JPH0569363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野および背景〕 本発明は一般的には流体流量計に関し、特に容
易に取換え可能なセンサ組立体を備える新規かつ
有用な渦発生流量計に関する。

非流線形体が貫流流体の流れに配置されるとき
に、非流線形体の外面に沿つて、遅速流体層が形
成されそして複数の繰返し渦の形で発散（shed）
される。流体の等速流れにおいて、これらの渦の
周波数は流速に線形態様で関係される。

渦発散現象を利用する流量計が、たとえばフリ
ツク（Frick）による米国特許第4171643号明細
書から知られる。この文献は、渦の通過を感知す
るために、歪ゲージの使用を開示する。歪ゲージ
は、取換えることのできるセンサ組立体に装着さ
れる。

ピツト（Pitt）らの米国特許第4519259号明細
書は、渦の通過を感知するために、光バリヤ
（barrier）を利用する渦発生流量計を開示する。

種々の渦発生流量計が、たとえばYokogawa、
FoxboroおよびFisher＆Porterなどの会社が商業
的に入手できる。しかし、これら入手可能な製品
はこれら製品のセンサが測定中の流れを妨害また
はバイパス管路へ転流することなく取換えること
ができない点で、動作中取換えの可能なセンサを
もつものはない。多くの製造会社が、たとえば圧
電センサまたは歪ゲージなどのタイプの電気的セ
ンサを利用する。これらのセンサは、通常溶接に
より感知装置に永久的に固定される。このため、
製造中または動作中にもしセンサに故障が発生す
るならば、全部の装置が取り換えられねばならな
い。

動作中の感知部材の故障により、測定中のプロ
セスでの運転停止が余儀なくされまたはもしプロ
セスの中断が所望されないならばバイパス路およ
び弁が適所になければならない。両方の場合にお
いて、多大の費用を負う。これが必要とされるの
は、感知部材を取り換えるためにプロセスで、圧
力境界を乱すことが必要だからである。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、感知装置の圧力境界の一部へ
の感知部材の永久取付けを除去する渦発生流量計
のための配列を提供して、感知部材が、プロセス
中断なく取り換え可能でありまた容易に維持され
るようにすることである。

本発明は、渦の通過を感知するのに、フアイバ
オプチツクマイクロベンドセンサを利用する渦発
生流量計に主として適合するけれども、別のタイ
プの感知部材が利用される場合でも応用可能であ
る。

本発明の種々の利益には、測定中のプロセスが
センサ取換えのために運転停止される必要がない
という事実が含まれる。さらに、センサの故障に
よる停止時間が、センサを取り換えるのに必要と
される作業数の制限および極端な簡単さにより、
最小限にされる。

廃棄されねばならない部品の数も最小限にされ
る。通常フアイバオプチツクマイクロベンドセン
サの場合は、フアイバオプチツクケーブル自身お
よびそのコネクタだけを取り換える必要がある。

以下に詳細に開示される本発明の好ましい実施
例について、センサ組立体は５分以下で完全に取
り換えることができることが見出された。

それゆえ本発明の他の目的は、 流量計ハウジングの一側で流体空間の貫流流体
にさらされる流量計ハウジングを有する渦発生流
量計のためのセンサ配列体において、 センサ空間を画成するセンサハウジングと、 このセンサハウジングに結合され、前記センサ
空間に延長する第１部分と流量計ハウジングを通
じて流体空間に延長する第２部分とを有るセンサ
ビームと、 前記センサ空間を流体空間から隔離するため
に、このセンサビームに結合される圧力境界手段
と、 前記センサハウジングに着脱可能に結合され、
センサ空間へ延長する取付けブラケツトと、 取付ブラケツトに連動接続されまた前記センサ
空間に配置され、センサビームの第２部分が流体
空間で複数の渦にさらされるときに、その運動を
感知するために、このセンサビームの第１部分に
係合され、これにより、取換えのためにセンサビ
ームまたは圧力境界手段の除去なく除去できるセ
ンサ部材とを備えるセンサ配列を提供することで
ある。

本発明のさらに他の目的は、設計が簡単でまた
構造が堅牢でかつ製造費用の安価な渦発生流量計
のためのセンサ配列体を提供することである。

〔好ましい実施例の詳細な説明〕

図面を参照すると、流量計ハウジング２２を有
する渦発生流量計のためのセンサ配列体を構成す
る本発明が図示されている。流量計ハウジング２
２は、図面で流量計ハムジング２２の下方にある
流体空間１００の貫流流体に暴される。実質的に
形状が円筒形状のセンサハウジング９が複数のボ
ルト３０により流量計ハウジング２２に結合され
る。センサハウジング９は内部のセンサ空間を画
成する。

センサビーム（はり）１０が、センサ空間へと
上方に延長する第１上側部分１０ａと流量計ハウ
ジング２２を通り流体の流れ空間１００へ延長す
る第２下側部分１０ｂとを有する。センサハウジ
ング９と流量計ハウジング２２との間に接続され
るたとえば可とう性のダイヤフラム形態の圧力境
界手段２３が、流量計ハウジング２２の対向側部
でセンサハウジング９のセンサ空間を流体空間１
００から隔離する。こうしてダイヤフラム２３
は、センサハウジング９のセンサ部材が取り替え
られる時でも、本発明により、乱されることのな
い圧力境界２１を形成する。

略示的に参照番号２４で示されるセンサ組立体
がセンサハウジング９のセンサ空間に着脱可能に
装着される。それは、センサハウジング９に着脱
可能に固定される上部フランジ部１ａを有する取
付ブラケツト１を備える。センサハウジング９
は、ピン１９が挿入される下方延長の盲穴を有す
る上側段部を有する。ピン１９は上部フランジ部
１ａに接続されそしてセンサハウジング９で装着
ブラケツト１の正確な回転位置を設定するのに使
用される。上部ブラケツト部１ａは、センサハウ
ジング９の上端部にねじ止めされる締付ナツト１
８により、センサハウジングに着脱可能に固定さ
れる。蓋３１が、センサ空間を覆うために、セン
サハウジング９の上端部にわたりねじ止めされ
る。

取付ブラケツト１が、センサ組立体２４を保持
するために、枠または取付具を形成する。センサ
組立体２４は第１マイクロベンド挟み部材２を備
え、ばね４などにより取付けブラケツト１に取り
付けられる。第２マイクロベンド挟み部材３が、
２つの挟み部材間に配置されるフアイバオプチツ
クケーブルまたはフアイバ５と一緒に第１マイク
ロベンド挟み部材２に保持される。フアイバオプ
チツクケーブルは、取付ブラケツト１の上部フラ
ンジ部１ａに取り付けられる複数のコネクタ６で
終端する。コネクタ６は、光学ケーブル５を通る
光を分析するために、光信号を回路系（図示せ
ず）に結合するのに使用される。光学ケーブル５
は、取付けブラケツト１に接続される支持タブ７
により支持されそして位置付けられる。この支持
タブは、コネクタ６の底部とマイクロベンド挟み
部材２，３の上部との間に配置される。光学フア
イバまたはケーブル５もまた、クランプ手段８に
よりマイクロベンド挟み部材２に正しく支持およ
び位置付けされる。これらの部材のすべては、セ
ンサハウジング９に配置される複合および個々独
立の副集成部品ユニツトを構成する。マイクロベ
ンド挟み部材２，３は複数の滑りピン２５により
互いに整列される。

マイクロベンド挟み部材３は、取付ねじ１３を
収容するために、その中に穴１２のある取付タブ
１１を有する。このようにして、挟み部材３は、
センサビーム１０の第１上側部分１０ａに固く保
持される。挟み部材３は、センサビーム１０の溝
１５に延長するリツプ１４をも有する。センサビ
ーム１０のねじ山の切られた穴１６が取付ねじ１
３を収容する。

組み立てられるときに、挟み部材３は、センサ
組立体への機械的な入力を行うのに供されるセン
サビーム１０について、堅く保持される。

流体空間１００の複数渦がセンサビーム１０の
第２下側部分１０ｂを通過するときに、センサビ
ーム１０はそのダイヤフラム２３のまわりに回動
せられる。この回動運動は、挟み部材２と協働し
て光学フアイバ５を圧縮および解放する挟み部材
３に伝達される。これは、光学フアイバを通る光
を変調する。これらの変調は読み出すことができ
また渦の通過に対応する。

穴２０が、取付タブ１１をセンサビーム１０か
ら取り外すために取付ねじ１３に接近できるよ
う、取付ブラケツト１の上部フランジ部１ａに設
けられる。取付けブラケツト１の別の穴１７は大
きさが、マイクロベンド挟み部材２よりも大きく
そしてこれを収容する。この穴は、ばね４と共同
して、センサビーム１０の第１上側部分１０ａに
ついて、マイクロベンド挟み部材２，３の自動調
心（self−alignment）に必要な自由度を提供す
る。調整ねじ３２がセンサハウジング９に螺合し
そして校正腕３４の位置を調節する。こうして、
校正腕３４は挟み部材２を押圧するために調節で
きそしてセンサ組立体に初期調節を提供する。

もしセンサ組立体２４が不良となれば、それは
容易に取り替えられる。最初に蓋３１が除去され
る。この後に、穴２０を通じて接近の行われる取
付ねじ１３はねじ戻される。これは挟み部材３を
したがつてセンサ組立体２４をセンサビーム１０
から解放する。次に、締付ナツト１８が取り除か
れ、取付ブラケツト１を解放する。かくして、取
付ブラケツト１は、取付ブラケツト１に結合する
コネクタ６とマイクロベンド挟み部材２，３とそ
の他の複数部品と一緒に取り除かれる。次に、新
しいセンサ組立体がセンサハウジング９に挿入さ
れる。この取替操作は、圧力境界２１もまたセン
サビーム１０をも乱すことがないことに注意され
たい。

適所の新しいセンサ組立体について、校正が調
整ねじ３２を介して実現される。

光学フアイバセンサが例示の実施例で使用され
るけれども、たとえば光学反射タイプのセンサ、
電極、ピツクアツプ式センサ、歪ゲージセンサな
どの種々のタイプのセンサ部材が使用できる。あ
るセンサ部材について、センサ部材とセンサビー
ム１０間の結合または接触を設定することでさえ
も必要ないであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、被測定流体について横断方向で得ら
れる本発明によるセンサ配列体の断面図である。
第２図は、流れ方向で得られる第１図に図示のセ
ンサ配列体の断面図である。 図中の各参照番号が示す名称を以下に挙げる。
１：取付けブラケツト、１ａ……上部フランジ
部、２：（第１マイクロベンド）挾み部材、３：
（第２マイクロベンド）挾み部材、４：ばね、
５：光学フアイバ（ケーブル）、６：コネクタ、
７：支持タブ、８：クランプ手段、９：センサハ
ウジング、１０：センサビーム、１０ａ：第１
（上側）部分、１０ｂ：第２（下側）部分、１１：
取付タブ、１２：穴、１３：取付ねじ、１４：リ
ツプ、１５：溝、１８：締付ナツト、１９：ピ
ン、２０：穴、２１：圧力境界、２２：流量計ハ
ウジング、２３：圧力境界手段（ダイヤフラム）、
２４：センサ組立体、２５：滑りピン、３０：ボ
ルト、３１：蓋、３２：調節ねじ、３４：校正
腕、１００：流体空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流量計ハウジングの一側部で流体空間の貫流
   流体にさらされる流量計ハウジングを有する渦発
   生流量計からの除去を容易にした当該ハウジング
   の他側部のフアイバオプチツクセンサ配列体にお
   いて、 前記流量計ハウジングの他側部にセンサ空間を
   画成するセンサハウジングと、 運動を行うためにこのセンサハウジングに結合
   され、前記センサ空間に延長する第１部分と流量
   計ハウジングを通じて流体空間へ延長する第２部
   分とを有するセンサビームと、 前記センサ空間を流体空間から隔離するため
   に、このセンサビームに結合される圧力境界手段
   と、 前記センサハウジングに着脱可能に結合される
   取付けブラケツトと、 前記センサビームの第１部分および取付けブラ
   ケツトに連動接続され、そして、流体空間で前記
   センサビームの第２部分を通過する複数の渦の通
   渦に伴う前記センサビームの運動を感知するため
   に、前記センサビームおよび前記取付けブラケツ
   トに独立装着される一対の挟み部材間で前記セン
   サ空間に配置されかつ動作的に係合されるフアイ
   バオプチツクセンサ部材であつて、流量計ハウジ
   ングの一側の流体空間の貫流流体、前記センサビ
   ームまたは前記圧力境界手段を乱すことなく、前
   記一対の挟み部材のうちの一つの挟み部材および
   前記取付けブラケツトと一緒に前記ハウジングか
   ら取り除くことのできる前記フアイバオプチツク
   センサ部材とを備えるフアイバオプチツクセンサ
   配列体。 ２ 前記圧力境界手段は、前記第１部分と前記第
   ２部分との間で前記センサビームに接続され、前
   記センサハウジングに固定されるダイヤフラムか
   ら構成される特許請求の範囲第１項記載のフアイ
   バオプチツクセンサ配列体。 ３ 前記一対の挟み部材のうちの第２の挟み部材
   は第１の挟み部材と係合されそして光学フアイバ
   が前記取付けブラケツトに接続されそして当該挟
   み部材間を延長し、前記第２の挟み部材は前記セ
   ンサビームと一緒の運動のためにおよび前記第１
   挟み部材に関する運動のために前記センサビーム
   の第１部分に着脱可能に固定される特許請求の範
   囲第１項記載のフアイバオプチツクセンサ配列
   体。 ４ 前記センサハウジングは、流量計ハウジング
   と反対のその一端部近傍に開口を有し、前記取付
   けブラケツトは、この開口に着脱可能に載置され
   るフランジ部を有し、前記センサビームの第１部
   分に向かつて前記センサ空間で延長する部分を有
   する特許請求の範囲第１項記載のフアイバオプチ
   ツクセンサ配列体。 ５ 前記一対の挟み部材のうちの第１の挟み部材
   は前記取付けブラケツトに結合されそして前記第
   ２の挟み部材は前記第１の挟み部材と係合され、
   光学フアイバが前記取付けブラケツトに接続され
   そして前記挟み部材間を延長し、前記第２挟み部
   材は、前記センサビームと一緒の運動のためにお
   よび前記第１挟み部材に関する運動のために前記
   センサビームの第１部分に着脱可能に固定される
   特許請求の範囲第４項記載のフアイバオプチツク
   センサ配列体。 ６ 前記センサハウジングで新しいセンサ部材を
   校正するために、前記ハウジングには調整手段が
   装着され、この調整手段は前記挟み部材の一方と
   係合可能である特許請求の範囲第５項記載のフア
   イバオプチツクセンサ配列体。