JPS5928259B2 - ガスのウオツベインデツクス測定装置 - Google Patents
ガスのウオツベインデツクス測定装置Info
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- JPS5928259B2 JPS5928259B2 JP3870878A JP3870878A JPS5928259B2 JP S5928259 B2 JPS5928259 B2 JP S5928259B2 JP 3870878 A JP3870878 A JP 3870878A JP 3870878 A JP3870878 A JP 3870878A JP S5928259 B2 JPS5928259 B2 JP S5928259B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、バラフィン系炭化水素およびオレフィン系炭
化水素のウオツベインデツクスを測定する装置に関する
。
化水素のウオツベインデツクスを測定する装置に関する
。
ウオツベインデツクスＷＩは第１式で定義される。
ｗｌ−−・・・・・・（１）
ここでＱは被測定ガスの総発熱量、ρ１は被測定ガスの
密度である。
密度である。
ウオツベインデツクスを求めるためには、総発熱量と密
度とを測定しなければならない。従来から被測定ガスの
総発熱量を測定するためには、たとえば、実際に被測定
ガスを燃焼用ガスと混合して一定状態で連続的に燃焼さ
せ、生じた燃焼ガスを熱交換器に導き、その熱交換器に
おいて一定状態で流れている冷却水に燃焼熱を吸収させ
ている。
度とを測定しなければならない。従来から被測定ガスの
総発熱量を測定するためには、たとえば、実際に被測定
ガスを燃焼用ガスと混合して一定状態で連続的に燃焼さ
せ、生じた燃焼ガスを熱交換器に導き、その熱交換器に
おいて一定状態で流れている冷却水に燃焼熱を吸収させ
ている。
この場合、被測定ガス、燃焼用空気および冷却水の各温
度と各流量、さらには気温を一定に保つた状態にして、
上記温度、流量、気温をそれぞれ測定し、それらの測定
値に基づいて被測定ガスの総発熱量を算出しなければな
らない。このような先行技術では総発熱量の測定誤差を
生じる要因が多く、したがつてウオツベインデツクスの
測定精度を向上することが難しい。したがつて本発明の
主な目的は、パラフィン系炭化水素およびオレフィン系
炭化水素のウオツベインデツクスを簡便にかつ高精度で
測定することを目的とする。
度と各流量、さらには気温を一定に保つた状態にして、
上記温度、流量、気温をそれぞれ測定し、それらの測定
値に基づいて被測定ガスの総発熱量を算出しなければな
らない。このような先行技術では総発熱量の測定誤差を
生じる要因が多く、したがつてウオツベインデツクスの
測定精度を向上することが難しい。したがつて本発明の
主な目的は、パラフィン系炭化水素およびオレフィン系
炭化水素のウオツベインデツクスを簡便にかつ高精度で
測定することを目的とする。
第１図は本発明を実施するための装置の系統図である。
この実施例においては、都市ガスとして用いられる液化
天然ガス（ＬＮＧ）を気化した天然ガスのウオツベイン
デツクスを測定するものである。この被測定ガスとして
の天然ガスは、パラフィン系炭化水素Ｃ。Ｈ２Ｏ＋２か
らなる混合気体である。恒温槽１内には、一対の音響管
２，３が設けられる。一方の音響管２にはガス配管４か
ら管路５を介して被測定ガスである天然ガスが導かれる
。管路５には減圧弁６、流量計７が介在される。他方の
音響管３には被測定ガスの組成と近似した天然ガスを標
準ガスとして封入する。音響管２，３は同一寸法であり
、同一構造を有する。音響管２の両端には、マイク８と
スピーカ９が取付けられており、マイク８からの出力電
気信号は、増幅器１０を介してスピーカ９に与えられる
。音響管２の長さ、従つてマイク８およびスピーカ９の
間の距離ｔ１を適宜に選ぶことによつて、その距離ｔ１
と被測定ガスの音速ｕ１とに対応した周波数ｆ１で、音
響管２内において発振（ハウリング）が生じる。この周
波数ｆ１は例えば約５ＫＨｚである。他方の音響管３に
おいても、前述の音響管２と同様に、マイタ１１、スピ
ーカ１２および増幅器１３が設けられる。マイク１１と
スピーカ１２との間の距離Ｔ２は、ｔ１に等しく選ばれ
る（ｔ１＝Ｔ２）。音響管３における前記距離Ｔ２と標
準ガスの音速Ｕ２とに対した音響定在波は、周波数Ｆ２
で発振する。恒温槽１内には測温体１７が設けられる。
天然ガス（ＬＮＧ）を気化した天然ガスのウオツベイン
デツクスを測定するものである。この被測定ガスとして
の天然ガスは、パラフィン系炭化水素Ｃ。Ｈ２Ｏ＋２か
らなる混合気体である。恒温槽１内には、一対の音響管
２，３が設けられる。一方の音響管２にはガス配管４か
ら管路５を介して被測定ガスである天然ガスが導かれる
。管路５には減圧弁６、流量計７が介在される。他方の
音響管３には被測定ガスの組成と近似した天然ガスを標
準ガスとして封入する。音響管２，３は同一寸法であり
、同一構造を有する。音響管２の両端には、マイク８と
スピーカ９が取付けられており、マイク８からの出力電
気信号は、増幅器１０を介してスピーカ９に与えられる
。音響管２の長さ、従つてマイク８およびスピーカ９の
間の距離ｔ１を適宜に選ぶことによつて、その距離ｔ１
と被測定ガスの音速ｕ１とに対応した周波数ｆ１で、音
響管２内において発振（ハウリング）が生じる。この周
波数ｆ１は例えば約５ＫＨｚである。他方の音響管３に
おいても、前述の音響管２と同様に、マイタ１１、スピ
ーカ１２および増幅器１３が設けられる。マイク１１と
スピーカ１２との間の距離Ｔ２は、ｔ１に等しく選ばれ
る（ｔ１＝Ｔ２）。音響管３における前記距離Ｔ２と標
準ガスの音速Ｕ２とに対した音響定在波は、周波数Ｆ２
で発振する。恒温槽１内には測温体１７が設けられる。
また恒温槽１内の雰囲気温度を上昇するためのヒータ１
８が設けられる。温調用電気回路１９は、測温体１７の
出力に応答して、ヒータ１８を付勢し、それによつて恒
温槽１の雰囲気温度を一定に保つ。参照符２０は、恒温
槽１内の雰囲気を撹拌するためのファンである。音響管
２内の圧力ｐ１と音響管３内の圧力Ｐ２とは、圧力補正
装置２１によつて同一の圧力に調節される。（ｐ１＝Ｐ
２）。ガス中の音速ｕとガス密度ρとの間には第２式の
関係がある。ｔ：ガスの温度 ρ：００Ｃにおける密度 α：温度係数 Ｒ：ガス比熱比 （Ｒ二定圧比熱Ｃｐ／定積比熱ＣＶ） 音響管２内の被測定ガスと音響管３内の標準ガスとの間
には、第３式が成立する。
８が設けられる。温調用電気回路１９は、測温体１７の
出力に応答して、ヒータ１８を付勢し、それによつて恒
温槽１の雰囲気温度を一定に保つ。参照符２０は、恒温
槽１内の雰囲気を撹拌するためのファンである。音響管
２内の圧力ｐ１と音響管３内の圧力Ｐ２とは、圧力補正
装置２１によつて同一の圧力に調節される。（ｐ１＝Ｐ
２）。ガス中の音速ｕとガス密度ρとの間には第２式の
関係がある。ｔ：ガスの温度 ρ：００Ｃにおける密度 α：温度係数 Ｒ：ガス比熱比 （Ｒ二定圧比熱Ｃｐ／定積比熱ＣＶ） 音響管２内の被測定ガスと音響管３内の標準ガスとの間
には、第３式が成立する。
第３式の各項の添字１は被測定ガスに関する項を表わし
、添字２は標準ガスに関する項を表わす。しかして音響
管２において、音速ｕ１と、周波数ｆ１と、波長λ１と
の間には第４式が成立する。
、添字２は標準ガスに関する項を表わす。しかして音響
管２において、音速ｕ１と、周波数ｆ１と、波長λ１と
の間には第４式が成立する。
図示の実施例において、音響管２に共振する音響定在波
が第５式を満足するように、Ｊ！．１を定める。前述の
ようにｔ１＝Ｔ２である。被湘徒ガスと標準ガスとのガ
ス組成が近似しており、両ガスの圧力が等しいので、Ｒ
１？Ｒ２である。
が第５式を満足するように、Ｊ！．１を定める。前述の
ようにｔ１＝Ｔ２である。被湘徒ガスと標準ガスとのガ
ス組成が近似しており、両ガスの圧力が等しいので、Ｒ
１？Ｒ２である。
またｔ１＝Ｔ２である。したがつて、第３式〜第５式に
基づいて第６式および第７式が成立する。標準ガスの密
度ρ２および周波数Ｆ２は既知である。
基づいて第６式および第７式が成立する。標準ガスの密
度ρ２および周波数Ｆ２は既知である。
したがつて混合検波器１４からの出力のうなり周波数Δ
ｆに応じて、第７式から、被測定ガスの密度ρ１を求め
ることができることが判る。被測定ガスの空気に対する
比重γと密度ρ１との間には、第８式の関係がある。本
件発明者は、被測定ガスの比重γと総発熱量Ｑとの間に
は第２図の関係があることを見出した。
ｆに応じて、第７式から、被測定ガスの密度ρ１を求め
ることができることが判る。被測定ガスの空気に対する
比重γと密度ρ１との間には、第８式の関係がある。本
件発明者は、被測定ガスの比重γと総発熱量Ｑとの間に
は第２図の関係があることを見出した。
被測定ガスが第１表に示す体積比でメタンの同族体Ｃｎ
．Ｈ２ｎ＋２から成る混合ガスである場合、比重γと総
発熱量Ｑとは次のようにして算出することができる。被
測定ガスの比重γ二０．５５４×０．８８３４＋１．０
３８×０．０６５１＋１．５２２×０．０３５４＋２．
００６×０．００６９＋２．００６×０．００８４＋＋
２．４９１×０，０００８二０．６４３被測定ガスの総
発熱量Ｑ＝９５３０×０．８８３４＋１６８２０Ｘ０．
０６５１＋２４３２０×０．０３５４＋３２０１０Ｘ０
９００６９＋３２０１０Ｘ０，００８４＋３７６７０Ｘ
０．０００８コ１０８９５Ｋｃａ１Ａｍ３被測定ガスの
比重γと総発熱量Ｑとは被測定ガスの組成に依存してお
り、異なる組成を有する被測定ガス毎に比重γと総発熱
量Ｑとを上述と同様に算出し、その結果をグラフ化する
と第２図が得られる。
．Ｈ２ｎ＋２から成る混合ガスである場合、比重γと総
発熱量Ｑとは次のようにして算出することができる。被
測定ガスの比重γ二０．５５４×０．８８３４＋１．０
３８×０．０６５１＋１．５２２×０．０３５４＋２．
００６×０．００６９＋２．００６×０．００８４＋＋
２．４９１×０，０００８二０．６４３被測定ガスの総
発熱量Ｑ＝９５３０×０．８８３４＋１６８２０Ｘ０．
０６５１＋２４３２０×０．０３５４＋３２０１０Ｘ０
９００６９＋３２０１０Ｘ０，００８４＋３７６７０Ｘ
０．０００８コ１０８９５Ｋｃａ１Ａｍ３被測定ガスの
比重γと総発熱量Ｑとは被測定ガスの組成に依存してお
り、異なる組成を有する被測定ガス毎に比重γと総発熱
量Ｑとを上述と同様に算出し、その結果をグラフ化する
と第２図が得られる。
したがつて第７式から被測定ガスの密度ρ１を求め、第
８式に基づいて比重γを求めると、第２図から総発熱量
Ｑを知ることができる。そこで、第１式に従つてウオツ
ベインデツクスＷＩを得ることができることが理解され
よう。再び第１図を参照して、混合検波器１４からの出
力は、うなり周波数Δｆを有しており、周波数一電圧変
換器１５の出力はうなり周波数Δｆに対応した電圧値を
有する。
８式に基づいて比重γを求めると、第２図から総発熱量
Ｑを知ることができる。そこで、第１式に従つてウオツ
ベインデツクスＷＩを得ることができることが理解され
よう。再び第１図を参照して、混合検波器１４からの出
力は、うなり周波数Δｆを有しており、周波数一電圧変
換器１５の出力はうなり周波数Δｆに対応した電圧値を
有する。
周波数一電圧変換器１５からの出力は、密度ρ１と総発
熱量Ｑとに対応している。記録計２６は、周波数一電圧
変換器１５からの出力を受信して、総発熱量Ｑを記録・
表示する。演算器２７は、周波数一電圧変換器１５から
の出力を受信して、第１式の演算を行ない、その演算結
果であるウオツベインデツクスＷ■を記録計２８に記録
・表示させる。この実施例では、都市ガスの特性として
重要なウオツベインデツクスＷＩだけでなく、比重γお
よび総発熱量Ｑをも一挙に測定することができるという
優れた利点がある。
熱量Ｑとに対応している。記録計２６は、周波数一電圧
変換器１５からの出力を受信して、総発熱量Ｑを記録・
表示する。演算器２７は、周波数一電圧変換器１５から
の出力を受信して、第１式の演算を行ない、その演算結
果であるウオツベインデツクスＷ■を記録計２８に記録
・表示させる。この実施例では、都市ガスの特性として
重要なウオツベインデツクスＷＩだけでなく、比重γお
よび総発熱量Ｑをも一挙に測定することができるという
優れた利点がある。
本発明は、被測定ガスとして、パラフィン系炭化水素の
同族体から成る混合ガスのほかに、オレフィン系炭化水
素の同族体から成る混合ガスであつても良い。
同族体から成る混合ガスのほかに、オレフィン系炭化水
素の同族体から成る混合ガスであつても良い。
標準ガスもまた同様に、パラフィン系炭化水素の同族体
から成る混合ガスおよびオレフィン系炭化水素の同族体
から成る混合ガスである。゛標準ガスは、被測定ガスの
組成と近似した組成を有する。以上のように本発明は、
被測定ガス中の音速が密度と発熱量とに対応することに
着目し、音速をその音速の値に関連する電気信号に変換
し、その電気信号に基づいてウオツベインデツクスを求
めるものである。
から成る混合ガスおよびオレフィン系炭化水素の同族体
から成る混合ガスである。゛標準ガスは、被測定ガスの
組成と近似した組成を有する。以上のように本発明は、
被測定ガス中の音速が密度と発熱量とに対応することに
着目し、音速をその音速の値に関連する電気信号に変換
し、その電気信号に基づいてウオツベインデツクスを求
めるものである。
したがつて従来からのようにウオツベインデツクスの算
出のために必要な総発熱量を測定するために被測定ガス
を実際に加熱・燃焼することは、本発明では必要なく、
応じて測定誤差を生じる要因が少なく、ウオツベインデ
ツクスの測定精度を向上することができる。また本発明
は、静的な比較的簡単な電気的構成によつて実現するこ
とができ、しかもその操作が容易である。さらに本発明
では、一方の音響管に標準ガスを封入し、他方の音響管
に被測定ガスを供給し、両者のガスの音速の差に起因し
たうなり周波数を検出し、これによつてウオツベインデ
ツクスを測定するようにしたので、精度を一層向上する
ことができる。しかも被測定ガスの流量が変化しても、
うなり周波数したがつて測定されるウオツベインデツク
スが変化することなく、このことによつてもまた精度を
向上することができる。また、高感度であり、保守が簡
便であり、きわめて長期間にわたつて高精度で測定を継
行することができる。
出のために必要な総発熱量を測定するために被測定ガス
を実際に加熱・燃焼することは、本発明では必要なく、
応じて測定誤差を生じる要因が少なく、ウオツベインデ
ツクスの測定精度を向上することができる。また本発明
は、静的な比較的簡単な電気的構成によつて実現するこ
とができ、しかもその操作が容易である。さらに本発明
では、一方の音響管に標準ガスを封入し、他方の音響管
に被測定ガスを供給し、両者のガスの音速の差に起因し
たうなり周波数を検出し、これによつてウオツベインデ
ツクスを測定するようにしたので、精度を一層向上する
ことができる。しかも被測定ガスの流量が変化しても、
うなり周波数したがつて測定されるウオツベインデツク
スが変化することなく、このことによつてもまた精度を
向上することができる。また、高感度であり、保守が簡
便であり、きわめて長期間にわたつて高精度で測定を継
行することができる。
第１図は本発明を実施するための装置の系統図、第２図
は本件発明者によつて得られた被測定ガスの比重γと総
発熱量Ｑとを表わすグラフである。 １・・・・・・恒温槽、２，３・・・・・・音響管、８
，１１・・・・・・マイク、９，１２・・・・・・スピ
ーカ、１０，１３・・・・・・増幅器、１４・・・・・
・混合検波器、１５・・・・・・周波数一電圧変換器、
２７・・・・・・演算器、２６，２８・・・・・・記録
計。
は本件発明者によつて得られた被測定ガスの比重γと総
発熱量Ｑとを表わすグラフである。 １・・・・・・恒温槽、２，３・・・・・・音響管、８
，１１・・・・・・マイク、９，１２・・・・・・スピ
ーカ、１０，１３・・・・・・増幅器、１４・・・・・
・混合検波器、１５・・・・・・周波数一電圧変換器、
２７・・・・・・演算器、２６，２８・・・・・・記録
計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の各音響管２、３の両端にはマイク８、１１と
スピーカ９、１２とがそれぞれ取付けられ、マイク８、
１１からの出力電気信号は増幅器１０、１３によつて増
幅されてスピーカ９、１２に与えられて発振を生じさせ
、一方の音響管３内には、パラフィン系炭化水素の同族
体の混合ガスを標準ガスとして封入し、他方の音響管２
内には、パラフィン系炭化水素の同族体の混合ガスを被
測定ガスとして供給し、標準ガスは被測定ガスの組成と
近似した組成を有し、各増幅器１０、１３からの出力を
混合検波器１４に与えてうなり周波数Δｆを有するうな
り信号を導出し、このうなり信号のうなり周波数に対応
した被測定ガスのウオツベインデツクスを測定すること
を特徴とするガスのウオツベインデツクス測定装置。 ２ 一対の各音響管２、３の両端にはマイク８、１１と
スピーカ９、１２とがそれぞれ取付けられ、マイク８、
１１からの出力電気信号は増幅器１０、１３によつて増
幅されてスピーカ９、１２に与えられて発振を生じさせ
、一方の音響管３内には、オレフィン系炭化水素の同族
体の混合ガスを標準ガスとして封入し、他方の音響管２
内には、オレフィン系炭化水素の同族体の混合ガスを被
測定ガスとして供給し、標準ガスは被測定ガスの組成と
近似した組成を有し、各増幅器１０、１３からの出力を
混合検波器１４に与えてうなり周波数Δｆを有するうな
り信号を導出し、このうなり信号のうなり周波数に対応
した被測定ガスのウオツベインデツクスを測定すること
を特徴とするガスのウオツベインデツクス測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870878A JPS5928259B2 (ja) | 1978-03-31 | 1978-03-31 | ガスのウオツベインデツクス測定装置 |
| US06/022,357 US4246773A (en) | 1978-03-31 | 1979-03-20 | Combustion property of gas measuring apparatus |
| DE2912654A DE2912654C2 (de) | 1978-03-31 | 1979-03-30 | Verfahren und Vorrichtung zur akustischen Analyse von Gasen und Anwendung des Verfahrens zur Regelung ihres Heizwerts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870878A JPS5928259B2 (ja) | 1978-03-31 | 1978-03-31 | ガスのウオツベインデツクス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54130991A JPS54130991A (en) | 1979-10-11 |
| JPS5928259B2 true JPS5928259B2 (ja) | 1984-07-11 |
Family
ID=12532806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3870878A Expired JPS5928259B2 (ja) | 1978-03-31 | 1978-03-31 | ガスのウオツベインデツクス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928259B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0510547Y2 (ja) * | 1986-11-14 | 1993-03-15 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4844377B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2011-12-28 | 横河電機株式会社 | 燃焼式熱量計 |
| GB2474569B (en) * | 2007-10-31 | 2012-04-11 | Anubiz Bvba | Apparatus and method for determining stoichiometric molar flow ratio for oxidation of a fuel |
-
1978
- 1978-03-31 JP JP3870878A patent/JPS5928259B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0510547Y2 (ja) * | 1986-11-14 | 1993-03-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54130991A (en) | 1979-10-11 |
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