JPH0719918A - 渦流量計および渦センサ - Google Patents
渦流量計および渦センサInfo
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- JPH0719918A JPH0719918A JP5167824A JP16782493A JPH0719918A JP H0719918 A JPH0719918 A JP H0719918A JP 5167824 A JP5167824 A JP 5167824A JP 16782493 A JP16782493 A JP 16782493A JP H0719918 A JPH0719918 A JP H0719918A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流管振動影響を受けることなく、高感度に渦
検出を行う。 【構成】 渦発生体２の両側面から互いに交叉する方向
で僅かに離間した導圧孔４、５を穿孔して圧力室３に導
入する。圧力室３内には振動管６の受圧板６ａが挿入さ
れ受圧板６ａに渦発生に伴う交番トルクが発生する。こ
のトルクは伝達軸１４を介して四角柱状の伝達部材９に
伝達され保持具８との間に取付けられた圧電素子１０〜
１３に外部振動影響の少ない渦信号が検出される。
検出を行う。 【構成】 渦発生体２の両側面から互いに交叉する方向
で僅かに離間した導圧孔４、５を穿孔して圧力室３に導
入する。圧力室３内には振動管６の受圧板６ａが挿入さ
れ受圧板６ａに渦発生に伴う交番トルクが発生する。こ
のトルクは伝達軸１４を介して四角柱状の伝達部材９に
伝達され保持具８との間に取付けられた圧電素子１０〜
１３に外部振動影響の少ない渦信号が検出される。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、渦流量計の渦センサに関し、よ
り詳細には、渦発生体に片持支持されて嵌挿され、渦発
生体内に導入されるカルマン渦の変動圧をトルク変動に
変換する渦流量計および渦センサに関する。
り詳細には、渦発生体に片持支持されて嵌挿され、渦発
生体内に導入されるカルマン渦の変動圧をトルク変動に
変換する渦流量計および渦センサに関する。
【０００２】
【従来技術】周知のように渦流量計は流体の流れの中に
配設された渦発生体を配設したとき、該渦発生体から単
位時間内に発生するカルマン渦の数が或るレイノルズ数
範囲で流量に比例することを利用した推定形の流量計で
ある。発生する渦は、渦発生体まわりに生ずる流れ変化
又は圧力変化として渦センサにより検出される。これら
の渦センサは、渦発生体内に固着されるか着脱可能に配
設されている。渦流量計は、気体、液体等流体の種類あ
るいは流体の密度や粘度に影響されることなくレイノル
ズ数のみに依存して特性が定められる特徴をもってい
る。しかし、カルマン渦の発生による変動圧は測定流体
の密度と流速の２乗に比例した量であるから、測定範囲
を拡大するためには小流量域での感度を高くすることが
必要である。この点において、渦発生体内に着脱可能に
配設される形式の渦センサは有利である。
配設された渦発生体を配設したとき、該渦発生体から単
位時間内に発生するカルマン渦の数が或るレイノルズ数
範囲で流量に比例することを利用した推定形の流量計で
ある。発生する渦は、渦発生体まわりに生ずる流れ変化
又は圧力変化として渦センサにより検出される。これら
の渦センサは、渦発生体内に固着されるか着脱可能に配
設されている。渦流量計は、気体、液体等流体の種類あ
るいは流体の密度や粘度に影響されることなくレイノル
ズ数のみに依存して特性が定められる特徴をもってい
る。しかし、カルマン渦の発生による変動圧は測定流体
の密度と流速の２乗に比例した量であるから、測定範囲
を拡大するためには小流量域での感度を高くすることが
必要である。この点において、渦発生体内に着脱可能に
配設される形式の渦センサは有利である。
【０００３】本出願人は、特公昭６３−３１７２６号公
報において渦発生体の大きさによらず同一のセンサを着
脱可能とする渦流量計を提案した。図１０（ａ）,
（ｂ）は、この従来の渦流量計を説明するための図で、
図１０（ａ）は流れ方向からみた断面図、図（ｂ）は図
（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図中、３１は管
体、３２は渦発生体、３３は取付面、３４は圧力室、３
５は導圧孔、３６は円筒体、３７は弾性母材、３８は圧
電素子、３９は充填剤、４０は渦センサ、４１は鍔部、
４２はリード線である。
報において渦発生体の大きさによらず同一のセンサを着
脱可能とする渦流量計を提案した。図１０（ａ）,
（ｂ）は、この従来の渦流量計を説明するための図で、
図１０（ａ）は流れ方向からみた断面図、図（ｂ）は図
（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図である。図中、３１は管
体、３２は渦発生体、３３は取付面、３４は圧力室、３
５は導圧孔、３６は円筒体、３７は弾性母材、３８は圧
電素子、３９は充填剤、４０は渦センサ、４１は鍔部、
４２はリード線である。
【０００４】図１０において、管体３１は被測定流体の
流通する配管に介装される本体で、直径上に渦発生体３
２が設けられている。渦発生体３２には管体３１を貫通
した凹部が設けられ、該凹部は圧力室３４となってお
り、圧力室３４の両側壁面に導圧孔３５が貫通し、被測
定流体に連通している。一方、圧力室３４には渦センサ
４０が挿入されている。渦センサ４０は、鍔部４１を有
する有底な円筒体状の振動管３６と、該振動管３６の底
部に受圧板３６ａが一体に形成され振動管３６内に同軸
に嵌挿された弾性母材３７と、該弾性母材３７の両側面
に貼着された圧電素子３８，３８と、振動管３６内に弾
性母材３７を一体固着する充填材３９及びリード線４２
とからなっている。
流通する配管に介装される本体で、直径上に渦発生体３
２が設けられている。渦発生体３２には管体３１を貫通
した凹部が設けられ、該凹部は圧力室３４となってお
り、圧力室３４の両側壁面に導圧孔３５が貫通し、被測
定流体に連通している。一方、圧力室３４には渦センサ
４０が挿入されている。渦センサ４０は、鍔部４１を有
する有底な円筒体状の振動管３６と、該振動管３６の底
部に受圧板３６ａが一体に形成され振動管３６内に同軸
に嵌挿された弾性母材３７と、該弾性母材３７の両側面
に貼着された圧電素子３８，３８と、振動管３６内に弾
性母材３７を一体固着する充填材３９及びリード線４２
とからなっている。
【０００５】渦センサ４０は振動管３６の鍔部４１にお
いて管体に形成された取付面３３で管体３１に片持固着
される。渦による変動圧力は、導圧孔３５を介して圧力
室３４に導入され受圧板３６ａに作用する。変動圧力を
受けた受圧板３６ａは片持固着された位置まわりに変動
するが、この変動は、充填剤３９を介して圧電素子に伝
達され振動に応じた電気信号（電荷）をリード線４２よ
り出力される。
いて管体に形成された取付面３３で管体３１に片持固着
される。渦による変動圧力は、導圧孔３５を介して圧力
室３４に導入され受圧板３６ａに作用する。変動圧力を
受けた受圧板３６ａは片持固着された位置まわりに変動
するが、この変動は、充填剤３９を介して圧電素子に伝
達され振動に応じた電気信号（電荷）をリード線４２よ
り出力される。
【０００６】しかし、上述の従来の渦センサの振動管２
６は、鍔部３１で片持固定されており、圧電素子３８，
３８は顎部４１を支点として単振動する。渦流量計は流
管に介装され流管とともに外部振動により加振され、こ
れに従って振動管２６も振動する。特に、振動が渦信号
と同相の場合は外部振動を打ち消すために高価な補償手
段を必要とする。また、変動圧力は流速の２乗に比例す
るので小流感度を上げて流量範囲を拡大することが試み
られるが、前述の如く、配管系には微小振動が常に加わ
っているので安定して小流限度をあげることができなか
った。そして外部から受ける衝撃は流量パルスのミスパ
ルス発生を意味し、信頼性を低下させる。
６は、鍔部３１で片持固定されており、圧電素子３８，
３８は顎部４１を支点として単振動する。渦流量計は流
管に介装され流管とともに外部振動により加振され、こ
れに従って振動管２６も振動する。特に、振動が渦信号
と同相の場合は外部振動を打ち消すために高価な補償手
段を必要とする。また、変動圧力は流速の２乗に比例す
るので小流感度を上げて流量範囲を拡大することが試み
られるが、前述の如く、配管系には微小振動が常に加わ
っているので安定して小流限度をあげることができなか
った。そして外部から受ける衝撃は流量パルスのミスパ
ルス発生を意味し、信頼性を低下させる。
【０００７】
【目的】本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたも
ので、外部振動影響を受け難く、信頼性の高い渦信号を
検知する渦流量計および渦センサを検出することを目的
としてなされたものである。
ので、外部振動影響を受け難く、信頼性の高い渦信号を
検知する渦流量計および渦センサを検出することを目的
としてなされたものである。
【０００８】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
測定流体が流れる本体と、該本体内に両端が固着される
柱状体で一端側軸方向に圧力室および各々の側面から前
記圧力室に測定流体圧を導入する一対の導圧孔を有する
渦発生体と、前記一対の導圧孔より前記圧力室に導入さ
れたカルマン渦に基づく変動圧力を交番捩り振動として
検知する渦センサとからなること、更には、（２）前記
（１）において、前記圧力室内に僅かの隙間を有し挿入
される筒状体の一端に受圧板および前記筒状体を片持支
持するフランジを有する振動管と、一端が該振動管内の
前記受圧板側に同軸に固着される伝達軸と、該伝達軸の
他端側に配設され、前記受圧板に作用するトルクを前記
伝達軸を介して前記振動管との間で検知するトルク検出
素子とを有すること、更には、（３）前記（２）におい
て、振動管及び又はトルク検出素子と伝達軸とを、該伝
達軸と略直角な面の板ばねを介して接続し、前記伝達軸
を軸方向にのみ移動可能に固着したこと、更には、
（４）前記（２）において、振動管及び又はトルク検出
素子と伝達軸とを接続する該伝達軸の軸方向にスリット
を有し、該伝達軸を軸方向に移動可能に固着したこと、
更には、（５）前記（１）又は（４）において、前記圧
力室内に僅かの隙を有し挿入され、凹部を有する受圧板
および該受圧板を片持支持するフランジを有する振動管
と、一端が前記凹部内に前記振動管に同軸に固着される
トルクの伝達軸と、該伝達軸の他端側と前記振動管間に
接続され、前記伝達軸を介して前記受圧板に作用するト
ルクを検知するトルク検出器とからなること、更には、
（６）前記（１）において、凹部を有する受圧板および
取付フランジとからなる振動管と、該振動管の凹部と同
軸に一端が固着され他端に接続部を有するトルクの伝達
軸と、該伝達軸の接続部に着脱自在に前記振動管に固着
したトルク検出手段とからなること、或いは、（７）凹
部および該凹部内に配設された接続部を有する受圧板お
よび取付フランジとからなる振動管と、一端に前記接続
部と軸方向に着脱可能に接続する接手を有する伝達軸
と、該伝達軸の他端に固着され前記振動管との間のトル
クを検知するトルク検出手段とからなること、更には、
（８）前記（７）において、測定流体が流れる本体と、
該本体内に一端が固着された下部渦発生体と該下部渦発
生体と同軸な上部渦発生体と、該上部渦発生体と前記本
体とを接続し前記上部渦発生体に作用するカルマン渦に
よるトルクを検知するトルク検出器とからなること、更
には、（９）前記（８）において、前記渦発体他部に該
渦発生体他部の重心がトルク検出器と同軸上となるよう
に前記渦発生体他部に穴を穿設したことを特徴とするも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
測定流体が流れる本体と、該本体内に両端が固着される
柱状体で一端側軸方向に圧力室および各々の側面から前
記圧力室に測定流体圧を導入する一対の導圧孔を有する
渦発生体と、前記一対の導圧孔より前記圧力室に導入さ
れたカルマン渦に基づく変動圧力を交番捩り振動として
検知する渦センサとからなること、更には、（２）前記
（１）において、前記圧力室内に僅かの隙間を有し挿入
される筒状体の一端に受圧板および前記筒状体を片持支
持するフランジを有する振動管と、一端が該振動管内の
前記受圧板側に同軸に固着される伝達軸と、該伝達軸の
他端側に配設され、前記受圧板に作用するトルクを前記
伝達軸を介して前記振動管との間で検知するトルク検出
素子とを有すること、更には、（３）前記（２）におい
て、振動管及び又はトルク検出素子と伝達軸とを、該伝
達軸と略直角な面の板ばねを介して接続し、前記伝達軸
を軸方向にのみ移動可能に固着したこと、更には、
（４）前記（２）において、振動管及び又はトルク検出
素子と伝達軸とを接続する該伝達軸の軸方向にスリット
を有し、該伝達軸を軸方向に移動可能に固着したこと、
更には、（５）前記（１）又は（４）において、前記圧
力室内に僅かの隙を有し挿入され、凹部を有する受圧板
および該受圧板を片持支持するフランジを有する振動管
と、一端が前記凹部内に前記振動管に同軸に固着される
トルクの伝達軸と、該伝達軸の他端側と前記振動管間に
接続され、前記伝達軸を介して前記受圧板に作用するト
ルクを検知するトルク検出器とからなること、更には、
（６）前記（１）において、凹部を有する受圧板および
取付フランジとからなる振動管と、該振動管の凹部と同
軸に一端が固着され他端に接続部を有するトルクの伝達
軸と、該伝達軸の接続部に着脱自在に前記振動管に固着
したトルク検出手段とからなること、或いは、（７）凹
部および該凹部内に配設された接続部を有する受圧板お
よび取付フランジとからなる振動管と、一端に前記接続
部と軸方向に着脱可能に接続する接手を有する伝達軸
と、該伝達軸の他端に固着され前記振動管との間のトル
クを検知するトルク検出手段とからなること、更には、
（８）前記（７）において、測定流体が流れる本体と、
該本体内に一端が固着された下部渦発生体と該下部渦発
生体と同軸な上部渦発生体と、該上部渦発生体と前記本
体とを接続し前記上部渦発生体に作用するカルマン渦に
よるトルクを検知するトルク検出器とからなること、更
には、（９）前記（８）において、前記渦発体他部に該
渦発生体他部の重心がトルク検出器と同軸上となるよう
に前記渦発生体他部に穴を穿設したことを特徴とするも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】図１（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、本発明によ
る渦流量計の一例を説明するための部分断面図であり、
図１（ａ）は流れＱ方向の一部断面図、図１（ｂ）は図
１（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１
（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ線断面図で、図１中、１は本体、２
は渦発生体、３は圧力室、４，５は導圧孔、６は振動
管、７は凹部、８は保持部材、９は伝達部材、１０，１
１，１２，１３は圧電素子、１４は伝達軸、１５はシー
ルリングである。
る渦流量計の一例を説明するための部分断面図であり、
図１（ａ）は流れＱ方向の一部断面図、図１（ｂ）は図
１（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１
（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ線断面図で、図１中、１は本体、２
は渦発生体、３は圧力室、４，５は導圧孔、６は振動
管、７は凹部、８は保持部材、９は伝達部材、１０，１
１，１２，１３は圧電素子、１４は伝達軸、１５はシー
ルリングである。
【００１０】図１（ａ）において、渦発生体２は、図１
（ｂ）に示すように断面二等辺三角状をした柱状体で、
測定流体が流れる筒状の本体１に両端が固定されてい
る。渦発生体２には軸方向に圧力室３が穿設されてお
り、この圧力室３には、渦発生体２の側面に開口する導
圧孔４，５が連通している。導圧孔４，５は、圧力室３
の下方に、軸方向からみて互いに交叉するように交わる
ことなく所定の間隔Δを隔て穿孔されている。
（ｂ）に示すように断面二等辺三角状をした柱状体で、
測定流体が流れる筒状の本体１に両端が固定されてい
る。渦発生体２には軸方向に圧力室３が穿設されてお
り、この圧力室３には、渦発生体２の側面に開口する導
圧孔４，５が連通している。導圧孔４，５は、圧力室３
の下方に、軸方向からみて互いに交叉するように交わる
ことなく所定の間隔Δを隔て穿孔されている。
【００１１】図２（ａ）,（ｂ）は、本発明に係る渦発
生体２の導圧孔４，５の一例を説明するための図であ
り、図（ａ）は圧力室３の下部位置の断面図、図（ｂ）
は導圧孔４位置での断面図である。図２（ａ）,（ｂ）
に示すように導圧孔４，５には、各々圧力室３を挟んだ
位置に軸方向に伸び圧力室３に連通する導圧路４ａ，４
ｂおよび５ａ，５ｂがそれぞれ開口している。
生体２の導圧孔４，５の一例を説明するための図であ
り、図（ａ）は圧力室３の下部位置の断面図、図（ｂ）
は導圧孔４位置での断面図である。図２（ａ）,（ｂ）
に示すように導圧孔４，５には、各々圧力室３を挟んだ
位置に軸方向に伸び圧力室３に連通する導圧路４ａ，４
ｂおよび５ａ，５ｂがそれぞれ開口している。
【００１２】一方、前記圧力室３には、振動管６の一端
に取り付けられた受圧板６ａが圧力室３と僅かの隙を有
して挿入される。振動管６は、図１（ａ）に示すよう
に、一端側に受圧板６ａを有する有底の凹部７をもった
筒状体で、筒状体は、中間部に取付フランジ６ｃを有
し、該取付フランジ６ｃの下方は有底の筒体６ｂ、上方
は上部開口筒６ｄとからなり、これらは、一体に加工さ
れている。振動管６は、本発明の渦センサの一要素とな
るもので、渦センサは振動管６と伝達軸１４と、保持部
材８と、伝達部材９と圧電素子１０，１１，１２，１３
とからなっている。
に取り付けられた受圧板６ａが圧力室３と僅かの隙を有
して挿入される。振動管６は、図１（ａ）に示すよう
に、一端側に受圧板６ａを有する有底の凹部７をもった
筒状体で、筒状体は、中間部に取付フランジ６ｃを有
し、該取付フランジ６ｃの下方は有底の筒体６ｂ、上方
は上部開口筒６ｄとからなり、これらは、一体に加工さ
れている。振動管６は、本発明の渦センサの一要素とな
るもので、渦センサは振動管６と伝達軸１４と、保持部
材８と、伝達部材９と圧電素子１０，１１，１２，１３
とからなっている。
【００１３】上記要素から構成される渦センサは、振動
管６の凹部７と同軸に伝達軸１４の一端を筒体６ｂの底
部に固着し、他端に四角柱の伝達部材９を同軸に固着す
る。一方、伝達部材９外周には上部開口６ｄ内壁面に固
着された筒状の保持部材８が配設される。保持部材８は
絶縁材からなり、導電性材の伝達部材９の四角形外周よ
りも僅かに大きい同形の四角形の透孔を有し、該保持部
材８と伝達部材９との四角形の空隙部には図１（ｃ）に
示すように各々厚さ方向に分極された圧電素子１０，１
１，１２，１３が固着されている。ここで、対向する辺
の圧電素子１０，１１および１２，１３は各々接続さ
れ、伝達部材９は振動管６を介して本体１側に接地され
る。以上の如く構成された渦センサは、シールリング１
５でシールされ取付フランジ６ｃにより本体１にボルト
締めされ固着される。
管６の凹部７と同軸に伝達軸１４の一端を筒体６ｂの底
部に固着し、他端に四角柱の伝達部材９を同軸に固着す
る。一方、伝達部材９外周には上部開口６ｄ内壁面に固
着された筒状の保持部材８が配設される。保持部材８は
絶縁材からなり、導電性材の伝達部材９の四角形外周よ
りも僅かに大きい同形の四角形の透孔を有し、該保持部
材８と伝達部材９との四角形の空隙部には図１（ｃ）に
示すように各々厚さ方向に分極された圧電素子１０，１
１，１２，１３が固着されている。ここで、対向する辺
の圧電素子１０，１１および１２，１３は各々接続さ
れ、伝達部材９は振動管６を介して本体１側に接地され
る。以上の如く構成された渦センサは、シールリング１
５でシールされ取付フランジ６ｃにより本体１にボルト
締めされ固着される。
【００１４】次に、図１（ａ）の如く構成された渦流量
計の動作を述べる。流体が矢印Ｑ方向に流れると渦発生
体２の下方にはカルマン渦が発生し、これに伴ない変動
圧力が生ずる。この変動圧は導圧孔４，５より圧力室３
内に導入されるが、圧力室３内には受圧板６ａが挿入さ
れているので変動圧力は受圧板６ａに作用する。導圧孔
４の圧力が、導圧孔５の圧力よりも高い渦サイクルで
は、図１（ｂ）に示すように導圧孔４の圧力Ｐ1は、受
圧板６ａを挟んで図示の受圧板６ａの上下方向に関し反
対向きに作用する。このとき導圧孔５の圧力Ｐ2は、同
様に反対向きに作用するので受圧板６ａには左向きのト
ルクが発生する。同様にして次の渦サイクルでは右向き
のトルクが発生してカルマン渦に同期した交番トルクが
生ずる。この交番トルクは伝達軸１４を介して圧電素子
９，１０，１１，１２を押圧してトルクに応じた電荷を
発生する。
計の動作を述べる。流体が矢印Ｑ方向に流れると渦発生
体２の下方にはカルマン渦が発生し、これに伴ない変動
圧力が生ずる。この変動圧は導圧孔４，５より圧力室３
内に導入されるが、圧力室３内には受圧板６ａが挿入さ
れているので変動圧力は受圧板６ａに作用する。導圧孔
４の圧力が、導圧孔５の圧力よりも高い渦サイクルで
は、図１（ｂ）に示すように導圧孔４の圧力Ｐ1は、受
圧板６ａを挟んで図示の受圧板６ａの上下方向に関し反
対向きに作用する。このとき導圧孔５の圧力Ｐ2は、同
様に反対向きに作用するので受圧板６ａには左向きのト
ルクが発生する。同様にして次の渦サイクルでは右向き
のトルクが発生してカルマン渦に同期した交番トルクが
生ずる。この交番トルクは伝達軸１４を介して圧電素子
９，１０，１１，１２を押圧してトルクに応じた電荷を
発生する。
【００１５】図３は、圧電素子に発生する電荷と信号と
の関係を説明するための表で、（ａ）,（ｂ）はカルマ
ン渦に基づく信号、（ｃ）〜（ｈ）は外部振動に基づく
信号を示す。カルマン渦に基づく信号（ａ）,（ｂ）
は、前述の如く右廻り方向のトルクと左廻り方向のトル
クに応じた信号を出力する。これに対し、流管に対し斜
め方向の信号（ｃ）,（ｄ）は対向する圧電素子１０，
１１および１２，１３の電荷が相殺され信号出力はな
い。次に（ｅ），（ｆ）で示す流管の軸方向の振動及
び、（ｇ）、（ｈ）で示す流管と直角方向の振動では互
いに反対のマイナスの出力が生ずる。しかし、通常流管
軸方向の振動は無視されることが多く、流管と直角方向
の振動のみを考慮すればよいが、この時の信号は、常に
マイナス信号となるのでこの補償は簡単に行うことがで
きる。
の関係を説明するための表で、（ａ）,（ｂ）はカルマ
ン渦に基づく信号、（ｃ）〜（ｈ）は外部振動に基づく
信号を示す。カルマン渦に基づく信号（ａ）,（ｂ）
は、前述の如く右廻り方向のトルクと左廻り方向のトル
クに応じた信号を出力する。これに対し、流管に対し斜
め方向の信号（ｃ）,（ｄ）は対向する圧電素子１０，
１１および１２，１３の電荷が相殺され信号出力はな
い。次に（ｅ），（ｆ）で示す流管の軸方向の振動及
び、（ｇ）、（ｈ）で示す流管と直角方向の振動では互
いに反対のマイナスの出力が生ずる。しかし、通常流管
軸方向の振動は無視されることが多く、流管と直角方向
の振動のみを考慮すればよいが、この時の信号は、常に
マイナス信号となるのでこの補償は簡単に行うことがで
きる。
【００１６】図４（ａ）、（ｂ）は、本発明における渦
センサの他の実施例を説明するための図である。図４
（ａ）は断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部の斜視
図で、図中１６は板ばねである。図１と同じ作用する部
分には図１と同一の参照番号を付している。図４（ａ）
において伝達軸１４は振動管６に直接固着するのではな
く、伝達軸１４に直角な面を有する偏平な板ばね１６を
介して接続されるもので、環境温度の変化に対し伝達軸
１４の熱膨張又は収縮を板ばね１６の歪として吸収し、
トルク変動には影響を与えないようにしている。板ばね
１６は、筒体６ｂ底部に直接又は挿入部材１６ａを介し
て接続される。また、板ばね１６は、伝達部材９との間
に接続してもよい。
センサの他の実施例を説明するための図である。図４
（ａ）は断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部の斜視
図で、図中１６は板ばねである。図１と同じ作用する部
分には図１と同一の参照番号を付している。図４（ａ）
において伝達軸１４は振動管６に直接固着するのではな
く、伝達軸１４に直角な面を有する偏平な板ばね１６を
介して接続されるもので、環境温度の変化に対し伝達軸
１４の熱膨張又は収縮を板ばね１６の歪として吸収し、
トルク変動には影響を与えないようにしている。板ばね
１６は、筒体６ｂ底部に直接又は挿入部材１６ａを介し
て接続される。また、板ばね１６は、伝達部材９との間
に接続してもよい。
【００１７】図５（ａ）、（ｂ）は本発明による渦セン
サの、更に他の実施例を説明するための図であり図５
（ａ）流れ方向から見た断面図。図５（ｂ）は図５
（ａ）のＢ部斜視図であり、図中、１７は振動管、１８
は縦溝で図１と同じ作用する部分には図１と同一の参照
番号を付している。図５（ａ）の渦センサにおける振動
管１７は、受圧板１７ａと取付フランジ１７ｃとで構成
され、取付フランジ１７ｃと受圧板１７ａとは捩り剛性
を小さくするための挟少部１７ｂで接続されている。受
圧板１７ａ内には凹部７が形成され、底部には伝達軸１
４の一端が固着されているが伝達部材９側は二面幅を有
し軸方向に縦溝１８が穿設され、熱膨張により伝達軸１
４が自由に摺動でき、しかも、トルクが伝達できるよう
にしている。
サの、更に他の実施例を説明するための図であり図５
（ａ）流れ方向から見た断面図。図５（ｂ）は図５
（ａ）のＢ部斜視図であり、図中、１７は振動管、１８
は縦溝で図１と同じ作用する部分には図１と同一の参照
番号を付している。図５（ａ）の渦センサにおける振動
管１７は、受圧板１７ａと取付フランジ１７ｃとで構成
され、取付フランジ１７ｃと受圧板１７ａとは捩り剛性
を小さくするための挟少部１７ｂで接続されている。受
圧板１７ａ内には凹部７が形成され、底部には伝達軸１
４の一端が固着されているが伝達部材９側は二面幅を有
し軸方向に縦溝１８が穿設され、熱膨張により伝達軸１
４が自由に摺動でき、しかも、トルクが伝達できるよう
にしている。
【００１８】図６は、本発明による渦センサの更に他の
実施例を説明する為の図である。図中１９は固定筺、２
０は伝達部材で、図１、５と同じ作用する部分には図
１、５と同一の参照番号を付している。図６に示した渦
センサは振動管１７と圧電素子１０〜１３とを着脱可能
とした構造のもので、伝達軸１４の他端には、例えば、
両面取りした挿入部１４ａを有し、該挿入部１４ａと伝
達部材２０とは矢印方向に着脱できるように嵌合され
る。伝達部材２０と保持部材８および圧電素子１０〜１
３は固定筺内に一体に収容され、固定筺１９は上部開口
１７ｄ内に着脱可能に固着され、圧電素子１０〜１３が
不良となったとき変換可能としている。
実施例を説明する為の図である。図中１９は固定筺、２
０は伝達部材で、図１、５と同じ作用する部分には図
１、５と同一の参照番号を付している。図６に示した渦
センサは振動管１７と圧電素子１０〜１３とを着脱可能
とした構造のもので、伝達軸１４の他端には、例えば、
両面取りした挿入部１４ａを有し、該挿入部１４ａと伝
達部材２０とは矢印方向に着脱できるように嵌合され
る。伝達部材２０と保持部材８および圧電素子１０〜１
３は固定筺内に一体に収容され、固定筺１９は上部開口
１７ｄ内に着脱可能に固着され、圧電素子１０〜１３が
不良となったとき変換可能としている。
【００１９】図７は、本発明による渦センサの、更に他
の実施例を説明するための図である。図中、２１はさ
や、２２は固定輪、２３は接合端で、図１、６と同じ作
用をする部分には、図１、６と同一の参照番号を付して
いる。図７に示した渦センサは、振動管１７に対し、圧
電素子１０〜１３を備えた伝達軸１４を着脱可能に固着
するもので伝達軸１４の一端に二面幅又は断面四角状の
縦溝を有する接合端２３を固着し、該接合端２３と受圧
板１７ａ凹部７の底面に固着した固定輪２２とが着脱可
能に係合するようになっている。
の実施例を説明するための図である。図中、２１はさ
や、２２は固定輪、２３は接合端で、図１、６と同じ作
用をする部分には、図１、６と同一の参照番号を付して
いる。図７に示した渦センサは、振動管１７に対し、圧
電素子１０〜１３を備えた伝達軸１４を着脱可能に固着
するもので伝達軸１４の一端に二面幅又は断面四角状の
縦溝を有する接合端２３を固着し、該接合端２３と受圧
板１７ａ凹部７の底面に固着した固定輪２２とが着脱可
能に係合するようになっている。
【００２０】図８は本発明による渦流量計の他の実施例
を説明するための図で、図中、２４は固定リング、２５
は渦センサ、２６は保護筒である。図８の渦発生体２は
上部渦発生体２ｂと下部渦発生体２ａとに分離され、下
部渦発生体２ａの一端は本体１内に固着され、他端は自
由端となり、上部渦発生体２ｂと僅かの隙を有してい
る。また、上部渦発生体２ｂには渦センサ２５が接続さ
れる。尚、渦センサ２５は、図１に示したトルク検出セ
ンサと同一のもので、該渦センサ２５は上部渦発生体２
ｂに同軸な保護筒２３とともに一体に取り付けられる。
また、渦センサ２５は本体１の壁面に取り付けられた固
定リング２４に同軸に固着される。上部渦発生体２ｂに
は、渦発生に伴う交番揚力が作用するため、この交番揚
力を渦センサ２５によってトルク信号として検知するこ
とができる。この時、上部渦発生体２ｂと渦センサ２５
は上部渦発生体２ｂの重心を通る軸で接合されることが
必要である。
を説明するための図で、図中、２４は固定リング、２５
は渦センサ、２６は保護筒である。図８の渦発生体２は
上部渦発生体２ｂと下部渦発生体２ａとに分離され、下
部渦発生体２ａの一端は本体１内に固着され、他端は自
由端となり、上部渦発生体２ｂと僅かの隙を有してい
る。また、上部渦発生体２ｂには渦センサ２５が接続さ
れる。尚、渦センサ２５は、図１に示したトルク検出セ
ンサと同一のもので、該渦センサ２５は上部渦発生体２
ｂに同軸な保護筒２３とともに一体に取り付けられる。
また、渦センサ２５は本体１の壁面に取り付けられた固
定リング２４に同軸に固着される。上部渦発生体２ｂに
は、渦発生に伴う交番揚力が作用するため、この交番揚
力を渦センサ２５によってトルク信号として検知するこ
とができる。この時、上部渦発生体２ｂと渦センサ２５
は上部渦発生体２ｂの重心を通る軸で接合されることが
必要である。
【００２１】図９（ａ），（ｂ）は、図８の渦流量計の
他の実施例を説明するための図である。図９（ａ）重心
Ｇを移動するための穴明け部。図９（ｂ）は動作を示す
図である。図９（ａ）は上部渦発生体２ｂに所定の大き
さの穴２６を穿孔して重心位置Ｇを渦センサ２２と同軸
上に移動した状態とし、上部渦発生体２ｂは図９（ｂ）
に示すように重心Ｇを支点として角度θだけ交番回転す
るので、渦センサ２５には曲げモーメントが作用するこ
となく、完全な交番捩り振動のみが作用する。
他の実施例を説明するための図である。図９（ａ）重心
Ｇを移動するための穴明け部。図９（ｂ）は動作を示す
図である。図９（ａ）は上部渦発生体２ｂに所定の大き
さの穴２６を穿孔して重心位置Ｇを渦センサ２２と同軸
上に移動した状態とし、上部渦発生体２ｂは図９（ｂ）
に示すように重心Ｇを支点として角度θだけ交番回転す
るので、渦センサ２５には曲げモーメントが作用するこ
となく、完全な交番捩り振動のみが作用する。
【００２２】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ばカルマン渦による信号を交番捩り振動として検出する
ので、流管振動影響は流管軸方向と流管と直角方向の振
動影響のみ受ける。しかし、流管軸方向の振動影響は殆
どないので、実質的には流管と直角方向の振動影響のみ
受ける。しかし、この振動影響は一方向のノイズ成分と
なるので簡単に補正可能であり、高い安定性のある渦信
号を高感度に検出することができる。
ばカルマン渦による信号を交番捩り振動として検出する
ので、流管振動影響は流管軸方向と流管と直角方向の振
動影響のみ受ける。しかし、流管軸方向の振動影響は殆
どないので、実質的には流管と直角方向の振動影響のみ
受ける。しかし、この振動影響は一方向のノイズ成分と
なるので簡単に補正可能であり、高い安定性のある渦信
号を高感度に検出することができる。
【図１】 本発明による渦流量計の一例を説明するため
の部分断面図である。
の部分断面図である。
【図２】 本発明に係る渦の導圧孔の一例を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３】 圧電素子に発生する電荷と信号との関係を説
明するための表である。
明するための表である。
【図４】 本発明における渦センサの、他の実施例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】 本発明による渦センサの、更に、他の実施例
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図６】 本発明による渦センサの、更に、他の実施例
を説明するための図である
を説明するための図である
【図７】 本発明による渦センサの、更に、他の実施例
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図８】 本発明による渦流量計の、他の実施例を説明
するための図である。
するための図である。
【図９】 図８の渦流量計の、他の実施例を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図１０】 従来の渦流量計を説明するための図であ
る。
る。
１…本体、２…渦発生体、３…圧力室、４，５…導圧
孔、６…振動管、７…凹部、８…保持部材、９…伝達部
材、１０，１１，１２，１３…圧電素子、１４…伝達
軸、１５…シールリング、１６…板ばね、１７…振動
管、１８…縦溝、１９…固定筺、２０…伝達部材、２１
…さや、２２…固定輪、２３…接合端、２４…固定リン
グ、２５…渦センサ、２６…保護筒。
孔、６…振動管、７…凹部、８…保持部材、９…伝達部
材、１０，１１，１２，１３…圧電素子、１４…伝達
軸、１５…シールリング、１６…板ばね、１７…振動
管、１８…縦溝、１９…固定筺、２０…伝達部材、２１
…さや、２２…固定輪、２３…接合端、２４…固定リン
グ、２５…渦センサ、２６…保護筒。
Claims (9)
- 【請求項１】 測定流体が流れる本体と、該本体内に両
端が固着される柱状体で一端側軸方向に圧力室および各
々の側面から前記圧力室に測定流体圧を導入する一対の
導圧孔を有する渦発生体と、前記一対の導圧孔より前記
圧力室に導入されたカルマン渦に基づく変動圧力を交番
捩り振動として検知する渦センサとからなることを特徴
とした渦流量計。 - 【請求項２】 前記圧力室内に僅かの隙間を有し挿入さ
れる筒状体の一端に受圧板および前記筒状体を片持支持
するフランジを有する振動管と、一端が該振動管内の前
記受圧板側に同軸に固着される伝達軸と、該伝達軸の他
端側に配設され、前記受圧板に作用するトルクを前記伝
達軸を介して前記振動管との間で検知するトルク検出素
子とを有することを特徴とする請求項１記載の渦セン
サ。 - 【請求項３】 振動管及び又はトルク検出素子と伝達軸
とを、該伝達軸と略直角な面の板ばねを介して接続し、
前記伝達軸を軸方向にのみ移動可能に固着したことを特
徴とする請求項２記載の渦センサ。 - 【請求項４】 振動管及び又はトルク検出素子と伝達軸
とを接続する該伝達軸の軸方向にスリットを有し、該伝
達軸を軸方向に移動可能に固着したことを特徴とする請
求項２記載の渦センサ。 - 【請求項５】 前記圧力室内に僅かの隙を有し挿入さ
れ、凹部を有する受圧板および該受圧板を片持支持する
フランジを有する振動管と、一端が前記凹部内に前記振
動管に同軸に固着されるトルクの伝達軸と、該伝達軸の
他端側と前記振動管間に接続され、前記伝達軸を介して
前記受圧板に作用するトルクを検知するトルク検出器と
からなることを特徴とした請求項１又は請求項４記載の
渦センサ。 - 【請求項６】 凹部を有する受圧板および取付フランジ
とからなる振動管と、該振動管の凹部と同軸に一端が固
着され他端に接続部を有するトルクの伝達軸と、該伝達
軸の接続部に着脱自在に前記振動管に固着したトルク検
出手段とからなることを特徴とする請求項１記載の渦セ
ンサ。 - 【請求項７】 凹部および該凹部内に配設された接続部
を有する受圧板および取付フランジとからなる振動管
と、一端に前記接続部と軸方向に着脱可能に接続する接
手を有する伝達軸と、該伝達軸の他端に固着され前記振
動管との間のトルクを検知するトルク検出手段とからな
ることを特徴とする請求項１記載の渦センサ。 - 【請求項８】 測定流体が流れる本体と、該本体内に一
端が固着された下部渦発生体と該下部渦発生体と同軸な
上部渦発生体と、該上部渦発生体と前記本体とを接続し
前記上部渦発生体に作用するカルマン渦によるトルクを
検知するトルク検出器とからなることを特徴とする渦流
量計。 - 【請求項９】 前記渦発体他部に該渦発生体他部の重心
がトルク検出器と同軸上となるように前記渦発生体他部
に穴を穿設したことを特徴とする請求項７記載の渦流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167824A JP3049176B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 渦流量計および渦センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167824A JP3049176B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 渦流量計および渦センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719918A true JPH0719918A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3049176B2 JP3049176B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=15856779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5167824A Expired - Fee Related JP3049176B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 渦流量計および渦センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049176B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2709430C1 (ru) * | 2019-05-30 | 2019-12-17 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Датчик изгибающего момента для вихревых расходомеров |
| RU2765898C2 (ru) * | 2020-04-15 | 2022-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Датчик изгибающего момента для высокотемпературных вихревых расходомеров |
| RU2766105C2 (ru) * | 2020-04-15 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью «СЭНСОПРИБОР» | Датчик изгибающего момента высокотемпературный для вихревых расходомеров |
| RU2771011C1 (ru) * | 2021-08-26 | 2022-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Высокотемпературный датчик для вихревых расходомеров |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5167824A patent/JP3049176B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2709430C1 (ru) * | 2019-05-30 | 2019-12-17 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Датчик изгибающего момента для вихревых расходомеров |
| RU2765898C2 (ru) * | 2020-04-15 | 2022-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Датчик изгибающего момента для высокотемпературных вихревых расходомеров |
| RU2766105C2 (ru) * | 2020-04-15 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью «СЭНСОПРИБОР» | Датчик изгибающего момента высокотемпературный для вихревых расходомеров |
| RU2771011C1 (ru) * | 2021-08-26 | 2022-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Высокотемпературный датчик для вихревых расходомеров |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3049176B2 (ja) | 2000-06-05 |
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