隔大 的虚线)会在其中途与切换点(粗实线)交差，所以其结果是会产生无法 进行计测的状态。
本发明者如下地认为。即，切换点不考虑流管内的压力这是不能够使 用高精度的热式流量计的要因。本发明者考虑提供一种使用高精度的热式 流量计且更优异的多功能涡式流量计。
此外，本发明者发现有下述可能即使流量降低若流管内的压力上升 则涡旋差压提高，由此作为在切换流量计的功能时的判断基准的下限流量 下降，本发明者考虑将该发现的结果反映在多功能涡式流量计中。本发明 者为了有效地利用涡式流量计的优点，考虑尽量地使用该涡式流量计的功 能来测定流量。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而提出的，其目的在于提供一种将质量流量 用作切换点而更优异的多功能涡式流量计。
此外，本发明是鉴于上述的情况而提出的，目的在于提供一种重新认 识切换点而能够^^用高精度的热式流量计的多功能涡式流量计。
为了解决上述课题而提出的技术方案1记载的本发明的将质量流量 用作切换点的多功能涡式流量计，具有以容积流量进行计测的涡式流量计 和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路中流动的被测定流体的 流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据 上述质量流量确定，比上述涡式流量计的最小流量大且比上述热式流量计 的最大流量小的范围的切换点质量流量Qm由Qm-K3tV 确定(其中，P: 流路的压力(变量)、K3:由流路的面积、涡旋差压、与涡旋差压有关的 常数、0r下的latm的密度、以及latm时的压力确定的常数)。
为了解决上述课题而提出的技术方案2记载的本发明的将质量流量 用作切换点的多功能涡式流量计，具有以容积流量进行计测的涡式流量计 和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路中流动的被测定流体的流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据 上述质量流量确定，比上述涡式流量计的最小流量大且比上述热式流量计
的最大流量小的范围的切换点质量流量Qm由Qm-K4* 7^7f)确定(其中，P: 流路的压力(变量)、T:被测定流体的绝对温度(变量)、K4:由流路的 面积、涡旋差压、与涡旋差压有关的常数、OTC下的latm的密度、latm 时的压力、以及相当于0C的绝对温度(273. 15K)确定的常数)。
为了解决上述课题而提出的技术方案3记栽的本发明的将容积流量 用作切换点的多功能涡式流量计，具有以容积流量进行计测的涡式流量计 和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路中流动的被测定流体的 流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据 上述容积流量确定，比上述涡式流量计的最小流量大且比上述热式流量计 的最大流量小的范围的切换点容积流量Q由QHQ/V 确定(其中，P:流 路的压力(变量)、Kl:由流路的面积、涡旋差压、与涡旋差压有关的常 数、Ot:下的latm的密度、以及latm时的压力确定的常数)。
为了解决上述课题而提出的技术方案4记载的本发明的将容积流量 用作切换点的多功能涡式流量计，具有以容积流量进行计测的涡式流量计 和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路中流动的被测定流体的 流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点基于 上迷容积流量，比上述涡式流量计的最小流量大且比上述热式流量计的最 大流量小的范围的切换点容积流量Q由Q-K2/V^7T)确定(其中，P:流路 的压力(变量)、T:被测定流体的绝对温度(变量)、K2:由流路的面积、 涡旋差压、与涡旋差压有关的常数、O匸下的latm的密度、latm时的压
力、以及相当于ot;的绝对温度("3.1510确定的常数)。
根据具有这样的特征的技术方案1以及技术方案2所记载的发明，通 过加进压力因素、或加进压力和温度因素，进行从涡式流量计的功能向热 式流量计的功能、或从热式流量计的功能向涡式流量计的功能的切换。本 发明着眼于下述情况压力高时涡旋差压上升，结果涡式流量计的敏感度 上升而能够测定直到低流量。通过如本发明这样地确定切换点,即使压力、 温度变动也能够以最适当的(尽量低的)流量(流速)进行流量计的切换。
此外，根据具有这样的特征的技术方案3以及技术方案4所记栽的发 明，通#进压力因素、或加进压力和温度因素，能够进行从涡式流量计 的功能向热式流量计的功能、或从热式流量计的功能向涡式流量计的功能的切换。根据本发明，切换点对应于与涡式流量计的最小流量相关的压力 (压力以及温度)而变化。因此，能够使用高精度热式流量计，其具有与 涡式流量计的最小流量的曲线接近的最大流量的曲线。
因此，根据技术方案1以及技术方案2所记栽的发明，获得如下的效 果能够提供一种有效地利用涡式流量计的优点的高精度的多功能涡式流 量计。因此，获得能够提供一种比以往更优异的涡式流量计的效果。
此夕卜，根据技术方案3以及技术方案4所记载的发明，重新认识切换 点，从而能够使用高精度的热式流量计。因此，获得能够提供一种比以往 更优异的多功能涡式流量计的效果。
图1是表示本发明的将质量流量或者容积流量用作切换点的多功能 涡式流量计的一实施方式的主视图。 图2是图1的A-A线剖面图。 图3是流量变换器的剖面图。 图4是切换点的说明图。 图5是切换点的说明图。 图6是切换点的比较说明图。 图7是以往的切换点的说明图。 图8是以往的切换点的说明图。
具体实施例方式
以下，参照附图进行说明。图1是表示本发明的将质量流量用作切换 点的多功能涡式流量计的一实施方式的主视图。此外，图2是图1的A-A 线剖面图，图3是流量变换器的剖面图。进而，图4是切换点的说明图， 图5是切换点的比较说明图，图6是切换点的说明图。
在图1以及图2中，附图标记l表示本发明的多功能涡式流量计。该 多功能涡式流量计1构成为兼具涡式流量计的功能和热式流量计的功能。 此外，多功能涡式流量计1如下所述地构成为，确定两个流量计的切换点、 并基于该确定的切换点而切换流量计的功能。多功能涡式流量计1构成为 具有涡式检测机构7，具有测定用安装配管2、压力计3、测定管4、涡 旋发生体5、以及涡旋检测器6;热式检测机构IO，具有感温传感器8以及加热感温传感器9;流量变换器11，基于来自涡式检测机构7以及热式检测机构10的输出信号计算被测定流体(省略图示)的流速或流量。以下，首先参照图l至图3说明各构成，接着说明两个流量计的切换点。
测定用安装配管2，装卸自如地安装在流管12的中间(不限定于流管12的中间，也可安装在端部)，形成为在其内部形成有流路13的例如图示那样的筒状的构造体。在测定用安装配管2的两端，分别形成有接头。在这样的测定用安装配管2的外部，通过适当方式固定流量变换器11。形成在测定用安装配管2中的流路13形成为截面圆形。在该流路13中，被测定流体向箭头方向流动。
在流路13的中间，配置有测定管4、感温传感器8以及加热感温传感器9。此外，在这些测定管4等的上游侧且在测定管4的附近，形成有压力计测部14 (配置是一例)。在该压力计测部"处，以被收纳的状态安装压力计3。压力计测部14具有收纳压力计3的部分和导入在流路13中流动的被测定流体的一部分的部分。压力计3用于计测在流路13中流动的被测定流体的压力，在此使用公知的压力计(但为能够与流量变换器11对应的压力计)。压力计3以与流量变换器11 一体化的方式安装。压力计3，在比涡旋检测部6、感温传感器8以及加热感温传感器9稍稍向上游侧离开的位置上，与流量变换器ll一体化。
测定管4形成为管截面为四边形的筒状(形状是一例)。测定管4形成为沿着被测定流体流动的箭头方向延伸。在测定管4的被测定流体所流动的部分处设置有涡旋发生体5和位于该涡旋发生体5的下游侧的下述的受压板15。在测定管4的外部设置有保持感温传感器8以及加热感温传感器9的顶端的温度传感器保持部16 (在本实施方式中是一体的，但不限定于此)。测定管4经由连结筒部17而被固定在涡旋检测器6上。本实施方式中，连结测定管4的涡旋检测器6安装为相对于测定用安装配管2装卸自如。
涡旋发生体5，是用于在测定管4的内部使涡旋发生的部分，以与被测定流体的流动对置的方式设定其形状。涡旋发生体5，在本实施方式中，形成为三角柱形状(形状为一例。在专利文献1的特许第2869054号/>报中公开有几个例子)。涡旋发生体5，设置在测定管4的被测定流体所流入的一侧的开口部分处。涡旋发生体5，设置为位于测定管4的开口部分中央。在此，说明借助涡旋发生体5发生的涡旋。涡旋是从运动量变化大的位置剥离的涡旋，该运动量变化大的位置是利用流入至测定管4的上述开口部分的被测定流体沿着涡旋发生体5流动的流动而产生的，在涡旋发生体5的截面为本实施方式这样的三角形时，使三角形棱部为剥离点。从涡旋发生体5剥离流出的涡旋，根据卡曼的稳定涡旋条件，交错地交互地产生， 一边形成保持一定的涡旋间距离以及涡旋列间距离的涡旋列 一边流出。涡旋间距离，能够由在每单位时间产生的涡旋的数量即涡旋频率、和基于由在既定时间内流入至例如基准箱等的基准容器的流体求出的流量而计算的每单位时间的流速而求得。
温度传感器保持部16，以从测定管4的下壁向水平方向伸出的方式形成，若换言之，以从测定管4的两侧壁分别伸出的方式形成。温度传感器保持部16，没有特别限定，但形成为俯视的形状为三角形。温度传感器保持部16，在测定管4中形成为恰似有翅片那样的形状。将感温传感器8、加热感温传感器9的各顶端笔直地插入至这样的温度传感器保持部16中。
涡旋检测器6是用于涡旋检测的传感器，在此使用受压传感器。涡旋检测器6具有配置在测定管4内的涡旋发生体5的下游侧的受压板(传感器受压板)15和设置在涡旋检测器6内部的压力检测元件板，经由受压板15而利用压力检测元件板检测由利用涡旋发生体5产生的卡曼涡旋导致的脉动压力(交替压力)。涡旋检测器6在本实施方式中以与流量变换器11 一体化的方式安装。
涡旋检测机构7，为了求得在测定用安装配管2内流动的被测定流体的流速或流量而设置。将在测定管4内流动的被测定流体的流速或流量作为测定用安装配管2的部分流速或部分流量计算，从而求得在测定用安装配管2内流动的被测定流体的流速或流量。这A^于下述原因即使不是对测定用安装配管2的管截面的整体而是对于其局部进行测定，如果流动是均匀的则能够推定整体流量。即，在直管中流动的被整流了的流体的流速分布，作为雷诺数的函数而被提供，所以能够将从测定用安装配管2的中心部某个距离的位置处的流速换算为测定用安装配管2内的平均流速。
构成热式检测机构10的感温传感器8以及加热感温传感器9都采用公知的技术。并且在此省略对具体的结构的说明。本实施方式的感温传感器8是棒状的温度传感器，同样是棒状的加热感温传感器9是具有温度传
10感器和加热传感器的功能的流速传感器(加热器)。感温传感器8以及加热传感器9在本实施方式中，以与流量变换器11 一体化的方式安装。
感温传感器8以及加热感温传感器9伸出到测定用安装配管2的流路13中，最顶端部分被温度传感器保持部16保持。感温传感器8以及加热感温传感器9的各感温部分被配置在测定管4的附近，感温传感器8以及加热感温传感器9，与涡旋检测器6 —起排列设置为横向一列(配置是一例。只要配置为不影响涡旋检测，则其他情况也可以)。此外，也可以以从温度传感器保持部16进一步向流量13的中央伸出的方式延长感温传感器8以及加热感温传感器9的各感温部分(为了避免从外部向测定用安装配管2传递的热的作用)。
流量变换器11具有变换器壳18。在该变换器壳18的内部，设置有具有微型计算机等的构成的放大板19。在放大板19上连接有压力计3的传送线20、感温传感器8以及加热感温传感器9的各导线、涡旋检测器6的传送线21 (为了方便而改变图3中的感温传感器8以及加热感温传感器9的配置而进行图示。实际上配置在旋转了 90°的位置上。以与涡旋检测器6的传送线21 —起沿图3的纸面直角方向排列的方式配置)。
感温传感器8以及加热感温传感器9和传送线20以及21,被引入至变换器壳18的内部。感温传感器8以及加热感温传感器9和传送线20以及21,被引入至变换器壳18的内部而不露出至外部。感温传感器8以及加热感温传感器9、压力计3、涡旋检测器6、放大板19，具有作为流量计测部以及流量运算部的功能。
在变换器壳18的开口部分，在隔着密封材料(符号省略)的状态下安装有具有配电板22以及显示板23的变换器罩24。在变换器壳18的一侧壁上连接有传送电缆25。
在上述构成以及构造中，本发明的多功能涡式流量计1根据在测定用安装配管2的流路13中流动的被测定流体的流动状态，即基于下述的切换点，分开使用涡式流量计的功能和热式流量计的功能。具体而言，在微小流量域或低流量域中利用热式流量计的功能进行计测，在高流量域中利用涡式流量计的功能进行计测(尽量地借助涡式流量计的功能进行计测)。
本发明的多功能涡式流量计1，热式流量计的功能中的高流量域计测、和涡式流量计的功能中的低流量域计测会有一定程度的重叠，在该重叠的范围中确定切换点，并且基于确定的切换点通过流量切换器11进行切换(切换点在下边进行说明)。
首先，说明计测微小流量域或低流量域时的作用，即借助热式流量计的
功能进行计测时的作用。加热感温传感器9，基于由感温传感器8检测的温度进行流量计测。即，在流量变换器11中的流量计测部以及流量运算部中，加热加热感温传感器9(使电流流动)，以便使感温传感器8和加热感温传感器9的温度差一定(例如+30° )，并且由该加热的电流值计算质量流量。计算的质量流量在换算为既定的单位之后，显示在设置在变换器盖24的上部的显示部上，或者通过传送电缆25发信而显示在未图示的显示装置上。
补充说明上述质量流量的计算，在被测定流体(省略图示)向箭头方向流动时，加热感温传感器9借助#^测定流体而被冷却。为了将与感温传感器8的温度差控制为一定，需要进而使电流在加热感温传感器9上流动。此时，已知在加热感温传感器9上流动的电流与质量流量成比例，由此计算质量流量。
接着，说明借助涡式流量计的功能进行计测时的作用。在受压板15以及压力检测元件板处检测基于由涡旋发生体5产生的卡曼涡旋的脉动压力(交替压力)。并且，由涡旋检测器6中的检测值将在测定管4内流动的被测定流体的流速或流量作为测定用安装配管2的部分流速或部分流量而计算出，且计算出在测定用安装配管2内流动的被测定流体的流速或流量(容积流量)。计算出的流速或流量在换算为既定的单位后，显示在设置在变换器罩24的上部的显示部上，或者通过传送电缆25发信而显示在未图示的显示装置上。
关于在流量变换器11中进行的流量计的功能的切换，来自压力计3的测定值净皮取入至流量变换器11 ，加进这个被取入的测定值的因素而确定切换点，在此基础上进行从热式流量计的功能向涡式流量计的功能、或从涡式流量计的功能向热式流量计的功能的切换。
对切换点进行说明。
涡旋差压AP为如下这样的关系。
若变形该式，则成为
r2 = AP/(K*/^---a)
F:流速△P:涡旋差压P:密度K:常数。<切换点的计算1>
以质量流量进行切换(仅仅将压力作为变量的情况)。质量流量0m为下述关系
gm:质量流量/ :流路13的半径，
密度P为
"/ 0*尸/尸0.'.(3)
p0:在OX:下latm的密度尸绝对压力[Mpaabs〗尸0: latin的压力aO. 10133[Mpaabs]的关系。
若将(2)式代入至(1)式，则成为
{2m/(;r*W2*/7)}2 =AP/(^*p)。
若将左边整理为^m,则成为gnu*/ 2 */ * V{Ap/(K*/ )}。
若改写该式，则成为0m = ;r*/ 2々(AP承p/K)…(4)。
若将(3)式代入至(4)式，则成为2nu*i 2 * ^(Ap*p0*p/p0/K)。
若进而进行整理，则成为2m^7T"H^2木^/(AP承/ 0/P0/K)沐V "'(5)。
在此，若
K3二"i ",AP,/P0/K)，貝'J (5)式成为2m = K3*VF.(6)，该函数成为切换点(切换点质量流量em )。<切换点的计算2>
以质量流量进行切换(将压力/温度作为变量的情况)。质量流量^m如上所述，成为下述关系密度p为下述关系
<formula>formula see original document page 14</formula>... (7)
r:绝对温度[K]H):相当于0X:的绝对温度^273. 15 [K]。
若将(7)式代入至(4)式，则成为
<formula>formula see original document page 14</formula>
若进而进行整理，则成为
在此，若
尺4 = ;r * A2 * V(AP * p0//50 * ro/《)，fj (8)式成为
=〖4* V(尸/T)…(9)，该函数成为切换点(切换点质量流量2m )。
图4中，在以纵轴为质量流量[NL/min](为了方便，用通常的流量的单位(温度/压力的基准值分别为OX:、latm)表示)、以横轴为压力[Mpaabs]的图表中，图示有切换点(粗实线右侧上升的曲线)、涡式流量计的最小流量(点划线右侧上升的曲线)、热式流量计的最大流量(虚线与横轴平行的直线)的各线。图4所示的切换点(粗实线)，比涡式流量计的最小流量(点划线)大、比热式流量计的最大流量(虚线)小，4艮据本发明，根据上述的切换点的计算，以在涡式流量计的最小流量(点划线)的附近且紧贴最小流量(点划线)的方式确定切换点(粗实线)。因此，借助这样的切换点(粗实线)，如从图表可知，在本发明中能够尽量地使用涡式流量计的功能而测定流量。
另夕卜，若为了进行比较而一边参照图5—边进行说明，则在图5的图表中，切换点(粗实线)固定。切换点(粗实线)需要比涡旋流量的最小流量(点划线)大且比热式流量计的最大流量(虚线)小，所以在固定切换点(粗实线)时，其以在热式流量计的最大流量(虚线)的附近且紧贴最大流量(虚线)的方式笔直地确定。因此，即4^A能够通过涡式流量计测定的范围也必须通过热式流量计测定。 一般的热式流量计，公知在精度方面比渴式流量计差，所以在固定切换点(粗实线)时，精度方面的影响不小。在本发明中，能够解决这一点。
以上，如参照图1至图5进行说明的那样，根据本发明，能够提供一种充分发挥涡式流量计的优点的高精度的多功能涡式流量计1。换言之，能够提供一种比以往更优异的多功能涡式流量计1。压力高时涡旋差压上升，结果，涡式流量计的敏感度上升。因此，若 加进压力的因素，或者加进压力和温度的因素，就能够进行直到低流量的 测定。此时，本发明的切换点变得有用。通过如本发明这样地确定切换点， 即使压力、温度变动也能够根据最适合(尽可能低)的流量(流速)进行 流量计的切换。
〈切换点的计算3>
以容积流量进行切换(仅仅将压力作为变量的情况)。 容积流量^为下述关系
Q:容积流量
A:流路13的半径。
并且，密度^成为
/ =尸0*，0.--(11)
z o: OTC下latm的密度
P :绝对压力[Mpaabs]
latm的压力《1. 10133 [Mpaabs]
若将(10)式代入至(1)式，则成为 {2/(冗*"2)}2 =AP/(《*/ 〉。
若将左边整理为e，则成为
若将(11)式代入至(12 )式，则成为
2 = ;r ** V(AP/(《* PO *尸/尸0)}。
若进而进行整理，则成为 Q = ;r* A2 *AP/《/尸0*尸O) -(13)。
在此，若
Kl = ;r ** V(^7《/尸0 * f 0)，貝'J (13)式成为
2 =幻/#，该函数成为切换点(切换点容积流量2)。 <切换点的计算4>
以容积流量进行切换(将压力/温度作为变量的情况)。 容积流量2如上所述，成为下述关系
2 = ^2*,/( 》".(12)。
并且，密度p成为下述关系p = po * ，o * ro/r... (i 4)
r:绝对温度[K〗 ro:相当于0TC的绝对温度《273.15 [K]。
若将(14 )式代入至(12 )式，则成为
g = ;r ** V(A/7(尺* p0 *尸/尸0 * TO/r)}。
若进而进行整理，则成为 2 = ;r ** V( AP/《/pO * PO/TO) /VOW…(15)。
在此，若
《2 二 ；r *尺2 * V(AP/A:/pO *尸0/rO)，则(15)式成为
e二《2/v^y，该函数成为切换点(切换点容积流量2)。
图6中，在以纵轴为容积流量[L/min]、以横轴为压力[Mpaabs]的图 表中，图示有切换点(粗实线十分平顺的右侧下降的曲线)、涡式流量 计的最小流量(点划线十分平顺的右侧下降的曲线)、热式流量计的最 大流量(虚线右侧下降的曲线)的各线。图4所示的切换点(粗实线)， 比涡式流量计的最小流量(点划线)大、比热式流量计的最大流量(虚线) 小，根据本发明，若借助上述的切换点的计算，则以在涡式流量计的最小 流量(点划线)的附近且紧贴最小流量(点划线)的方式确定切换点(粗 实线)。因此，借助这样的切换点(粗实线)，如从图表可知，在本发明中， 能够尽量地使用涡式流量计的功能而测定流量。此外，热式流量计的最大 流量(虚线)与以往相比靠近于涡式流量计的最小流量(点划线)，所以 能够使用高精度的热式流量计。
以上，如参照图1至图3、以及图6进行说明的那样，根据本发明， 进行切换点的重新认识，从而能够使用比以往精度好的热式流量计，结果， 能够提供一种与以往相比更优异的多功能涡式流量计1 。
才艮据本发明，即使压力/温度变动也能够进行最适当的流量计的切换。
之外，在不改变本发明主旨的范围内，本发明当然能够有各种各样的变 更实施方式。
1权利要求
1. 一种多功能涡式流量计，将质量流量用作切换点，具有以容积流量进行计测的涡式流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路中流动的被测定流体的流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据上述质量流量确定，比上述涡式流量计的最小流量大且比上述热式流量计的最大流量小的范围的切换点质量流量Qm由确定(其中，P流路的压力(变量)、K3由流路的面积、涡旋差压、与涡旋差压有关的常数、0℃下的1atm的密度、以及1atm时的压力确定的常数)。
2. —种多功能涡式流量计，将质量流量用作切换点，具有以容积流 量进行计测的涡式流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流 路中流动的被测定流体的流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据上述质量流量确定，比上述涡式流量计 的最小流量大且比上述热式流量计的最大流量小的范围的切换点质量流 量Qm由Qm-K^/^f)确定(其中，P:流路的压力(变量)、T:被测定流 体的绝对温度(变量)、K4:由流路的面积、涡旋差压、与涡旋差压有关 的常数、Or下的latm的密度、latm时的压力、以及相当于Ot:的绝对温 度(273. 15K)确定的常数)。
3. —种多功能涡式流量计，将质量流量用作切换点，具有以容积流 量进行计测的涡式流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流 路中流动的被测定流体的流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据上述质量流量确定，比上述涡式流量计 的最小流量大且比上述热式流量计的最大流量小的范围的切换点容积流 量Q由Q-K1/V 确定(其中，P:流路的压力(变量)、Kl:由流路的面积、 涡旋差压、与涡旋差压有关的常数、0*€下的latm的密度、以及latm时 的压力确定的常数)。
4. 一种多功能涡式流量计，将质量流量用作切换点，具有以容积流 量进行计测的涡式流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流 路中流动的被测定流体的流量而分开使用这两个流量计，其特征为，上述两个流量计的切换点根据上述质量流量确定，比上述涡式流量计 的最小流量大且比上述热式流量计的最大流量小的范围的切换点容积流 量Q由Q-K2/^ f)确定(其中，P:流路的压力(变量)、T:被测定流体的绝对温度(变量)、K2:由流路的面积、涡旋差压、与涡旋差压有关的 常数、OTC下的latm的密度、latm时的压力、以及相当于0"C的绝对温度 (273. 15K)确定的常数)。
全文摘要
多功能涡式流量计(1)，具有以容积流量进行计测的涡式流量计和以质量流量进行计测的热式流量计，根据在流路(13)中流动的被测定流体的流量而分开使用它们。多功能涡式流量计(1)将质量流量用作切换点。即，多功能涡式流量计(1)根据质量流量确定两个流量计的切换点。比涡式流量计的最小流量大且比热式流量计的最大流量小的范围的切换点质量流量Qm由Qm＝K3*P确定。其中，P流路的压力(变量)、K3由流路(13)的面积、涡旋差压、与涡旋差压关联的常数、0℃下的1atm的密度、以及1atm时的压力确定的常数。或者，比涡式流量计的最小流量大且比热式流量计的最大流量小的范围的切换点容积流量Q由Q＝K1/P确定。其中P流路的压力(变量)、K1由流路(13)的面积、涡旋差压、与涡旋差压关联的常数、0℃下的1atm的密度、以及1atm时的压力确定的常数。
文档编号G01F1/32GK101467009SQ200780021899
公开日2009年6月24日 申请日期2007年4月23日 优先权日2006年6月13日
发明者松原直基, 高桥孝治 申请人:株式会社奥巴尔