JPS59200917A - 渦流量計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は渦流量計における渦検出の新規な方法に関する
渦流量計においては、渦発生体の形状寸法が安定渦発生
のための主要構成要素であると同様に渦検出の方法も他
の主要な要素となる。従って渦検出の方法として、従来
数多く発表されている。この中で渦発生体により発生し
た渦を渦発生体とは別に設けられた検出手段により検出
する方法も数多く提案されているが、渦発生の機能と渦
検出の機能とが別体となるため取扱い上の利点もあるが
、構造的に大型となり経済的面からみると不利である。

−１渦発生体の内部に検出機能を付加した一体構造のも
のは小型にできるのでその経済的効果は太きい。

しかし、一体構造のものでは渦発生に伴なう圧力、また
はこの圧力に基づく弾性変形等、渦発生に伴なう２次的
な物理量を検出するものが殆んどである。これらの物理
蓋は流速の２乗に比例する童であり、その結果検出の範
囲も２乗の広範囲となり、それだけ小流量での検出レベ
ルは小さく、雑音の影響を受は易いという問題点があっ
た、これに反して渦変動を渦流の変化として検出する方
法は流速に対して１次量として検出できる利点はあるが
、計測される管路内の流れは一般には乱流であり、この
乱流うずの影響で雑音が大きく、Ｓ／Ｎ比の優れた渦検
出をするためには帯域フィルタ等でこれらの雑音を除去
しなげればならないという問題点があった。

本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、渦、発生によ
る差圧を渦発生体内に、この渦発生体軸又はこの軸と・
平行した穴を穿孔し、この穴に渦差圧により流通する流
体変位を与えて、この流体変位を検出することにより小
型でＳ／Ｎ比の良好な、しかも広範囲の流量を高精度で
計測できる渦流量計な提供することを目的とする。

以下図によって説明する 第１図は本発明の基本的な技術に関する概念をしめすも
のでイは平面図であり、１は流管、２は渦発生体、３は
渦発生体の軸に平行して穿孔された流通孔であり、渦発
生体２を貫通している。４は渦発生体の一端近傍の側面
から渦発生体を貫通して流通孔３に連通する導圧孔であ
り５は４と同様な渦発生体の他の一端近傍の他の側面か
ら渦発生体を貫通して孔３に連通する導圧孔である。６
は孔３の一端に配設された超音波送波器であり７は超音
波送波器の発信した超音波を受波する受波器である。こ
れら超音波の送波器６および受波器７は孔３を挟んで対
問して配設されていて、それぞれ、図示していない超音
波駆動装置および超音波受信装置に結合されている。以
上の図によって動作を説明すると、流体流れの中に配設
された渦発生体により発生する交番５ずは渦発生体側面
に渦発生に対応する交番差圧を発生する。渦発生体より
生ずる渦は渦発生体に添った製柱となるので、上記交番
差圧も渦発生体に添って発生する。従って第１図の正面
図口において渦発生体２の左右側面・において差圧が存
在し、各々の導圧孔４５は差圧の導入孔となり流体は差
圧に従って導通孔３内を上下に交番時に移動する。しか
し、孔径は比較的小さいので上記交番差圧による流体の
移動は整流された流れとなる。従ってこの流れを例えば
超音波の流れに伴なう、振幅、位相、周波数変調などの
変調波を利用するとＳ／Ｎ比の優れた渦信号を検出する
ことができる。この流れは極めてＳ／Ｎ比が高いので超
音波以外の、他ね流れ検出方法、例えば流体流れによる
熱放散に伴なう物理量の変化とか光によるド１プラー周
波数の変化を利用した渦検出方法でもよい。

第２図は第１回における正面図の他の差圧導入方法をし
めすもので第１図と共通した構成要素は同一の番号で表
わす。第２図イは流通孔３に対しての差圧をそれぞれ導
圧孔８および９より導入する。一方の圧力の導圧孔８が
らの流体は導管１２を介して流通孔３に対して流通孔を
流管外に直線的に鷺長した流通管１３に流入する。

１０は外部より取外し可能な流体中のダストを除去する
フィルタである。即ちフィルタはμラド１０２により連
結されたノブ１０１により被測定流体と液密にシールさ
れた蓋体１０３を外すことにより取外し可能となるダス
トの多い流体計測において流血孔３内がダスト付着によ
り閉塞するとか超音波送受波器汚染による作動不良等の
障害を除去する目的のものである。当然乍ら、ダストの
ない清浄な流体計測の場合は、これを省略することがで
きる。

他端側の圧力導入についても同様であり、感圧孔９から
流通孔３への連通管、１４およびフィルタ１１を配設し
ている。紙上の第２回の方式においては差圧の導圧孔が
渦発生体にないので渦発生体に特別に孔加工を施こす必
要はない。更に流通孔３は渦発生体が鋳造される場合、
この渦発生体に鋳抜孔を設けるか、孔円面が高精度にで
きない場合は上記鋳抜孔に挿通される管体でもよい。即
ちこの場合は渦発生体とは全く独立した渦検出手段をも
つ別体屋の特徴をもった渦流量計を具現することができ
る。

第２図口は上述の第２図イにおける差圧の導圧孔が渦発
生体の両端側にそれぞれ配設されていたものに対して渦
発生体の一端付近の側壁にそれぞれの導圧孔８．９を配
設したもので流通孔３に対する導圧孔８からの導入は第
２図イと同様であるが他の導圧孔９から流面孔３に対す
る導入は、この流通孔３と平行した他の流通孔１６を配
設して、流通孔３とは渦発生体３の他端側の１７におい
て連通している。この方法によれば渦発生体における鋳
抜孔を挿通する２本の管体で構成できるので、特別の穴
加工を施すことなく、簡単で安価な方法により、保守点
検に有′利な一方側のみに導圧孔を配設することもでき
る。

第２図ハは上記の第２図口における渦発生体内な一押通
して並設された２本の流通孔を同心的流通孔としたもの
で一方の導圧孔８は上記同心的流通孔の内管である流通
管１８と送波器６近傍の１３で連通し更に流通管１８内
部を経て、受波器７近傍での開口する開口部から外管で
ある流通管１９から他方の導圧孔９に連通させたもので
あり、この場合変動差圧による交番流は内部流通管１８
内を交書時に通過する。保持具２０は、このような交番
流、又は、外部振動等により内部流通管１８が不必要な
振動をするのを防止する整流を兼ねた部栃で内部流通管
１８と流通管１９間で固定される。

第２図工は第２図ハにおける同心的流通孔への導圧孔８
．９を渦発生体に穿孔したもので、この例では一方の導
圧孔４は内管流面孔１８と、他の導圧孔５は外管流通孔
１９と連通している。

第３図は流通孔を流通する流体が、より整流された流れ
となり、このためＳ／Ｎ比がより優れるように流通孔３
の両端部を大口径として、この大口径部室に各々差圧の
導圧孔４．５を連通させたものである。、第３図イは渦
発生体２０両端部近傍に穿孔された導圧孔４及び５に対
して、流管１の過変動圧力を各々大口径ｍ２１．２２に
導入するものである。整流効果をより高めるために大口
径部２１．２２から流通孔４．５に到る流路゛は各々テ
ーパ一部２３　、２４を設けて徐々に絞る方が好ましい
。

第３図口は笛２図イにおける流通孔３に対する差圧導入
を各々差圧導入孔８．９より流通孔３０口径を一定にし
たま〜連通させていたものを、第３図イと同様に大口径
部２１，２２を介して導入するものである。

第３図口においては渦発生体両端部近傍に大口径部２１
　、２２を穿孔しているが、渦発生部の流通孔３は同一
口径であり、大口径部を渦発生体２の外部に配設しても
よい。紙上の如く、本発明によれば渦の検出は渦発生に
伴なう変動差圧によって生ずる変動流れを、渦発生体軸
と平行して配設された管体な流通することにより整流さ
れた流れとして行っているためＳＡ比の優れた渦信号が
得られる。即ち従来の一体構造における渦検出方式にお
ける欠点であった。流れの２乗に比例する広範囲の信号
検出、更には乱流成分による雑音等の影響のない渦検出
が安価にできる効果は極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な技術に関する概念をしめすも
のでイは平面図、ｐは正面図である１　　流　　　管 ２　渦発生体 ３　流通孔 ４．５導圧孔 ６　超音波送波器 ７　超音波受波器 第２図イは流通孔に対して流管壁に配設された差圧導入
孔から連通ずる基本的な方式８式％ 第２図口　第２図イにおける他の実施例１６　　流通孔 第２図ハは第２図イにおける他の実施例１８　　　内部
流通管 ２０　　保持具 第２図工は第２図イにおける他の実施例筒２因ホは第２
図ハのＢ　Ｂ’断断面 図第３イイ渦生体両端近傍で大口径であり、中心部が小
口径である流通孔をもった渦流量計２１．２２　　大口
径室 ２３．２４　　テーパ一部 第３図口　第３図イにおける他の実施例第１図 ／　　　　１７ 第２図 第３図 イ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　流管内の流れに対向して配設された渦発生体
   から発生する渦周波数が流量に比例することを利用した
   渦流量計において、上記渦発生体の軸に平行して穿孔さ
   れた流通孔に導入される渦差圧により流通する流体変位
   を検出してなる渦流量計
2. （２）　　渦差圧による流体の導入が渦発生体の軸に平
   行して穿孔された流通孔に導通するごとく渦発生体側面
   と他の側面に間隔をおいて穿孔したことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１１項記載の渦流量計
3. （３）　　渦差圧による流体の導入が渦発生体の軸に平
   行して穿孔された流通孔に導通するごとく渦発生体一端
   近傍の側面と他端近傍の他の側面に穿孔するもので上記
   流通孔は渦発生体両端近傍の口径が中心部に対して大口
   径にしたことを特徴とする特許請求筒（１）項記載の渦
   流量計。
4. （４）　　渦発生体に対し流管側面に発生した渦差圧を
   渦発生体の軸に平行して穿孔された流通孔のそれぞれの
   端部に導通することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の渦流量計。
5. （５）　　渦発生体の軸に平行して穿孔された導通孔を
   挟んだ渦発生体の両端近傍で対向して配設した超音波送
   受波器間の流体変位にもとすく超音波の変調から渦周波
   数を検出することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項ないし第（４）項いずれか記載の渦流量計。
6. （６）　　渦発生体の軸に平行して穿孔された流通孔に
   流通する流体変位にもとづく抵抗体の電気的変化から渦
   周波数を検出することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １１項ないし第（４）項いずれか記載の渦流量計。