(57)【要約】【課題】絶縁性液体が流れる配管内に設置され、絶縁性液体の流速が高く、Ｒｅ値が大きいときでも、電極板間におけるキャビテーションが抑制され、絶縁性液体の密度を高い精度で測定できる静電容量式液密度計の提供。【解決手段】コンデンサ部１の正電極板２および負電極板３は、絶縁性液体の流線に平行な１つの平面における断面形が流線形である。絶縁性液体流入口の側（前縁２１側）の断面の曲率は、絶縁性液体流出口の側（後縁２２側）の断面の曲率よりも小さい。電極板の断面を流線形することにより、電極板２，３の表面で絶縁性液体の剥離が生じず、キャビテーションが抑止され、電極板間容量が絶縁性液体の密度に正確に対応し、電極板間容量の測定により絶縁性液体の密度が高い精度で測定される。【選択図】　　　図１
2004053325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状電極を互いにほぼ平行に配置してなるコンデンサを備え、該複数の電極の間隙に絶縁性液体を流したときにおける該コンデンサの静電容量に基づき該絶縁性液体の液密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記板状電極における１つの断面が流線形をなすことを特徴とする静電容量式液密度計。
【請求項２】
少なくとも２枚の板状の電極をほぼ平行に対面させてなる平行平板型のコンデンサを備え、該コンデンサが絶縁性液体に漬けられ、該電極間隙に該絶縁性液体が流されたときにおける該コンデンサの静電容量に基づき該絶縁性液体の密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記絶縁性液体の流線に平行な１つの面における前記電極の断面形が流線形であることを特徴とする静電容量式液密度計。
【請求項３】
対向する正負の電極板により構成されるコンデンサ部と温度センサとを備え、該コンデンサ部の正負の電極板間に絶縁性液体が流され、該温度センサが該絶縁性液体に漬けられ、該電極板間の静電容量と該温度センサによる検知温度とに基づき該絶縁性液体の密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記電極板における２つの広平面は１つの仮想平面に関し対称な形を成し、該仮想平面に直交しかつ絶縁性液体流の流線に平行な断面における前記電極板の輪郭は前記絶縁性液体の流入側の端および流出側の端においてほぼ半円形をなし、該流入側の該端における該半円形の曲率を第１の曲率とし、該流出側の該端における該半円形の曲率を第２の曲率とするとき、該第１の曲率は該第２の曲率より小さい
ことを特徴とする静電容量式液密度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量式液密度計に関し、特に流動する絶縁性液体の密度を測定する静電容量式液密度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、ＬＮＧ、ＬＰＧ等の絶縁性液体の配管内に設置された静電容量式液密度計の構成を示す概念図である。本図は、配管１６の軸に直交する面において配管１６を切断した状態で示してある。本図では、配管１６及び貫通フランジ１５は、断面で現れているが、断面を表すハッチングは省略してある。断面にハッチングを入れると、符号の引出し線とハッチングとが錯綜し、図面が読み難くなるので、その錯綜を避けるために、本図では断面のハッチングを省略してある（図５（ｂ）及び図１（ｂ）の断面図においても同様の理由で断面のハッチングが省略してある）。
【０００３】
図２に示されるように、静電容量式液密度計は、配管１６の内部に挿入して設置されるコンデンサ部１と、温度センサ６と、コンデンサ部１および温度センサ６による計測値を外部に取り出すための電線７とを含む。これらの電線７は、貫通フランジ１５とハーメチック・コネクタ９を介して、引出し電線８として外部に取り出されており、コンデンサ部１の静電容量および温度センサ６による検知温度を液密度測定用の信号処理部に伝達する。コンデンサ部１は、絶縁材でなる筐体内に納められた導体板１０及び１１と、これら導体板１０及び１１から櫛状に伸びる複数の電極板とを含んでなる。保持体１２は、コンデンサ部１を吊るすような態様で、貫通フランジ１５を支点としてコンデンサ部１を保持する保持手段である。
【０００４】
密度測定対象はＬＮＧ、ＬＰＧ等の絶縁性液体である。絶縁性液体は、配管１６内を管軸方向に流れており、その一部分はコンデンサ部１の電極間隙を通り抜ける。コンデンサ１の電極間の誘電率は、温度が一定のとき、コンデンサ部１の電極間隙を通り抜ける絶縁性液体の密度に対応している。更に、その電極間の誘電率はコンデンサ１の静電容量に対応している。このように、絶縁性液体の温度が一定のとき、コンデンサ１の静電容量は絶縁性液体の密度に一意に対応しているので、電線７および引出し電線８を介してコンデンサ１の静電容量を取得した信号処理部は、絶縁性液体の密度と静電容量との既知の関係から絶縁性液体の密度を計算できる。絶縁性液体の密度と静電容量との関係は、絶縁性液体の温度をパラメータとするので、信号処理部は温度センサ６で検知した絶縁性液体の温度を用いて、コンデンサ１の静電容量に基づく絶縁性液体の密度を補正し、正確な絶縁性液体の密度を算出する。
【０００５】
図４は、従来の静電容量式液密度計におけるコンデンサ部１の外観構造を示す斜視図である。また、図５（ａ）はそのコンデンサ部１の正面図、図５（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図において、２は正電極板、３は負電極、４ａは上面板、４ｂは下面板、５は側面板をそれぞれ表す。また、符号１０１は絶縁性液体の流れる方向を表す。図５（ａ）は、絶縁性液体が流入する側からコンデンサ部１を見た図である。図５（ｂ）において、正電極板２、負電極板３および側面板５は断面で現れている。但し、断面にはハッチングは省略してある。断面にハッチングを省略した理由は、図２について述べたところと同じである。正電極板２は、図２における導体板１０から櫛状に伸びている。但し、正電極板２および導体板１０は一体に形成してあり、両者の境界は具体的には現れない。また、負電極板３は、図２における導体板１１から櫛状に伸びている。但し、正電極板３および導体板１１は一体に形成してあり、両者の境界は具体的には現れない。
【０００６】
図５（ａ）および（ｂ）から明らかなように、正電極板２は単純な矩形板であり、正電極板２の広平面は矩形である。負電極板３も正電極板２と全く同じ形の矩形板である。このように、正電極板２および負電極板３は共に平行平板による電極板として形成されており、絶縁性液体は、流れ方向１０１に沿ってコンデンサ部１の流入口側より内部に入り、これらの相対向する正負の電極板間を通って流出口側より配管１６内に出てゆく。正電極板２および負電極板３は矩形板であるから、正電極板２および負電極板３における流入口側の端面および流出口側の端面は、絶縁性液体の流線に対し直交する。このような絶縁性液体の流れ状態において、図２に示されるように、コンデンサ部１における正負両電極板間の容量と、温度センサ６による絶縁性液体の温度とが計測され、これらの計測値を引出し電線８を介して外部の信号処理部に伝達して処理することにより、該絶縁性液体の密度が測定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４及び図５を参照して以上に説明した従来例では、コンデンサ部において容量計測用として配置される正負の電極板が共に単純な平行平板により構成されている。このように、正負の電極板が共に単純な平行平板であると、配管内の絶縁性液体の流速の増加に伴なうＲｅ数（レイノルズ数）の増大により、電極間隙において該絶縁性液体の正負両電極板からの剥離等に起因するキャビテーションが発生する。正負両電極板間の絶縁性液体にキャビテーションが発生すると、正負両電極板間の容量はキャビテーションの生じない状態のときより小さくなる。すると、前記信号処理部の演算で得られる液体密度が、実際の絶縁性液体の密度より小さく計測される。
【０００８】
本発明の目的は、電極板間を流れる絶縁性液体にキャビテーションが発生するのを抑止して、高い精度で絶縁性液体の密度を測定できる静電容量式密度計の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【００１０】
（１）複数の板状電極を互いにほぼ平行に配置してなるコンデンサを備え、該複数の電極の間隙に絶縁性液体を流したときにおける該コンデンサの静電容量に基づき該絶縁性液体の液密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記板状電極における１つの断面が流線形をなすことを特徴とする静電容量式液密度計。
【００１１】
（２）少なくとも２枚の板状の電極をほぼ平行に対面させてなる平行平板型のコンデンサを備え、該コンデンサが絶縁性液体に漬けられ、該電極間隙に該絶縁性液体が流されたときにおける該コンデンサの静電容量に基づき該絶縁性液体の密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記絶縁性液体の流線に平行な１つの面における前記電極の断面形が流線形であることを特徴とする静電容量式液密度計。
【００１２】
（３）対向する正負の電極板により構成されるコンデンサ部と温度センサとを備え、該コンデンサ部の正負の電極板間に絶縁性液体が流され、該温度センサが該絶縁性液体に漬けられ、該電極板間の静電容量と該温度センサによる検知温度とに基づき該絶縁性液体の密度を測定する静電容量式液密度計において、
前記電極板における２つの広平面は１つの仮想平面に関し対称な形を成し、該仮想平面に直交しかつ絶縁性液体流の流線に平行な断面における前記電極板の輪郭は前記絶縁性液体の流入側の端および流出側の端においてほぼ半円形をなし、該流入側の該端における該半円形の曲率を第１の曲率とし、該流出側の該端における該半円形の曲率を第２の曲率とするとき、該第１の曲率は該第２の曲率より小さい
ことを特徴とする静電容量式液密度計。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態におけるコンデンサ部の外観構造を示す図である。図３は、図１の実施の形態における正電極板２の斜視図である。また、図２は、図１の実施の形態を絶縁性液体の配管１６内に配置した状態を示す概念図である。図２は、図４及び図５の従来の静電容量式液密度計に関して既に説明した図であり、絶縁性液体の配管１６内に配置するという使用の形態の点では、本発明の実施の形態と従来の静電容量式液密度計とで差はない。
【００１５】
図１（ａ）は、絶縁性液体が流入する側から見たコンデンサ部１の正面図（絶縁性液体が流入する側、すなわち該絶縁性液体の川上側より見た図）であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡーＡ線矢視断面図である。なお、図１（ｂ）では、正電極２、負電極３および側面板５は断面で現れているが、線の錯綜を避けるために断面のハッチングが省略してあることは前述のとおりでる。図３は正電極板２の斜視図であるが、負電極板３の斜視図も図３と同じに表れる。図１（ａ）と図５（ａ）との対比および図１（ｂ）と図５（ｂ）との対比で明らかなように、本発明の実施の形態と従来の静電容量式液密度計とは、正負の電極板２，３の断面形状において相違し、その他の点では両者の構造に差はない。
【００１６】
正電極板２は、図１（ｂ）の線Ｂ−Ｂに関し左右対称の形をなす板状体である。図１（ｂ）および図３に示すように、その板状体の正電極板２は、線Ｂ−Ｂを通り、導体板１０の上面（図１（ａ）において上面）に直交する面に関し対称な形の広平面２ａおよび２ｂを有する。正電極板２は導体板１０と一体であり、正電極板２の上面２３と導体板１０との境界面は具体的な面としては現れない。図１から明らかなように、正電極板２は、導体板１０から櫛状に伸びている。負電極板３は正電極板２と同じ構造である。負電極板３は導体板１１から櫛状に伸びており、負電極板３と導体板１１とは一体である。
【００１７】
図１（ａ）および（ｂ）並びに図３から明らかなように、本発明の実施の形態における正電極板２および負電極板３は共に単純な平行平板ではなく、Ａ−Ａ線断面形は流線形をなしている。絶縁性液体流入口の側の断面形状（図３における前縁２１部のＡ−Ａ線断面形）の曲率は、絶縁性液体流出口の側の断面形状（図３における後縁２２部のＡ−Ａ線断面形）の曲率よりも小さい。このように、正負の電極板の断面形状を流線形とすることにより、絶縁性液体のＲｅ値が大きいときも正負の電極板間におけるキャビテーションの発生が抑止される。正負の電極板間におけるキャビテーションの発生が抑止されることにより、絶縁性液体のＲｅ値の大小に拘わらずコンデンサ部１の容量が絶縁性液体の密度に高い精度で対応するので、信号処理部で演算される絶縁性液体の密度の精度が著しく向上される。信号処理部は、温度センサ６により検知された絶縁性液体の温度に基づき、コンデンサ部１の容量から求めた絶縁性液体の密度を補正し、より高い精度で絶縁性液体の密度を演算する。
【００１８】
【発明の効果】
以上に実施の形態を挙げ具体的に説明したように、本発明によれば、絶縁性液体の流線に平行な１つの平面における正負の電極板の断面形が流線形であるから、配管内の絶縁性液体の流速が高く、Ｒｅ値が大きくても、電極板表面で絶縁性液体の剥離が起き難く、電極板表面におけるキャビテーションが抑止され、正負の電極板間の容量が絶縁性液体の密度に高い精度で対応し、その容量の計測により絶縁性液体の密度が高い精度で測定される静電容量式密度計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコンデンサ部の構造を示す図である。
【図２】静電容量式液密度計の配管内における配置状況を示す概念図である。
【図３】図１の実施の形態における正電極２を示す斜視図である。
【図４】従来の静電容量式密度計の外観を示す斜視図である。
【図５】従来の静電容量式密度計におけるコンデンサ部の構造を示す図である。
【符号の説明】
１　　コンデンサ部
２　　正電極板
２ａ，２ｂ　　正電極板の広平面
３　　負電極板
４ａ　　上面板
４ｂ　　下面板
５　　側面板
６　　温度センサ
７　　電線
８　　引出し電線
９　　ハーメチック・コネクタ
１０，１１　　導体板
１２　　保持体
１５　　貫通フランジ
１６　　配管
２１　　正電極板の前縁
２２　　正電極板の後縁
２３　　正電極板の上面
２４　　正電極板の下面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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