JPH0466817A - カルマン渦流量計 - Google Patents
カルマン渦流量計Info
- Publication number
- JPH0466817A JPH0466817A JP2179477A JP17947790A JPH0466817A JP H0466817 A JPH0466817 A JP H0466817A JP 2179477 A JP2179477 A JP 2179477A JP 17947790 A JP17947790 A JP 17947790A JP H0466817 A JPH0466817 A JP H0466817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vortex
- fluid
- sensor
- detection
- karman
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、流体の流れの中に置かれた渦発生部によって
発生する渦列、つまりカルマン渦を検出して流量を測定
するカルマン渦流量計に関するものである。
発生する渦列、つまりカルマン渦を検出して流量を測定
するカルマン渦流量計に関するものである。
従来、カルマン渦流量計において渦の発生周波数の検出
方法としては、大別して２種のものがある。その１つは
、第４図に示すように、渦発生体２１にダイアフラム２
２とひずみ検出器２３を設け、渦の発生によって物体に
作用する力の周波数を検出するものである。もう１つは
、第５図に示すように、渦発生体３１の前面に熱線、サ
ーミスタ等のセンサ３２を取付け、このセンサ３２の渦
による冷却の周波数を検出するものである。
方法としては、大別して２種のものがある。その１つは
、第４図に示すように、渦発生体２１にダイアフラム２
２とひずみ検出器２３を設け、渦の発生によって物体に
作用する力の周波数を検出するものである。もう１つは
、第５図に示すように、渦発生体３１の前面に熱線、サ
ーミスタ等のセンサ３２を取付け、このセンサ３２の渦
による冷却の周波数を検出するものである。
しかし、このような従来のカルマン渦流量計では、レン
ジアビリティが大きく取れないという問題があった。即
ち、前者においては、作用する力が流量の２乗に比例す
るため、大きな流量を測ろうとすると、ダイアフラム２
２を厚くする必要が生じ、ひずみ検出器２３の感度が小
さな流量を測定する時低下するためと考えられる。また
後者においては、検出体の熱容量が大きいため、周波数
が大きくなると追従できなくなる。また、周波数が小さ
いと渦による冷却効果も小さくなり、感度が低下するた
めと考えられる。
ジアビリティが大きく取れないという問題があった。即
ち、前者においては、作用する力が流量の２乗に比例す
るため、大きな流量を測ろうとすると、ダイアフラム２
２を厚くする必要が生じ、ひずみ検出器２３の感度が小
さな流量を測定する時低下するためと考えられる。また
後者においては、検出体の熱容量が大きいため、周波数
が大きくなると追従できなくなる。また、周波数が小さ
いと渦による冷却効果も小さくなり、感度が低下するた
めと考えられる。
本発明は以上の点に鑑み、かかる従来の問題点を解決す
るためになされたもので、渦検出体として感度、応答性
とも非常に優れたマイクロフローセンサを用いることに
より、レンジアビリティの大きなカルマン渦流量計を捉
供することを目的とする。
るためになされたもので、渦検出体として感度、応答性
とも非常に優れたマイクロフローセンサを用いることに
より、レンジアビリティの大きなカルマン渦流量計を捉
供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明のカルマン渦流量計
は、渦発生部に流体の進行方向と直交するように連通孔
を設け、該連通孔の途中にマイクロフローセンサを設け
たものである。
は、渦発生部に流体の進行方向と直交するように連通孔
を設け、該連通孔の途中にマイクロフローセンサを設け
たものである。
本発明におけるマイクロフローセンサは、例えばシリコ
ン等の基板上にマイクロマシニング技術により形成され
た金属薄膜を温度センサとして用いた一種の熱式流量セ
ンサであり、この温度サン七〇熱容量を非常に小さくす
ることができる。そのため、このマイクロフローセンサ
を用いてカルマン渦による周波数を検出することにより
、流体の流速つまり流量を測定でき、その検出感度２応
答性を向上させることができる。
ン等の基板上にマイクロマシニング技術により形成され
た金属薄膜を温度センサとして用いた一種の熱式流量セ
ンサであり、この温度サン七〇熱容量を非常に小さくす
ることができる。そのため、このマイクロフローセンサ
を用いてカルマン渦による周波数を検出することにより
、流体の流速つまり流量を測定でき、その検出感度２応
答性を向上させることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図及び第２図は本発明によるカルマン渦流量計の一
実施例を示す渦発生部の基本的な構造断面図およびその
信号測定系のブロック構成図である。これらの図におい
て、１は流体が流れる配管（またはボディ）であり、こ
の配管１の流れの中央にはその軸方向に例えば三角柱の
渦発生体２が配置される。この渦発生体２は流体の流れ
方向Ｆと垂直な方向に連通孔としてのスリット３が設け
られ、このスリット３内には渦の発生周波数に応じた流
体の振動５が発生する。そしてこの流体の振動方向とセ
ンサの検出方向が一致するようにマイクロフローセンサ
４が配置されている。
実施例を示す渦発生部の基本的な構造断面図およびその
信号測定系のブロック構成図である。これらの図におい
て、１は流体が流れる配管（またはボディ）であり、こ
の配管１の流れの中央にはその軸方向に例えば三角柱の
渦発生体２が配置される。この渦発生体２は流体の流れ
方向Ｆと垂直な方向に連通孔としてのスリット３が設け
られ、このスリット３内には渦の発生周波数に応じた流
体の振動５が発生する。そしてこの流体の振動方向とセ
ンサの検出方向が一致するようにマイクロフローセンサ
４が配置されている。
このフローセンサ４は、第３図（ａｌに示すように、例
えばシリコン基板１１上にマイクロマシニング技術を用
いてダイアフラム（または架橋）構造の土中央部にヒー
タ１２と、その両側に熱容量の非常に小さい金属薄膜か
らなる温度センサ１３．１４をミクロンオーダーで集積
化したもので、この温度センサ１３，１４によりヒータ
１２の両側の温度変化を検出して流体振動５の検出信号
を得るものとなっている。このとき、検出回路６として
は、マイクロフローセンサ４のヒータ１２に駆動電源Ｖ
、より所定の電力を供給して一定の温度に加熱する回路
と、該ヒータ１２の両側の温度センサ１３，１４に駆動
電源■、より一定の電圧を加える回路を用意し、両温度
センサ１３，１４の中点ａに生じる第３図（Ｃ）に示す
振動波形の電圧■を検出して、増幅する機能を持つ。
えばシリコン基板１１上にマイクロマシニング技術を用
いてダイアフラム（または架橋）構造の土中央部にヒー
タ１２と、その両側に熱容量の非常に小さい金属薄膜か
らなる温度センサ１３．１４をミクロンオーダーで集積
化したもので、この温度センサ１３，１４によりヒータ
１２の両側の温度変化を検出して流体振動５の検出信号
を得るものとなっている。このとき、検出回路６として
は、マイクロフローセンサ４のヒータ１２に駆動電源Ｖ
、より所定の電力を供給して一定の温度に加熱する回路
と、該ヒータ１２の両側の温度センサ１３，１４に駆動
電源■、より一定の電圧を加える回路を用意し、両温度
センサ１３，１４の中点ａに生じる第３図（Ｃ）に示す
振動波形の電圧■を検出して、増幅する機能を持つ。
そして、この検出回路６で得られる検出電圧■は、コン
パレータ７を介して演算回路８に入力して、該演算回路
８で単位時間当たりの振動数として計算したうえ、あら
かじめ測定しておいたストロ−ハル数を乗算すれば、そ
の演算結果を表示器９で表示することによって流量を測
定することができる。
パレータ７を介して演算回路８に入力して、該演算回路
８で単位時間当たりの振動数として計算したうえ、あら
かじめ測定しておいたストロ−ハル数を乗算すれば、そ
の演算結果を表示器９で表示することによって流量を測
定することができる。
このように本実施例のカルマン渦流量計によると、シリ
コン基板１１上のダイアフラム構造の土中央部にヒータ
１２と、その両側に金属薄膜の温度センサ１３．１４と
を集積化したマイクロフローセンサ４を渦検出素子とし
て用いることにより、そのダイアフラム構造は厚さが約
１μｍ程度であり、基板からの熱的絶縁性が非常によい
。そのため、このマイクロフローセンサ４は微小な電力
で動作させることができ、しかも感度、応答性共に非常
に優れたものが得られる。さらに、金属薄膜による流量
センサはそのものを流量センサとして用いると抵抗値ド
リフトによる精度の低下が問題となるが、流体の振動周
波数の測定には無関係であり、本発明のものでは影響を
受けない。
コン基板１１上のダイアフラム構造の土中央部にヒータ
１２と、その両側に金属薄膜の温度センサ１３．１４と
を集積化したマイクロフローセンサ４を渦検出素子とし
て用いることにより、そのダイアフラム構造は厚さが約
１μｍ程度であり、基板からの熱的絶縁性が非常によい
。そのため、このマイクロフローセンサ４は微小な電力
で動作させることができ、しかも感度、応答性共に非常
に優れたものが得られる。さらに、金属薄膜による流量
センサはそのものを流量センサとして用いると抵抗値ド
リフトによる精度の低下が問題となるが、流体の振動周
波数の測定には無関係であり、本発明のものでは影響を
受けない。
なお、上記実施例では渦発生体に形成したスリット内に
マイクロフローセンサを配置した場合について示したが
、本発明はこれに限らず、渦発生体の付近に１個または
２個のマイクロフローセンサを配置したり、あるいはマ
イクロフローセンサも金属薄膜を温度センサとして用い
た各種タイプのものを用いることができる。
マイクロフローセンサを配置した場合について示したが
、本発明はこれに限らず、渦発生体の付近に１個または
２個のマイクロフローセンサを配置したり、あるいはマ
イクロフローセンサも金属薄膜を温度センサとして用い
た各種タイプのものを用いることができる。
以上説明したように本発明のカルマン渦流量計によれば
、渦発生部に流体の進行方向と直交するように連通孔を
設け、この連通孔の途中にマイクロフローセンサを渦検
出素子として設けて流量を測定することにより、その渦
検出体の感度、応答性が向上してレンジアビリティを向
上させることができる効果がある。
、渦発生部に流体の進行方向と直交するように連通孔を
設け、この連通孔の途中にマイクロフローセンサを渦検
出素子として設けて流量を測定することにより、その渦
検出体の感度、応答性が向上してレンジアビリティを向
上させることができる効果がある。
第１図は本発明によるカルマン渦流量計の一実施例を示
す渦発生部の基本的な構造断面図、第２図はその信号測
定系のブロック構成図、第３図（ａ）。 （１１１）及び（Ｃ）は上記実施例のマイクロフローセ
ンサの概略構成図、その温度センサ素子の等価回路およ
びその検出信号の波形図、第４図及び第５図はそれぞれ
従来のカルマン渦流量計における渦の発生周波数の検出
方法を説明するための図である。 １・・・配管、２・・・渦発生体、３・・・スリット（
連通孔）、４・・・マイクロフローセンサ、６・・・検
出回路、７・・・コンパレータ、８・・・演算回路、９
・・・表示器、１１・・・シリコン基板、１２・・・ヒ
ータ、１３．１４・・・金属薄膜の温度センサ。 第３図 第４図 第５図 第１ 第２
す渦発生部の基本的な構造断面図、第２図はその信号測
定系のブロック構成図、第３図（ａ）。 （１１１）及び（Ｃ）は上記実施例のマイクロフローセ
ンサの概略構成図、その温度センサ素子の等価回路およ
びその検出信号の波形図、第４図及び第５図はそれぞれ
従来のカルマン渦流量計における渦の発生周波数の検出
方法を説明するための図である。 １・・・配管、２・・・渦発生体、３・・・スリット（
連通孔）、４・・・マイクロフローセンサ、６・・・検
出回路、７・・・コンパレータ、８・・・演算回路、９
・・・表示器、１１・・・シリコン基板、１２・・・ヒ
ータ、１３．１４・・・金属薄膜の温度センサ。 第３図 第４図 第５図 第１ 第２
Claims (1)
- カルマン渦流量計において、渦発生部に流体の進行方向
と直交するように連通孔を設け、該連通孔の途中にマイ
クロフローセンサを設けたことを特徴とするカルマン渦
流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179477A JPH0466817A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | カルマン渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179477A JPH0466817A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | カルマン渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466817A true JPH0466817A (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=16066531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2179477A Pending JPH0466817A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | カルマン渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0466817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147418A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Oval Corp | 振動伝達手段を備える渦流量計 |
| JP2011202999A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Yamatake Corp | 渦流量計及びコンパレータ閾値設定方法 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2179477A patent/JPH0466817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147418A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Oval Corp | 振動伝達手段を備える渦流量計 |
| JP2011202999A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Yamatake Corp | 渦流量計及びコンパレータ閾値設定方法 |
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