成果報告書詳細
管理番号20100000002295
タイトル平成21年度成果報告書 平成21年度第1回採択産業技術研究助成事業 09A07015a 曲がり管を利用した超小型質量流量計の開発 平成21年度中間
公開日2011/1/25
報告書年度2009 - 2009
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所小阪亮
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約本年度は、曲がり管を用いた質量流量計の計測原理の確認と、曲がり管内流れの数値流体解析を実施した。質量流量計の理論解析では、曲がり管を使用した質量流量の計測原理を確認するため、曲がり管の数理モデルを作成し、曲がり部での静圧上昇と流量の関係式を求めた。その結果、曲がり管を流れる質量流量と曲がり部の静圧上昇には、正の相関があることを確認することが出来た。また、理論解析の妥当性と最適な計測位置を求めるために、曲がり管内流れの数値流体解析を実施した。その結果、曲がり管を流れる質量流量と曲がり部の静圧増加量の関係式と、計測位置として最適な静圧増加部位を求めることが出来た。次に、数値流体解析を使用して、定常流と拍動流下での質量流量計の計測性能を評価した。数値流体解析の結果、定常流に対しては理論通りに遠心力から流量を計測できることが確認された。拍動流に対しては、流体の慣性力を補償する低域通過フィルタを用いることで、流量計測が可能であることが確認された。また、流体構造連成解析により、センサ貼り付け位置の歪量が、血流量計として十分な値となることを確認することが出来た。
英文要約The aims of this year are to develop a miniaturized mass-flow meter for an axial flow blood pump, and evaluate the measurement performance through computer analysis. The mass-flow meter utilized the centrifugal force produced by the mass-flow rate around the curved cannula. In order to determine the measurement position and to evaluate the measurement performance of the mass-flow meter, the CFD (computer fluid dynamics) analysis was conducted. As a result of the CFD analysis, the optimal design of the mass-flow meter was determined. Based on the analysis, the first sensor attached on the straight area measures the static pressure. And the second sensor attached on the curved area measures static pressure and the centrifugal force. By subtracting the first sensor output from the second sensor output, the mass-flow rate was obtained. In the evaluation tests, the measurement performance was evaluated under the constant flow and the pulsatile flow through the CFD analysis. As a result, it was confirmed that the mass-flow meter could measure not only continuous flow but also pulsatile flow by compensating the inertia force.
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