JPS5984113A - 流量又は流速測定装置 - Google Patents
流量又は流速測定装置Info
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- JPS5984113A JPS5984113A JP57195447A JP19544782A JPS5984113A JP S5984113 A JPS5984113 A JP S5984113A JP 57195447 A JP57195447 A JP 57195447A JP 19544782 A JP19544782 A JP 19544782A JP S5984113 A JPS5984113 A JP S5984113A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3287—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor
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- Fluid Mechanics (AREA)
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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】
この発明は渦の生成数を検出して流量または流速を測定
する装置に関するもので、特にカルマン渦またはスワー
ル渦の生成数を例えば熱線を用いて検出して、流量また
は流速を測定する装置に関するものである。
する装置に関するもので、特にカルマン渦またはスワー
ル渦の生成数を例えば熱線を用いて検出して、流量また
は流速を測定する装置に関するものである。
第１図は従来の流量又は流速測定装置を示す構成図であ
る。同図において、（１）は測定すべき流体例えば空気
を流すための導管、（２）は渦発生柱、（３ａ）、（３
ｂ）および（３ｃ）はそれぞれ渦安定板、（４）はこの
渦安定板（３ｃ）に設けた支持体、（５）はその斜視図
を第２図に示すように、渦発生柱（力、渦安定板（３ａ
） 、 （３ｂ ）および（３ｃ）ｙ支持体（４）から
構成され、流体の流れと直角に配置した渦発生体、（６
）およびσ）はこの渦発生体（５）の両端の下流で左右
に対称で規則的なカルマン渦列の）および（９）が発生
する位置にそれぞれ配置した熱線、 （１０）はその
詳細な回路を第３図に示す測定回路である。
る。同図において、（１）は測定すべき流体例えば空気
を流すための導管、（２）は渦発生柱、（３ａ）、（３
ｂ）および（３ｃ）はそれぞれ渦安定板、（４）はこの
渦安定板（３ｃ）に設けた支持体、（５）はその斜視図
を第２図に示すように、渦発生柱（力、渦安定板（３ａ
） 、 （３ｂ ）および（３ｃ）ｙ支持体（４）から
構成され、流体の流れと直角に配置した渦発生体、（６
）およびσ）はこの渦発生体（５）の両端の下流で左右
に対称で規則的なカルマン渦列の）および（９）が発生
する位置にそれぞれ配置した熱線、 （１０）はその
詳細な回路を第３図に示す測定回路である。
なお、第３図に示す測定回路（１０）において、（１１
）ｌｄ電源電圧ｖｃｃが印加する電源端子、（１２ａ）
〜（１２ｙ）および（１３ａ）〜（１３ｃ）はそれぞれ
抵抗、（１４ａ）および（１４ｂ）はコンデンサ、（１
５ａ）および（１５ｂ）はトランジスタ、（１６ａ）〜
（１６ａ）ｒ、を演算増幅器、（１７）は第４図（ａ）
に示す第１制御電圧は氾４図Ｃ）に示す検出信号Ｖｓｆ
出力する検出端子、（２０）は第４図（ｄ）に示す周波
数信号ｖ４を出力する出力端子、（２１））ま第４図←
）に示す平均値信号Ｖ、を出力する出力端子、（２２）
は復ｈ１・１信号全出力する出力端子である。
）ｌｄ電源電圧ｖｃｃが印加する電源端子、（１２ａ）
〜（１２ｙ）および（１３ａ）〜（１３ｃ）はそれぞれ
抵抗、（１４ａ）および（１４ｂ）はコンデンサ、（１
５ａ）および（１５ｂ）はトランジスタ、（１６ａ）〜
（１６ａ）ｒ、を演算増幅器、（１７）は第４図（ａ）
に示す第１制御電圧は氾４図Ｃ）に示す検出信号Ｖｓｆ
出力する検出端子、（２０）は第４図（ｄ）に示す周波
数信号ｖ４を出力する出力端子、（２１））ま第４図←
）に示す平均値信号Ｖ、を出力する出力端子、（２２）
は復ｈ１・１信号全出力する出力端子である。
なお、前記抵抗（１２ａ） −（１２ｂ） ＝ （１２
ｂ）および演ｊγ増幅器（１６ａ）によシ熱線（６）の
温度と吸入空気との温度差が略−冗になるようにｆｉｉ
制御する第１ブリッジ回路を構Ｊ戎し、その平衡榮件は
示される。同様に、前記抵抗（１２ｈ） ＝ （１２ｉ
）、（１２１υおよび演算増幅器（１６ｂ）にょシ熱線
（７）の温度と吸入空気との温度差が略一定になるよう
に制御する第２ブリッジ回路を構成し、その平衡条件は
示される。また、前記抵抗（１２ｅ） −’（１２ｆ）
−（１２ｇ）およびトランジスタ（１Ｓａ）によシ、
前記第１ブリッジ回路の出力を電流増幅して、第４図（
ａ）に示す第１制御電圧信号ｖ１を出力する第１増幅回
路を構成すＺ）。同様に、前記抵抗（１２ｚ） −（１
２ｍ） ｐ（１’２ｎ）およびトランジスタ（１５ｂ）
により、前記第２ブリッジ回路の出力を電流増幅して、
第４図山に示す第２制御電圧信号Ｖｚ’を出力する第２
増幅回路ｆ；ｃ構成する。”また、前記抵抗（１２゜）
は第１制御電圧信号Ｖｌを安定化させる。同様に抵抗（
１２ｊ）は第２制御電圧信号ｖ２を安定化式せる。また
、前記熱線（６）、ε１３１ブリッジ回路、第１増幅回
路および抵抗（１２゜）から構成すＺ）回路は渦発生柱
（２）の後流側に発生する左側のカルマン渦列の第１制
御電圧信号Ｖｌ ｆ検出するものであるが、それ自身で
熱線流速計の検出回路を’ＩＮ成している。同様に、熱
線σ）、第２ブリツジ回路、第２増幅回路および抵抗（
１２ｊ ）から構成する回路は渦発生柱（２）の後流側
に発生する右側のカルマン渦列の第２制御電圧（ｉ号ｖ
ｚｆ、検出するものであるが、それ自身で熱線流速計の
検出回路を構成している。また、前記コンデンサ（１４
ａ）および（ｉ”ｔｂ） を抵抗（１２ｐ） ｔ（１２
ｔ） ｅ （１２ｓ） 、 （１１ｇ） ＊ （１２ｒ
）および演算増幅器（１６ｃ）によシ第１制御電圧信号
ｖｌと第２制御電圧信号Ｖ、との間の差信号を増幅して
、第４図（ｃ）に示す検出信号ｖ、’を出力する差信号
増幅回路を構成する。また、前記抵抗（１２ｔｔ） ｙ
（１２ｖ） ＃ （１２ｘ）、 ｔ（１２ρおよび演
算増幅器（１６ａ）によシ、波形整形回路を構成し、そ
の出力端子（２０）から同波数信号ｖ４ヲ出力する。ま
た、前記抵抗（１３ａ）、（１３ｂ）および（１３゜）
によシ加算回路を構成し、演算増幅器（１６ａ）の電圧
Ｖ＋と演算増幅器（１６ｂ） （Ｄ電圧Ｖ＋との平均を
取シ、出力端子（２１）から第４図（ｅ）に示す平均値
信号を出力する。また、前記抵抗（１２ｇ）および（１
ｚｎ）はトランジスタ（１５ａ）および（１ｓｂ）の損
失を低減し、電源電圧ｖｃｃの値のいかんにかかわらず
、第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号ｖカの
値全所望の小さな値に設定することを容易にする。これ
によシ、所望の周波数まで出力振幅の安定した信号成分
ΔＶ工およびΔｖｍを得ることができ、第１制御電圧信
号Ｖ工と第２制御電圧信号Ｖ、の差信号を増幅し波形整
形することによシ、周波数範囲の広い渦周波数信号Ｖ、
を得ることができる。
ｂ）および演ｊγ増幅器（１６ａ）によシ熱線（６）の
温度と吸入空気との温度差が略−冗になるようにｆｉｉ
制御する第１ブリッジ回路を構Ｊ戎し、その平衡榮件は
示される。同様に、前記抵抗（１２ｈ） ＝ （１２ｉ
）、（１２１υおよび演算増幅器（１６ｂ）にょシ熱線
（７）の温度と吸入空気との温度差が略一定になるよう
に制御する第２ブリッジ回路を構成し、その平衡条件は
示される。また、前記抵抗（１２ｅ） −’（１２ｆ）
−（１２ｇ）およびトランジスタ（１Ｓａ）によシ、
前記第１ブリッジ回路の出力を電流増幅して、第４図（
ａ）に示す第１制御電圧信号ｖ１を出力する第１増幅回
路を構成すＺ）。同様に、前記抵抗（１２ｚ） −（１
２ｍ） ｐ（１’２ｎ）およびトランジスタ（１５ｂ）
により、前記第２ブリッジ回路の出力を電流増幅して、
第４図山に示す第２制御電圧信号Ｖｚ’を出力する第２
増幅回路ｆ；ｃ構成する。”また、前記抵抗（１２゜）
は第１制御電圧信号Ｖｌを安定化させる。同様に抵抗（
１２ｊ）は第２制御電圧信号ｖ２を安定化式せる。また
、前記熱線（６）、ε１３１ブリッジ回路、第１増幅回
路および抵抗（１２゜）から構成すＺ）回路は渦発生柱
（２）の後流側に発生する左側のカルマン渦列の第１制
御電圧信号Ｖｌ ｆ検出するものであるが、それ自身で
熱線流速計の検出回路を’ＩＮ成している。同様に、熱
線σ）、第２ブリツジ回路、第２増幅回路および抵抗（
１２ｊ ）から構成する回路は渦発生柱（２）の後流側
に発生する右側のカルマン渦列の第２制御電圧（ｉ号ｖ
ｚｆ、検出するものであるが、それ自身で熱線流速計の
検出回路を構成している。また、前記コンデンサ（１４
ａ）および（ｉ”ｔｂ） を抵抗（１２ｐ） ｔ（１２
ｔ） ｅ （１２ｓ） 、 （１１ｇ） ＊ （１２ｒ
）および演算増幅器（１６ｃ）によシ第１制御電圧信号
ｖｌと第２制御電圧信号Ｖ、との間の差信号を増幅して
、第４図（ｃ）に示す検出信号ｖ、’を出力する差信号
増幅回路を構成する。また、前記抵抗（１２ｔｔ） ｙ
（１２ｖ） ＃ （１２ｘ）、 ｔ（１２ρおよび演
算増幅器（１６ａ）によシ、波形整形回路を構成し、そ
の出力端子（２０）から同波数信号ｖ４ヲ出力する。ま
た、前記抵抗（１３ａ）、（１３ｂ）および（１３゜）
によシ加算回路を構成し、演算増幅器（１６ａ）の電圧
Ｖ＋と演算増幅器（１６ｂ） （Ｄ電圧Ｖ＋との平均を
取シ、出力端子（２１）から第４図（ｅ）に示す平均値
信号を出力する。また、前記抵抗（１２ｇ）および（１
ｚｎ）はトランジスタ（１５ａ）および（１ｓｂ）の損
失を低減し、電源電圧ｖｃｃの値のいかんにかかわらず
、第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号ｖカの
値全所望の小さな値に設定することを容易にする。これ
によシ、所望の周波数まで出力振幅の安定した信号成分
ΔＶ工およびΔｖｍを得ることができ、第１制御電圧信
号Ｖ工と第２制御電圧信号Ｖ、の差信号を増幅し波形整
形することによシ、周波数範囲の広い渦周波数信号Ｖ、
を得ることができる。
次に上記構成による流量又は流速測定装置の動作につい
て説明する。まず、熱線（６）の抵抗温度係数と抵抗（
１２ａ）の抵抗温度係数を等しく設定すれば熱線（６）
の温度制御は熱線流速計でいう温度差変化法ｆ、措成し
、熱線（６）を流れる電流ＩＨは吸入空気の温度、圧力
の変化に係わらず、質量流量に対応した値となシ、演算
増幅器（１６ａ）の入力電圧Ｖ＋もしくはＶ−の電圧値
れ質量流量に対応した値となる。同様に、熱線（７）の
抵抗温度係数と抵抗（１２ａ）の抵抗温度係数を等しく
設定すれば熱線＜ｒ）の温度制御は熱線流速計でいう温
度差変化法を構成し、熱線σ）を流れる電流ＩＨは吸入
空気の温度、圧力の変化に係わらず、質量流、址に対応
した値となり、演算増幅器（１６ｂ）の入力電圧Ｖ十も
しくはＶ−の電圧値は質量流量に対応した値となる。そ
こで、渦発生体（５）の後流には左右に対称で規則的な
カルマン渦列（８）および（９）が発生するので、熱線
（６）および（７）は平均流速によシ冷却されると同時
に、がり交互に高周波の渦周波数で冷却される。このた
め、この熱線（６）およびのを所望の温度に保つための
第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号Ｖカは平
均流速に対応した成分Ｖ工およびｖ８およびカルマン渦
による流速変化に対応した信号成分ΔＶ、およびΔｖ３
とからなる。この信号成分ΔｖｌおよびΔ■、は極性が
反対である。したがって、差信号増幅回路において、Ｋ
ｌ×（Δｖ０−０ΔＶ、）にょシ、第４囚（ｅ）に示す
検出信号ｖ８を得る。この検出イｉＡ号ｖｓｉ、Ｊ：波
形整形回路によシ波形整形され、出方端子（２０）から
第４図（ｄ）に示す周波数信号Ｖ４をＩＪｉ力する。こ
の周波数と吸入空気の流速との比率は略一定である。そ
こで、吸入空気の単位時間当シの体債流量に等しい周波
数信号が得られる。次に、熱線（６）と抵抗（１２ａ）
、および熱線σ）と抵抗（１２ｈ）の抵抗温度係数を
等しくなるようにすれば、熱線の）およびＣＩ）はそれ
ぞれ吸入空気との温度差が吸入空気の温度上昇に応じて
少しずつ大きくなってゆく、いわゆる熱線流速計の温度
差変化法を構成する。このため、吸入空気の温度；圧力
にかかわらず、吸入空気の質量流量を検出することがで
きる。この質量流量の関数は熱線の制御電流であシ、抵
抗（１２ｄ）および（１２ｋ）の端子電圧も質量流量の
関数である。したがって、渦による変調分を前記加算回
路で打消すことにより、平均値信号Ｖ。
て説明する。まず、熱線（６）の抵抗温度係数と抵抗（
１２ａ）の抵抗温度係数を等しく設定すれば熱線（６）
の温度制御は熱線流速計でいう温度差変化法ｆ、措成し
、熱線（６）を流れる電流ＩＨは吸入空気の温度、圧力
の変化に係わらず、質量流量に対応した値となシ、演算
増幅器（１６ａ）の入力電圧Ｖ＋もしくはＶ−の電圧値
れ質量流量に対応した値となる。同様に、熱線（７）の
抵抗温度係数と抵抗（１２ａ）の抵抗温度係数を等しく
設定すれば熱線＜ｒ）の温度制御は熱線流速計でいう温
度差変化法を構成し、熱線σ）を流れる電流ＩＨは吸入
空気の温度、圧力の変化に係わらず、質量流、址に対応
した値となり、演算増幅器（１６ｂ）の入力電圧Ｖ十も
しくはＶ−の電圧値は質量流量に対応した値となる。そ
こで、渦発生体（５）の後流には左右に対称で規則的な
カルマン渦列（８）および（９）が発生するので、熱線
（６）および（７）は平均流速によシ冷却されると同時
に、がり交互に高周波の渦周波数で冷却される。このた
め、この熱線（６）およびのを所望の温度に保つための
第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号Ｖカは平
均流速に対応した成分Ｖ工およびｖ８およびカルマン渦
による流速変化に対応した信号成分ΔＶ、およびΔｖ３
とからなる。この信号成分ΔｖｌおよびΔ■、は極性が
反対である。したがって、差信号増幅回路において、Ｋ
ｌ×（Δｖ０−０ΔＶ、）にょシ、第４囚（ｅ）に示す
検出信号ｖ８を得る。この検出イｉＡ号ｖｓｉ、Ｊ：波
形整形回路によシ波形整形され、出方端子（２０）から
第４図（ｄ）に示す周波数信号Ｖ４をＩＪｉ力する。こ
の周波数と吸入空気の流速との比率は略一定である。そ
こで、吸入空気の単位時間当シの体債流量に等しい周波
数信号が得られる。次に、熱線（６）と抵抗（１２ａ）
、および熱線σ）と抵抗（１２ｈ）の抵抗温度係数を
等しくなるようにすれば、熱線の）およびＣＩ）はそれ
ぞれ吸入空気との温度差が吸入空気の温度上昇に応じて
少しずつ大きくなってゆく、いわゆる熱線流速計の温度
差変化法を構成する。このため、吸入空気の温度；圧力
にかかわらず、吸入空気の質量流量を検出することがで
きる。この質量流量の関数は熱線の制御電流であシ、抵
抗（１２ｄ）および（１２ｋ）の端子電圧も質量流量の
関数である。したがって、渦による変調分を前記加算回
路で打消すことにより、平均値信号Ｖ。
け
１／２ １／２
Ｖｓ＝（Ａ＋ＤＵ ） 、 Ｕ’：（Ｋ
ｒ／ｈ−ｒ）となυ、出力端子（２１）から第４図（ｅ
）に示すように、通常の熱線流速用と同じアナログ出力
を得ることができる。
ｒ／ｈ−ｒ）となυ、出力端子（２１）から第４図（ｅ
）に示すように、通常の熱線流速用と同じアナログ出力
を得ることができる。
しかしながら、従来の流量又は流速測定装置では被測定
流体の流速が増加し、渦周波数が増加してゆくと、検出
信号ｖ８の振幅は応答性の制限によシ、ある周波数以上
では減少してゆき、ついには検出不能になる。この検出
上限は熱線（６）および（ｆ）の応答性、演算増幅器（
１６ａ）および（１６ｂ）の応答性などによって決まる
熱線のフィードバック回路の応答性によって決定される
ものである。このように、熱線の応答性、演算増幅器の
応答性には限界があシ、検出上限にはおのずから制限が
あり、大流骨での検出が不安定に々る。そこで、この発
明者は第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号Ｖ
ｓ’によく観察した結果、次のことがわかった。すなわ
ち、第１制御電圧信号ｖ０および第２制御電圧信号Ｖ、
のとシ得る最大勾配ｄｖｔ／ａｔ１ｍａｘ およびｄ
Ｖｌｌ／ｄｔ１ｍａｘが存在し、この値によシ制限され
る周波数以上では信号成分Δｖ１およびΔＶＳの値がも
はや増加しないで、だんだんと減衰してゆき、遂には検
出不能になることがわかった。そこで、この最大勾配ｄ
Ｖ １ ／ｄ ｔ ’ｌ ｒｎλＸおよびｃｉｖ、／
ａｔ １ｍａｘの値は熱線（６）および（７）の温阪ヲ
それぞれｆｉｌＪ↑―＋１する第１ブリッジ回路および
第２ブリッジ回トミ６の周波数特性と関連する１１４：
であシ、主に熱線（６）および（ｒ）の熱時定数および
演算増幅器（１６ａ）および（１６ｂ）の周波数特性よ
シ決定される。今、渦の検出信号として得られる信号成
分Δｖ１およびΔＶ＠ ’ｆ： Ｖｏ ＝ Ｅｓ ｉｎ
２πｆｔ で表わされる正弦波出力と仮定すると、
ｄＶｏ／ｄｔ １ｍａｘ＝ ２ｙｒｆＥ ｈなシ、前記
最大勾配と検出最大周波数との目安の周波数ｆとの関係
式で求まる。この式の意味するところはｄＶ（、／ｄ
ｔ ｌ ｍａＸの値が決まれば検出出力の振幅Ｅと最大
周波数ｆとは反比例するということである。
流体の流速が増加し、渦周波数が増加してゆくと、検出
信号ｖ８の振幅は応答性の制限によシ、ある周波数以上
では減少してゆき、ついには検出不能になる。この検出
上限は熱線（６）および（ｆ）の応答性、演算増幅器（
１６ａ）および（１６ｂ）の応答性などによって決まる
熱線のフィードバック回路の応答性によって決定される
ものである。このように、熱線の応答性、演算増幅器の
応答性には限界があシ、検出上限にはおのずから制限が
あり、大流骨での検出が不安定に々る。そこで、この発
明者は第１制御電圧信号ｖ１および第２制御電圧信号Ｖ
ｓ’によく観察した結果、次のことがわかった。すなわ
ち、第１制御電圧信号ｖ０および第２制御電圧信号Ｖ、
のとシ得る最大勾配ｄｖｔ／ａｔ１ｍａｘ およびｄ
Ｖｌｌ／ｄｔ１ｍａｘが存在し、この値によシ制限され
る周波数以上では信号成分Δｖ１およびΔＶＳの値がも
はや増加しないで、だんだんと減衰してゆき、遂には検
出不能になることがわかった。そこで、この最大勾配ｄ
Ｖ １ ／ｄ ｔ ’ｌ ｒｎλＸおよびｃｉｖ、／
ａｔ １ｍａｘの値は熱線（６）および（７）の温阪ヲ
それぞれｆｉｌＪ↑―＋１する第１ブリッジ回路および
第２ブリッジ回トミ６の周波数特性と関連する１１４：
であシ、主に熱線（６）および（ｒ）の熱時定数および
演算増幅器（１６ａ）および（１６ｂ）の周波数特性よ
シ決定される。今、渦の検出信号として得られる信号成
分Δｖ１およびΔＶ＠ ’ｆ： Ｖｏ ＝ Ｅｓ ｉｎ
２πｆｔ で表わされる正弦波出力と仮定すると、
ｄＶｏ／ｄｔ １ｍａｘ＝ ２ｙｒｆＥ ｈなシ、前記
最大勾配と検出最大周波数との目安の周波数ｆとの関係
式で求まる。この式の意味するところはｄＶ（、／ｄ
ｔ ｌ ｍａＸの値が決まれば検出出力の振幅Ｅと最大
周波数ｆとは反比例するということである。
最大周波数ｆを犬きく取シ、流量寸たは流速の検出範囲
を広げるためには検出出力の振幅Ｅｅ小さくすることが
４咬しい。このためにＵ：熱線（６）および（７）と、
第１ブリッジ回路の基準抵抗（１７，ｄ）および第３ブ
リッジ回路の基準抵抗（’１２ｋ） ’Ｄ抵抗値をでき
るだけ低い何処することが望咬しい。このようにすすし
ば第１制御電圧信号ｖｌおよび第２制’ｆ’１１１電圧
信号Ｖ、の値を小式〈でき、信号成分Δｖ１およびΔ■
、の振幅の値も小さくすることができる。
を広げるためには検出出力の振幅Ｅｅ小さくすることが
４咬しい。このためにＵ：熱線（６）および（７）と、
第１ブリッジ回路の基準抵抗（１７，ｄ）および第３ブ
リッジ回路の基準抵抗（’１２ｋ） ’Ｄ抵抗値をでき
るだけ低い何処することが望咬しい。このようにすすし
ば第１制御電圧信号ｖｌおよび第２制’ｆ’１１１電圧
信号Ｖ、の値を小式〈でき、信号成分Δｖ１およびΔ■
、の振幅の値も小さくすることができる。
シカし、コ（７）第１制御Ｋ１．Ｅ信号ｖ１およびｍ
２ ｊｉｆｌＪ御電圧信号ＶｚＱ値が小さくなると１１
４つだことが生ずる。すなわち、この第１制御電圧信号
ｖ０および第２制御電圧信号■、の値が小さくなると、
電源電圧ＶＣＣがある値で一定であればｖｃｃ−ｖ工ま
たはＶ。ｃ−Ｖ、の電圧がトランジスタ（１５ａ）およ
び（１５ｂ）に印加され、このトランジスタ（１５ａ）
および（１５ｂ）の損失が非常に大きくなってし咬〕欠
点があった。
２ ｊｉｆｌＪ御電圧信号ＶｚＱ値が小さくなると１１
４つだことが生ずる。すなわち、この第１制御電圧信号
ｖ０および第２制御電圧信号■、の値が小さくなると、
電源電圧ＶＣＣがある値で一定であればｖｃｃ−ｖ工ま
たはＶ。ｃ−Ｖ、の電圧がトランジスタ（１５ａ）およ
び（１５ｂ）に印加され、このトランジスタ（１５ａ）
および（１５ｂ）の損失が非常に大きくなってし咬〕欠
点があった。
したがって、この発明の目的は測定回路の発熱やそれに
伴なう信頼性の低下を防ぎ、検出可能な流用範囲を最大
限に広げることができる流量又は流速測定装置を提供す
るものである。
伴なう信頼性の低下を防ぎ、検出可能な流用範囲を最大
限に広げることができる流量又は流速測定装置を提供す
るものである。
このような目的ｆ：達成するため、この発明は前記熱線
に直列に接続されるブリッジ回路の他辺の基準抵抗の抵
抗値を熱線の抵抗値の所望の倍数に設定すると共に２本
の熱線の各帰還回路の出力電圧の差信号を増幅して渦信
号を検出する差信号増幅回路の増幅率が高周波側て高く
なるように、その差信号増幅回路の周波数特性を設定す
るものてあシ、以下実施例を用いて詳細に説明する。
に直列に接続されるブリッジ回路の他辺の基準抵抗の抵
抗値を熱線の抵抗値の所望の倍数に設定すると共に２本
の熱線の各帰還回路の出力電圧の差信号を増幅して渦信
号を検出する差信号増幅回路の増幅率が高周波側て高く
なるように、その差信号増幅回路の周波数特性を設定す
るものてあシ、以下実施例を用いて詳細に説明する。
第５図はこの発明に係る流量又は流速測定装置に用いら
れる測定回路の一実施例を示す回路図である。同図にお
いて、（２３ａ）および（２３ｂ）は抵抗、（２４ａ）
およびＣ２４ｂ ）はコンデンサである。
れる測定回路の一実施例を示す回路図である。同図にお
いて、（２３ａ）および（２３ｂ）は抵抗、（２４ａ）
およびＣ２４ｂ ）はコンデンサである。
次に、上記構成による流量又は流速測定装置の動作、特
に一層の検出範囲の拡大を図ることができることについ
て説明する。まず、抵抗（２３ａ）とコンデンサ（２４
ａ）からなる第１並列回路、および抵抗（２３ｂ）とコ
ンデンサ（２４ｂ）からなる第２並列回路を設けたこと
によｌ）、ｄＶｏ／ｄｔｊｍａｘの制限で影響される周
波数以上では差信号増幅回路の増幅率が上昇するように
働く。この結果、信号成分Δｖ１およびΔ■３の渦信号
が前記応答性の制限によシ減少してゆく場合でもその差
信号である検出信号Ｖ、の振幅が小さくならない安定な
値を保つことができる。このため、検出可能な流量範囲
を最大限に広げることができる。特に、コンデンサ（１
４ａ）と（１４ｂ）の容量、抵抗（２３ａ）と（２３ｂ
）の抵抗値、抵抗（１２ｐ）と（１２ｓ）の抵抗値、抵
抗（１２１）と抵抗（１２ｒ）の並列合成抵抗値と抵抗
（１２ｔ）の抵抗値とをそれぞれ等しい値に設定すれば
、第１制御電圧信号ｖ０と第２制御電圧信号Ｖ、の間の
差の信号を、低周波側では で差動増幅し、高周波側では で差動増幅する。
に一層の検出範囲の拡大を図ることができることについ
て説明する。まず、抵抗（２３ａ）とコンデンサ（２４
ａ）からなる第１並列回路、および抵抗（２３ｂ）とコ
ンデンサ（２４ｂ）からなる第２並列回路を設けたこと
によｌ）、ｄＶｏ／ｄｔｊｍａｘの制限で影響される周
波数以上では差信号増幅回路の増幅率が上昇するように
働く。この結果、信号成分Δｖ１およびΔ■３の渦信号
が前記応答性の制限によシ減少してゆく場合でもその差
信号である検出信号Ｖ、の振幅が小さくならない安定な
値を保つことができる。このため、検出可能な流量範囲
を最大限に広げることができる。特に、コンデンサ（１
４ａ）と（１４ｂ）の容量、抵抗（２３ａ）と（２３ｂ
）の抵抗値、抵抗（１２ｐ）と（１２ｓ）の抵抗値、抵
抗（１２１）と抵抗（１２ｒ）の並列合成抵抗値と抵抗
（１２ｔ）の抵抗値とをそれぞれ等しい値に設定すれば
、第１制御電圧信号ｖ０と第２制御電圧信号Ｖ、の間の
差の信号を、低周波側では で差動増幅し、高周波側では で差動増幅する。
以上詳細に説明したように、この発明に係る流量又は流
速測定装置によれば熱線の温度制御のブリッジ回路の振
１１′？ｉ；をできるだけ下げて、フィードバックルー
ズの出力の応答性を上げると同時に、ブリッジ回路の駆
動トランジスタのコｌ／ククと電源間に抵抗を挿入する
という簡単なす１厄で、検出回路の発熱やそれに伴なう
信頼性の低下を防ぐと共に検出範囲を広げることができ
る。ちらに、２本の熱線の検出信号の差信号増幅回路の
増幅率を高周波側で高くなるように設定することによυ
、検出範囲全広範囲に広げることができるなどの効果が
ある。
速測定装置によれば熱線の温度制御のブリッジ回路の振
１１′？ｉ；をできるだけ下げて、フィードバックルー
ズの出力の応答性を上げると同時に、ブリッジ回路の駆
動トランジスタのコｌ／ククと電源間に抵抗を挿入する
という簡単なす１厄で、検出回路の発熱やそれに伴なう
信頼性の低下を防ぐと共に検出範囲を広げることができ
る。ちらに、２本の熱線の検出信号の差信号増幅回路の
増幅率を高周波側で高くなるように設定することによυ
、検出範囲全広範囲に広げることができるなどの効果が
ある。
第１図は従来の流量又は流速測定装置を示す措成図、第
２図ｉｌｌ：第１図に示す渦発生体の詳細な斜視図、第
３図は第１図に示す測定回路の詳細な回路図、第４図（
ａ）〜第４図（ｅ）は第１図の各部の波形を示す図、第
５図はこの発明に係る流量又は流速測定装置に用いられ
る測定回路の一実施例を示す回路図である。 （１）・・・・導管、（２）・・・・渦発生柱、（３ａ
）ｔ（３１） ）および（３ｏ）・・・・渦安定板、（
４）・・・・支持体、（５）・・・・渦発生体、（６）
おＬび（７）・・・・熱純、（８）および（９）・・・
・カルマン渦列、（ｉｏ）・・・・測定ＩＱ回路、（１
１）・・−・電源端子、（１２ａ）〜（１２ｙ）および
（１３ａ）〜（１３ｃ）・・・・−抵抗、（１４ａ）お
よび（１４ｂ）・・・・コンデンサ、（１５ａ）および
（１５ｂ）・・・・トランジスタ、（１ＧＪＩＬ）〜（
１６ｄ）・・・・演算増幅器、（１７）・Ｑ・・第１端
子、（１８）・・・・第２端子、（１９）・・・・検出
端子、（２０）、（２１）および（２２）・・・Φ出力
ｙ６Ｍ子、（２３ａ）および（２３ｂ）ＩＩ・・・抵抗
、（２４ａ） ＞よび（２４ｂ）＠・・・コンデンサ。 な」？、同一符号は同一または相当部分を示す。
２図ｉｌｌ：第１図に示す渦発生体の詳細な斜視図、第
３図は第１図に示す測定回路の詳細な回路図、第４図（
ａ）〜第４図（ｅ）は第１図の各部の波形を示す図、第
５図はこの発明に係る流量又は流速測定装置に用いられ
る測定回路の一実施例を示す回路図である。 （１）・・・・導管、（２）・・・・渦発生柱、（３ａ
）ｔ（３１） ）および（３ｏ）・・・・渦安定板、（
４）・・・・支持体、（５）・・・・渦発生体、（６）
おＬび（７）・・・・熱純、（８）および（９）・・・
・カルマン渦列、（ｉｏ）・・・・測定ＩＱ回路、（１
１）・・−・電源端子、（１２ａ）〜（１２ｙ）および
（１３ａ）〜（１３ｃ）・・・・−抵抗、（１４ａ）お
よび（１４ｂ）・・・・コンデンサ、（１５ａ）および
（１５ｂ）・・・・トランジスタ、（１ＧＪＩＬ）〜（
１６ｄ）・・・・演算増幅器、（１７）・Ｑ・・第１端
子、（１８）・・・・第２端子、（１９）・・・・検出
端子、（２０）、（２１）および（２２）・・・Φ出力
ｙ６Ｍ子、（２３ａ）および（２３ｂ）ＩＩ・・・抵抗
、（２４ａ） ＞よび（２４ｂ）＠・・・コンデンサ。 な」？、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）被測定流体中に設けられた渦発生体によシこの被
測定流体の流量を流体的な渦の変化としてとらえ、この
流体的な渦の変化を少なくとも１個の感熱素子によシミ
気信号の周波数の変化としてとらえるものであって、感
熱素子の冷却を利用して得られた検出信号を演算増幅器
で増幅し、この演算増幅器の出力を前記感熱素子の温度
と被測定流体の温度の差が所望の値になるように帰還し
て測定する流量又は流速測定装置において、前記感熱素
子を低抵抗値の金属の熱線とし、この熱線に直列に接続
されるブリッジ回路の他辺の基準抵抗の抵抗値を前記熱
線の抵抗値の所望の倍数に設定すると共に、前記２本の
熱線の各帰還回路の出力電圧の差信号を増幅して渦信号
を検出する差信号増幅回路の増幅率が高周波側で高くな
るように、その差信号増幅回路の周波数特性を設定する
ことを特徴とする流量又は流速測定装置。 - （２）被測定流体中に設けられた渦発生体によシこの被
測定流体の流量を流体的な渦の変化としてとらえ、この
流体的な渦の変化を少なくとも１個の感熱素子によシミ
気信号の周波数の変化としてとらえるものであって、感
熱素子の冷却を利用して得られた検出信号を演算増幅器
で増幅し、この演算増幅器の出力を前記感熱素子の温度
と被測定流体の温度の差が所望の値に女るように帰還し
て測定する流量又は流速測定装置において、前記感熱素
子を低抵抗値の金属の熱線とし、この熱線に直列に接続
されるブリッジ回路の他辺の基準抵抗の抵抗値を前記熱
線のＪｊ（抗値の所望の倍数に設定すると共に、前記２
本の熱線の各帰還回路の出力電圧の差信号を増幅して渦
信号全検出する差信号増幅回路の増＋１９．〜率が高周
波側で高くなるように、その差信号増幅回路の周波数特
性を設定し、さらに、前記ブリッジ回路に演算増幅器の
出力を印加するトランジスタのコレクタと電源端子との
間に所望の値の保護抵抗を挿入して、ブリッジ回路に印
加される電圧値を小さくすることを特徴とする流量又は
流速測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57195447A JPS5984113A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 流量又は流速測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57195447A JPS5984113A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 流量又は流速測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5984113A true JPS5984113A (ja) | 1984-05-15 |
Family
ID=16341214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57195447A Pending JPS5984113A (ja) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | 流量又は流速測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5984113A (ja) |
-
1982
- 1982-11-06 JP JP57195447A patent/JPS5984113A/ja active Pending
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