JPH0552614A

JPH0552614A - カルマン渦式流量計

Info

Publication number: JPH0552614A
Application number: JP23866691A
Authority: JP
Inventors: Akira Utsuki; 晃宇津木
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】流体の流速が変化した場合でも、応答性よく
正確に流量を計測し、渦発生体の形状を安定化して流量
の計測精度を向上させる。【構成】感温抵抗線１６にカルマン渦４が接触すると
該感温抵抗線１６は冷却され、その抵抗値が変化する。
そして、コントロールユニット１７は、この抵抗値変化
から周波数信号としての信号波形を形成し、該信号波形
からカルマン渦４の発生周波数を求め、空気の流速Ｖを
演算する。また、温度計測回路は、流速Ｖから温度マッ
プ内の特性線を読出し、この特性線と信号波形から読込
んだ抵抗値とから空気温度を計測する。これにより、コ
ントロールユニット１７は、流速Ｖと流路面積Ｓとの積
から求めた体積流量と、計測された空気温度における空
気密度とから質量流量を測定する。また、渦発生体１１
は、エンジンの始動時毎にバッテリ電源１３からの電流
が流れて発熱し、表面に付着した異物を焼切って除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気、ガス等の
気体や、水、燃料等の液体の流量を計測するのに用いて
好適なカルマン渦式流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来技術によるカルマン渦式流量
計を、自動車用エンジンの吸入空気量を検出するエアフ
ローメータとして用いた場合を例に挙げて説明する。

【０００３】図において、１は吸気マニホールド（図示
せず）の途中に設けられた段付筒状のケーシングを示
し、該ケーシング１の流入口１Ａ側は拡径して形成さ
れ、該流入口１Ａには、吸入空気を整流する整流用ネッ
ト２が取付けられている。

【０００４】３はケーシング１の軸線上に位置して該ケ
ーシング１の中間部に設けられ、三角柱状に形成された
渦発生体を示し、該渦発生体３は、矢示方向に流通する
整流状態の空気に接触することにより、その下流側に空
気の流速に比例したカルマン渦４，４，…を交互に発生
させるものである。

【０００５】５，５，…は、渦発生体３の下流側に位置
してケーシング１内に設けられ、平板状に形成された複
数の渦安定板を示し、該各渦安定板５は空気の流れに対
して直交するように取付けられている。そして、該各渦
安定板５は、渦発生体３により発生したカルマン渦４を
安定化させるものである。

【０００６】６はケーシング１の壁部に取付けられた超
音波センサを示し、該超音波センサ６は、渦安定板５の
下流側に位置してケーシング１に固定され、その前面が
ケーシング１内に臨むように設けられた超音波発信器６
Ａと、該超音波発信器６Ａと対向してケーシング１に固
定された超音波受信器６Ｂとから構成されている。ま
た、該各発信器６Ａ，受信器６Ｂは、リード線７Ａ，７
Ｂを介して後述のコントロールユニット８と接続されて
いる。そして、該超音波センサ６は、超音波発信器６Ａ
からケーシング１内に発信された超音波を超音波受信器
６Ｂで受信することにより、超音波の位相ずれ等からカ
ルマン渦４を検出し、この渦検出信号をオンオフのパル
ス信号としてコントロールユニット８に出力するもので
ある。

【０００７】８はＣＰＵ等からマイクロコンピュータと
して構成されたコントロールユニットを示し、該コント
ロールユニット８は、その出力側に超音波センサ６の超
音波発信器６Ａがリード線７Ａを介して接続され、入力
側には超音波センサ６の受信器６Ｂがリード線７Ｂを介
して接続されている。また、該コントロールユニット８
のＲＡＭ等からなる記憶エリア８Ａ内には、下記数１に
示す演算式が記憶されている。

【０００８】

【数１】

【０００９】そして、該コントロールユニット８は、超
音波受信器６Ｂからの渦検出信号からケーシング１内を
矢示方向に流通する吸入空気の流速Ｖを前記数１により
求め、この流速Ｖと予め記憶エリア８Ａに記憶されたケ
ーシング１の流路面積Ｓとから、空気の体積流量Ａを、

【００１０】

【数２】Ａ＝Ｖ・Ｓとして求めるものである。

【００１１】従来技術によるカルマン渦式流量計は上述
の如き構成を有するもので、次に、その作動について説
明する。

【００１２】まず、ケーシング１内に流入した空気は、
整流用ネット２により整流されて渦発生体３に接触す
る。そして、渦発生体３は空気に対する障害物となって
いるため、該渦発生体３の下流側には、空気の流速Ｖに
比例するカルマン渦４，４，…が規則正しく交互に発生
し、該各カルマン渦４は各渦安定板５によって安定化さ
れつつ、下流側に向けて移動する。次に、コントロール
ユニット８がリード線７Ａを介して超音波センサ６の超
音波発信器６Ａに高周波電圧を印加すると、該超音波発
信器６Ａはこの高周波電圧に応じた超音波を発信し、こ
の超音波は超音波受信器６Ｂによって受信される。

【００１３】そして、カルマン渦４がこの超音波の波を
横切ると、超音波受信器６Ｂによる超音波の受信状態
（超音波の位相ずれ等）が変化するから、該超音波受信
器６Ｂは、カルマン渦４の通過をオンオフのパルス信号
として検出し、このパルス信号を渦検出信号としてコン
トロールユニット８に出力する。

【００１４】次に、コントロールユニット８は、超音波
受信器６Ｂからの渦検出信号を読込んで、カルマン渦４
の発生周波数ｆを算出し、この渦発生周波数ｆから前記
数１に基づいて空気の流速Ｖを求める。これにより、コ
ントロールユニット８は、この流速Ｖとケーシング１の
流路面積Ｓとから前記数２に基づいて空気の体積流量Ａ
を演算し、この体積流量Ａを外部に表示出力する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるカルマン渦式流量計では、超音波センサ６
の超音波受信器６Ｂが受信した超音波の位相ずれ、周波
数変化等からカルマン渦４を検出しているから、空気の
温度変化による影響をほとんど受けない。しかし、超音
波センサ６による検出では、空気の流速Ｖが変化したと
きに、応答性が低くなって精度も低下するばかりか、超
音波センサ６の分だけ全体が大型化するという問題があ
る。また、計測できるのは体積流量Ａであるから、質量
流量が必要な場合には、空気の密度補正をするために別
体の温度センサをケーシング１に設けなくてはならず、
全体構成が複雑化するという問題がある。

【００１６】さらに、流量計を長時間使用すると、空気
中の異物が徐々に渦発生体３の表面に付着して堆積物
９，９が生じ、該各堆積物９によって該渦発生体３の形
状が変化してしまう。特に、自動車用エンジンの吸入空
気量の計測に用いた場合には、空気中にガム質、カーボ
ン等の異物が多く混入しているから、渦発生体３の形状
も変化し易い。ところが、カルマン渦式流量計は、渦発
生体３の形状寸法の精度によって、流量の計測精度が決
定されてしまうから、渦発生体３の形状が変化すると、
正確に体積流量Ａを計測することができず、信頼性が大
幅に低下するという問題がある。

【００１７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、流体の流速が変化した場合でも、応答性
よく正確に流体の流量を計測することができ、渦発生体
の形状を長期に亘って安定化し、流量の計測精度を向上
できるようにしたカルマン渦式流量計を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、流体が流れる筒状のケ
ーシングと、該ケーシング内に流体の流れ方向に対して
垂直に設けられ、流体の流れにより下流側にカルマン渦
を発生させる渦発生体と、該渦発生体の下流側に位置し
て前記ケーシングに設けられ、カルマン渦の有無に応じ
て抵抗値が変化する炭化珪素繊維からなる感温抵抗線
と、該感温抵抗線の抵抗値の変化を周波数信号として検
出する信号検出手段と、該信号検出手段が検出した検出
信号に基づいて流速または流量を演算する流速・流量演
算手段とからなる。

【００１９】また、前記信号検出手段が検出した検出信
号と流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流
量とに基づいて、流体の温度を計測する温度計測手段
と、該温度計測手段が計測した流体の温度から流体の密
度を演算する密度演算手段と、該密度演算手段で演算し
た流体の密度と前記流速・流量演算手段が演算した流体
の流速または流量とから、前記流体の質量流量を演算す
る質量流量演算手段とを設けるのが好ましい。

【００２０】さらに、前記渦発生体は、電流によって発
熱する発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給す
ることにより、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切
り手段を設けてもよい。

【００２１】

【作用】ケーシング内を流体が流れて渦発生体に接触す
ると、該渦発生体の下流側にカルマン渦が交互に発生
し、感温抵抗線はカルマン渦の有無に応じて抵抗値が変
化する。そして、信号検出手段は、この抵抗値の変化を
周波数信号として検出し、流速・流量演算手段は、この
検出信号に基づいて流体の流速または流量を演算するこ
とができる。

【００２２】また、信号検出手段が検出した検出信号と
流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流量と
に基づいて流体の温度を計測する温度計測手段と、該温
度計測手段が計測した流体の温度から流体の密度を演算
する密度演算手段と、該密度演算手段で演算した流体の
密度と流速・流量演算手段が演算した流体の流速または
流量とから流体の質量流量を演算する質量流量演算手段
とを設ければ、ケーシング内を流通する流体の質量流量
を演算して求めることができる。

【００２３】さらに、渦発生体を電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切り手段
を設ければ、渦発生体の表面に付着した異物を焼切って
除去し、該渦発生体の形状が変化するのを防止すること
ができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づいて説明する。なお、実施例では前述した図７に示す
従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。

【００２５】図中、１１は本実施例による渦発生体を示
し、該渦発生体１１は、従来技術で述べた渦発生体３と
ほぼ同様に、ケーシング１の軸線上に位置して該ケーシ
ング１の中間部に設けられているものの、該渦発生体１
１は、図２にも示す如く、発熱材料としての炭化珪素繊
維から長尺な円柱状に形成されている。また、該渦発生
体１１の軸方向上，下両端にはリード線１２Ａ，１２Ｂ
が接続され、該各リード線１２Ａ，１２Ｂを介して後述
するバッテリ電源１３および通電スイッチ１４と接続さ
れている。ここで、該渦発生体１１を形成する炭化珪素
繊維は、温度の上昇に伴ってその抵抗値が低下するサー
ミスタ特性を有するものである。そして、該渦発生体１
１は、空気の流れによって下流側にカルマン渦４，４，
…を交互に生じせしめると共に、通電スイッチ１４等を
介してバッテリ電源１３からの電流が供給されたときに
は、この電流によって所定温度（例えば１０００℃程
度）まで発熱するものである。

【００２６】１３は自動車に搭載されたバッテリ電源、
１４は該バッテリ電源１３のプラス側と渦発生体１１の
上端側との間に位置してリード線１２Ａの途中に設けら
れ、該バッテリ電源１３、後述の焼切り回路１８等と共
に焼切り手段を構成する通電スイッチを示し、該通電ス
イッチ１４は常開型リレーから構成されている。そし
て、該通電スイッチ１４はリード線１５を介して後述の
焼切り回路１８と接続され、該焼切り回路１８からの制
御信号により閉成し、バッテリ電源１３からの電流を渦
発生体１１に供給するものである。

【００２７】１６は渦発生体１１の下流側に位置してケ
ーシング１に設けられ、小径な炭化珪素繊維から形成さ
れた感温抵抗線を示し、該感温抵抗線１６は後述のコン
トロールユニット１７と接続されている。そして、該感
温抵抗線１６は、空気の流速Ｖが増大したり、カルマン
渦４と接触すると、自身の温度が低下して抵抗値が増大
するサーミスタ特性を有するものである。

【００２８】１７はＣＰＵ等からマイクロコンピュータ
として構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット１７は、焼切り回路１８と後述の流量
測定部２０とから構成されている。

【００２９】１８はコントロールユニット１７内に設け
られた焼切り回路を示し、該焼切り回路１８は、その出
力側に通電スイッチ１４が接続され、入力側には自動車
用エンジンを始動するキースイッチ１９が接続されてい
る。そして、該焼切り回路１８は、キースイッチ１９が
オン操作されると通電スイッチ１４に制御信号を出力
し、該通電スイッチ１４を所定時間（２秒程度）だけ閉
成させて渦発生体１１にバッテリ電源１３からの電流を
供給させ、該渦発生体１１を約１０００℃程度に発熱さ
せるものである。

【００３０】２０はコントロールユニット１７内に設け
られた流量測定部を示し、該流量測定部２０は、図３に
も示す如く後述の抵抗値検出回路２１、流速演算回路２
５、温度計測回路２６、質量流量演算回路３０等から構
成されている。

【００３１】２１は流量測定部２０の入力側に設けら
れ、感温抵抗線１６と接続された抵抗値検出回路を示
し、該抵抗値検出回路２１は感温抵抗線１６の抵抗値Ｒ
を検出して検出信号を出力するものである。２２は該抵
抗値検出回路２１の出力側に設けられた信号検出手段と
しての波形検出回路を示し、該波形検出回路２２は、抵
抗値検出回路２１からの検出信号を、ＲＡＭ等からなる
メモリ内に時間変化に応じて格納することにより、図４
に示す如く周波数信号としての抵抗値Ｒの信号波形２３
を検出するものである。ここで、前記信号波形２３は、
感温抵抗線１６にカルマン渦４が接触したときには、該
感温抵抗線１６がカルマン渦４により冷却されてその抵
抗値Ｒが増大するため、規則正しく発生するカルマン渦
４に応じて抵抗値Ｒが増減する正弦波形状となってい
る。

【００３２】２４は波形検出回路２２の出力側に設けら
れた発生周波数検出回路を示し、該発生周波数検出回路
２４は、波形検出回路２２が検出した信号波形２３か
ら、図４に示す如くカルマン渦４の時間あたりの発生
数、即ちカルマン渦４の発生周波数ｆを検出するもので
ある。２５は該発生周波数検出回路２４および後述の体
積流量演算回路２９と共に流速・流量演算手段を構成す
る流速演算回路を示し、該流速演算回路２５は、発生周
波数検出回路２４が検出した発生周波数ｆに基づき、前
記数１に示す演算式とほぼ同様の下記数３から空気の流
速Ｖを演算するものである。

【００３３】

【数３】Ｖ＝（ｄ1 ／ｓ）・ｆ但し、ｄ1 ：渦発生体１１の直径寸法

【００３４】２６は流量測定部２０内に位置し、波形検
出回路２２と接続された温度計測手段としての温度計測
回路を示し、該温度計測回路２６のメモリ内には図５に
示す温度マップ２７が記憶されている。そして、該温度
計測回路２６は、波形検出回路２２が検出した信号波形
２３の谷の部分２３Ａの抵抗値を、感温抵抗線１６がカ
ルマン渦４と接触していない状態の最低抵抗値Ｒ0 とし
て読込み、この抵抗値Ｒ0 と流速演算回路２５が求めた
流速Ｖとから、温度マップ２７に基づいて空気の温度Ｔ
を計測するものである。ここで、前記温度マップ２７
は、図５に示す如く複数の流速Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 …（３
本のみ図示）に応じて、感温抵抗線１６の抵抗値Ｒと空
気の温度Ｔとがマップとして記憶されているものであ
る。

【００３５】２８は温度計測回路２６の出力側に設けら
れた密度演算手段としての密度演算回路を示し、該密度
演算回路２８は、温度計測回路２６からの温度Ｔに基づ
いて密度マップ（図示せず）を読出し、その温度Ｔにお
ける空気密度ρを演算し、この空気密度ρを質量流量演
算回路３０に出力するものである。ここで、前記密度マ
ップは、空気、ガソリン等の流体の種類に応じて、流体
温度と流体密度との関係がマップとして記憶されている
ものである。

【００３６】２９は流速演算回路２５の出力側に設けら
れ、流速演算回路２５と共に流速・流量演算手段を構成
する体積流量演算回路を示し、該体積流量演算回路のメ
モリ内には前記数２に示す演算式が記憶されている。そ
して、該体積流量演算回路２９は、流速演算回路２５が
演算した流速Ｖから前記数２に基づいて体積流量Ａを演
算するものである。

【００３７】３０は流量測定部２０内に設けられた質量
流量演算手段としての質量流量演算回路を示し、該質量
流量演算回路３０のメモリ内には下記数４に示す演算式
が記憶されている。そして、該質量流量演算回路３０
は、体積流量演算回路２９からの体積流量Ａと密度演算
回路２８からの空気密度ρとに基づいて質量流量Ｂを演
算するものである。

【００３８】

【数４】Ｂ＝Ａ・ρ

【００３９】３１は体積流量演算回路２９と質量流量演
算回路３０との間に設けられた出力切換回路を示し、該
出力切換回路３１は、作業者によって切換操作されるこ
とにより、体積流量Ａか質量流量Ｂのいずれかを選択し
て切換え、各流量Ａ，Ｂを表示器３２に出力して表示さ
せるものである。

【００４０】本実施例によるカルマン渦式流量計は上述
の如き構成を有するもので、次にその作動について説明
する。

【００４１】まず、ケーシング１内に整流用ネット２に
よって整流された空気が流入すると、この空気は渦発生
体１１に接触し、該渦発生体１１の下流側にはカルマン
渦４が交互に規則正しく発生する。そして、このカルマ
ン渦４が感温抵抗線１６に接触すると、該感温抵抗線１
６はカルマン渦４により冷却されるから、自身の温度が
低下して抵抗値Ｒが増大する。次に、抵抗値検出回路２
１は感温抵抗線１６の抵抗値Ｒを検出し、波形検出回路
２２は、抵抗値検出回路２１からの検出抵抗値Ｒに基づ
き信号波形２３を形成する。そして、発生周波数検出回
路２４は、この信号波形２３からカルマン渦４の発生周
波数ｆを検出し、流速演算回路２５は、この発生周波数
ｆに基づき、前記数３から空気の流速Ｖを演算する。ま
た、ここで、図６に示す如く、空気温度Ｔが低温Ｔ1 か
ら高温Ｔ2 に変化したり、流速Ｖが速くなったりした場
合には、空気の流速Ｖの増大等に伴って感温抵抗線１６
の抵抗値Ｒが変化する。しかし、波形検出回路２２は、
感温抵抗線１６の抵抗値変化を時系列に並べて信号波形
２３を形成し、発生周波数検出回路２４は該信号波形２
３から発生周波数ｆを検出しているため、空気温度Ｔ、
流速Ｖの変化に影響されることなく発生周波数ｆを検出
できる。

【００４２】一方、温度計測回路２６は、波形検出回路
２２から信号波形２３の谷２３Ａの部分の抵抗値を最低
抵抗値Ｒ0 として読込むと共に、流速演算回路２５から
空気の流速Ｖを読込む。そして、該温度計測回路２６
は、流速演算回路２５からの流速Ｖから、予め記憶され
た各流速Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，…のうち最も近い一の流速
を選択し、この流速において最低抵抗値Ｒ0 が現われる
温度を空気温度Ｔとして密度演算回路２８に出力し、該
密度演算回路２８は、密度マップを読出してその温度Ｔ
における空気の密度ρを演算する。

【００４３】次に、体積流量演算回路２９は、流速演算
回路２５から出力された流速Ｖから前記数２に基づき体
積流量Ａを演算し、質量流量演算回路３０は、この体積
流量Ａと密度演算回路２８から出力された空気密度ρと
から、前記数４に基づいて質量流量Ｂを演算する。そし
て、出力切換回路３１は、作業者の選択により、体積流
量演算回路２９と質量流量演算回路３０とを切換えるこ
とにより、体積流量Ａ，質量流量Ｂを表示器３２に出力
して表示させる。

【００４４】また、キースイッチ１９がオン操作された
ときには、焼切り回路１８は通電スイッチ１４に制御信
号を出力して該通電スイッチ１４を所定時間だけ閉成さ
せ、バッテリ電源１３からの電流を各リード線１２Ａ，
１２Ｂを介して渦発生体１１に供給し、該渦発生体１１
を約１０００℃程度に発熱させる。これにより、渦発生
体１１の表面に付着したガム質、カーボン等の異物は、
該渦発生体１１の発熱により焼切られて除去される。

【００４５】かくして、本実施例によれば、渦発生体１
１によって発生したカルマン渦４を感温抵抗線１６の抵
抗値変化として確実に検出することができ、この抵抗値
変化から信号波形２３を生じせしめ、該信号波形２３か
ら発生周波数ｆを検出することにより、流速Ｖを求めて
体積流量Ａを確実に演算することができる。この結果、
従来技術で述べた如く、空気の流速Ｖが変化した場合で
も、図６に示す如く感温抵抗線１６はこの流速変化に速
やかに追従して抵抗値が変化するから、高い応答性をも
って流速Ｖを求めることができ、精度よく体積流量Ａを
測定することができる。

【００４６】また、温度計測回路２６によって、温度マ
ップ２７に基づいて流速Ｖに応じた空気温度Ｔを計測
し、密度演算回路２８によってその温度Ｔにおける空気
の密度ρを演算することができる。この結果、別体の温
度センサを用いずに、単一の感温抵抗線１６の抵抗値変
化と流速Ｖ等とから空気温度Ｔを効果的に計測すること
ができ、その温度Ｔにおける空気密度ρを確実に演算し
て、正確に質量流量Ｂを求めることができ、全体構成を
コンパクトに形成することができる。

【００４７】さらに、渦発生体１１を発熱体としての炭
化珪素繊維から形成し、焼切り回路１８はキースイッチ
１９がオン操作されたときに、通電スイッチ１４を閉成
させて渦発生体１１にバッテリ電源１３からの電流を供
給する構成としたから、エンジンの始動時毎に、渦発生
体１１を発熱させて該渦発生体１１の表面に付着した異
物を焼切って確実に除去することができる。この結果、
長時間流量計を使用した場合でも、渦発生体１１の表面
に従来技術で述べた堆積物９が生じるのを効果的に防止
でき、該渦発生体１１の形状が変化するのを防止して、
空気の体積流量Ａ，質量流量Ｂを長期に亘って高精度に
計測することができ、信頼性を大幅に向上することがで
きる。

【００４８】なお、前記実施例では、渦発生体１１は、
発熱材料としてサーミスタ特性を有する炭化珪素繊維か
ら円柱状に形成するものとして述べたが、これに替え
て、例えば三角形状、四角形状等の他の形状に形成して
もよい。また、場合によっては、炭化珪素繊維に替え
て、例えばニクロム線、白金等の他の発熱材料を用いて
もよい。

【００４９】さらに、前記実施例では、渦発生体１１に
約２秒間だけ電流を供給し、該渦発生体１１を１０００
℃程度に発熱させるものとして述べたが、これに替え
て、例えば、渦発生体１１に２秒以下、あるいは２秒以
上電流を供給してもよく、また、該渦発生体１１を１０
００℃以下、あるいは１０００℃以上発熱させる構成と
してもよい。

【００５０】また、前記実施例では、出力切換回路３１
によって体積流量演算回路２９と質量流量演算回路３０
とを切換えるものとして述べたが、これに替えて、質量
流量のみ表示する構成としてもよい。また、出力切換回
路３１を廃止して、体積流量と質量流量を同時に表示さ
せてもよく、さらに、温度計測回路２６で求めた温度Ｔ
も表示する構成としてもよい。

【００５１】さらに、前記実施例では、渦発生体１１の
下流側に複数の渦安定板５，５，…を配設するものとし
て述べたが、場合によっては、各渦安定板５を廃止して
もよい。

【００５２】また、前記実施例では、カルマン渦式流量
計を自動車用エンジンのエアフローメータに用いた場合
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、フロ
ンガス等の工業用ガス、ガソリン等の燃料、工場用水等
の種々の流体の流量計測にも広く適用することができ
る。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、カ
ルマン渦が接触して温度変化した炭化珪素繊維からなる
感温抵抗線の抵抗値を、信号検出手段により周波数信号
として検出し、流速・流量演算手段は、信号検出手段が
検出した検出信号に基づいて流体の流速または流量を演
算することができる。この結果、流体の流速または流量
が変化した場合でも、カルマン渦の有無に応じて感温抵
抗線の抵抗値を変化させ、正確に流体の流速または流量
を演算することができる。

【００５４】また、温度計測手段は、信号検出手段から
の検出信号と流速・流量演算手段からの流速または流量
とに基づいて流体の温度を正確に検出し、密度演算手段
は、この流体温度における流体の密度を演算することが
でき、流量演算手段は、この流体密度と流速または流量
とから流体の質量流量を確実に演算して求めることがで
きる。この結果、別体の温度センサを用いることなく流
体温度を計測でき、効果的に流体の質量流量を求めるこ
とができる。

【００５５】さらに、渦発生体を電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る構成とした
から、該渦発生体の表面に付着した異物を確実に除去す
ることができる。この結果、長時間流量計を使用した場
合でも、渦発生体の表面に異物が付着して該渦発生体の
形状が変化するのを効果的に防止することができ、流体
の流量を長期に亘って精度よく計測することができ、信
頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるカルマン渦式流量計の全
体の回路構成を示す回路構成図である。

【図２】図１中の電気回路を示す電気回路図である。

【図３】図２中の流量測定部２０の回路構成を示すブロ
ック回路図である。

【図４】信号波形を示す説明図である。

【図５】温度マップを示す説明図である。

【図６】流速、空気温度が変化したときの抵抗値が変化
する状態を示す説明図である。

【図７】従来技術によるカルマン渦式流量計の全体構成
を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ケーシング４カルマン渦１１渦発生体１４通電スイッチ（焼切り手段）１６感温抵抗線２２波形検出回路（信号検出手段）２５流速演算回路（流速・流量演算手段）２６温度計測手段（温度計測手段）２８密度演算回路（密度演算手段）２９体積流量演算回路３０質量流量演算回路（質量流量演算手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流れる筒状のケーシングと、該ケ
ーシング内に流体の流れ方向に対して垂直に設けられ、
流体の流れにより下流側にカルマン渦を発生させる渦発
生体と、該渦発生体の下流側に位置して前記ケーシング
に設けられ、カルマン渦の有無に応じて抵抗値が変化す
る炭化珪素繊維からなる感温抵抗線と、該感温抵抗線の
抵抗値の変化を周波数信号として検出する信号検出手段
と、該信号検出手段が検出した検出信号に基づいて流速
または流量を演算する流速・流量演算手段とからなるカ
ルマン渦式流量計。
【請求項２】前記信号検出手段が検出した検出信号と
流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流量と
に基づいて、流体の温度を計測する温度計測手段と、該
温度計測手段が計測した流体の温度から流体の密度を演
算する密度演算手段と、該密度演算手段で演算した流体
の密度と前記流速・流量演算手段が演算した流体の流速
または流量とから、前記流体の質量流量を演算する質量
流量演算手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記
載のカルマン渦式流量計。
【請求項３】前記渦発生体は、電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切り手段
を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のカルマン渦式流量計。