JPS6034054B2 - 流速流量測定装置 - Google Patents
流速流量測定装置Info
- Publication number
- JPS6034054B2 JPS6034054B2 JP55100292A JP10029280A JPS6034054B2 JP S6034054 B2 JPS6034054 B2 JP S6034054B2 JP 55100292 A JP55100292 A JP 55100292A JP 10029280 A JP10029280 A JP 10029280A JP S6034054 B2 JPS6034054 B2 JP S6034054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vortex generator
- electrode
- recess
- electrodes
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- G01F1/3209—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 using Karman vortices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カルマン渦を利用した流速流量測定装置に関
するものである。
するものである。
本発明の主な目的は、構造堅牢にして、耐熱、耐圧、耐
久力を増し、特に管路の振動の影響を受けないこの種の
流量測定装置を実現することにある。
久力を増し、特に管路の振動の影響を受けないこの種の
流量測定装置を実現することにある。
第１図は、本願出願人が先に特願昭５５−７３１４号（
特開昭５６−１０４２５２号公報参照）で提案した本願
装置の基本となる装置を一部断面で示す構成斜視図、第
２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に用い
られている電極部斜視図である。
特開昭５６−１０４２５２号公報参照）で提案した本願
装置の基本となる装置を一部断面で示す構成斜視図、第
２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に用い
られている電極部斜視図である。
これらの図において、１は被測定流体が流れる管路、２
はこの管路内に配置され管路内に渦を発生させる渦発生
体で、渦の生成を検出する検出手段としての役目をもし
ている。この渦発生体２の一方の様は、管壁にネジ３に
よって固定され、また他方の端は管機外に延長され、フ
ランジ４において例えばネジあるいは溶接によって固定
されている。渦発生体２の一方の端には、その藤方向に
延びる凹部２１が形成されており、この凹部２１に電極
部５が渦発生体２の一方の端から凹部の側壁と僅かな間
隔を隔てて挿入配置されている。この電極部５は、第３
図にその斜視図を示すように、フランジ５３をもった円
柱状部村で構成されており、円柱表面に鍬方向に平行し
て並ぶ二個の電極５１，５２が形成されている。６１，
６２は電極５１，５２に接続されるリード線で、円柱状
部材の内部を通って外部に導びかれている。
はこの管路内に配置され管路内に渦を発生させる渦発生
体で、渦の生成を検出する検出手段としての役目をもし
ている。この渦発生体２の一方の様は、管壁にネジ３に
よって固定され、また他方の端は管機外に延長され、フ
ランジ４において例えばネジあるいは溶接によって固定
されている。渦発生体２の一方の端には、その藤方向に
延びる凹部２１が形成されており、この凹部２１に電極
部５が渦発生体２の一方の端から凹部の側壁と僅かな間
隔を隔てて挿入配置されている。この電極部５は、第３
図にその斜視図を示すように、フランジ５３をもった円
柱状部村で構成されており、円柱表面に鍬方向に平行し
て並ぶ二個の電極５１，５２が形成されている。６１，
６２は電極５１，５２に接続されるリード線で、円柱状
部材の内部を通って外部に導びかれている。
この電極部５は、渦発生体の凹部に電極５１と５２とが
流れ方向に対して左右対称に配置されるように挿入され
、凹部２１の側壁と各電極５１，５２との間でコンデン
サを形成する。このように形成した装置の動作は次の通
りである。
流れ方向に対して左右対称に配置されるように挿入され
、凹部２１の側壁と各電極５１，５２との間でコンデン
サを形成する。このように形成した装置の動作は次の通
りである。
管路１内に流体が流れると、渦発生体２の両側からカル
マン渦が交互に規則的に発生し、この渦の発生に伴って
渦発生体２はその方向が交互に変る揚力を受ける。渦発
生体２が揚力を受けると、渦発生体２は第４図に示すよ
うにこの揚力に対応して僅かに変位する。渦発生体２の
揚力に伴う変位贋６は、渦発生体２の形状、凹部側壁の
肉厚、片側固定か両端固定か等、種々の設計条件で変る
が、実用上は０．０２仏ｍ程度といった僅かな変位量が
得られればよい。渦発生体２が、このように揚力によっ
て変位すると、凹部の側壁は電極５１，６２の面に対し
て変位し、側壁と各電極５１，５２間の距離が変わって
その容量が変化する。ここで、電極部５は各電極５１，
５２が第２図に示すように被測定流体の流れ方向に対し
て左右対称に配置されるように凹部５１に挿入されてい
るので、電極５１と側壁との間で形成される容量Ｃ，と
、電極５２と側壁との間で形成される容量Ｃ２とは、渦
発生体２のカルマン渦の揚力による変位（流れ方向と直
角な方向の変位）に対して互に差動的に変化することと
なり、この変位数を計数すれば流量又は流速を知ること
ができる。ところで、このように構成した装置は、流れ
方向と同じ方向の振動ノイズ等による変位に対しては各
容量Ｃ，．Ｃ２が同相的に変化することとなり、その影
響を受けることはないが、流れ方向と直角な方向の振動
に対しては、容量Ｃ，，Ｃ２が変化してその影響を受け
るという問題点がある。ここにおいて、本発明は前記し
た先願に係る装置を改良し、外部振動に対する影響を除
去した流速流量測定装置を実現することを主たる目的と
する。
マン渦が交互に規則的に発生し、この渦の発生に伴って
渦発生体２はその方向が交互に変る揚力を受ける。渦発
生体２が揚力を受けると、渦発生体２は第４図に示すよ
うにこの揚力に対応して僅かに変位する。渦発生体２の
揚力に伴う変位贋６は、渦発生体２の形状、凹部側壁の
肉厚、片側固定か両端固定か等、種々の設計条件で変る
が、実用上は０．０２仏ｍ程度といった僅かな変位量が
得られればよい。渦発生体２が、このように揚力によっ
て変位すると、凹部の側壁は電極５１，６２の面に対し
て変位し、側壁と各電極５１，５２間の距離が変わって
その容量が変化する。ここで、電極部５は各電極５１，
５２が第２図に示すように被測定流体の流れ方向に対し
て左右対称に配置されるように凹部５１に挿入されてい
るので、電極５１と側壁との間で形成される容量Ｃ，と
、電極５２と側壁との間で形成される容量Ｃ２とは、渦
発生体２のカルマン渦の揚力による変位（流れ方向と直
角な方向の変位）に対して互に差動的に変化することと
なり、この変位数を計数すれば流量又は流速を知ること
ができる。ところで、このように構成した装置は、流れ
方向と同じ方向の振動ノイズ等による変位に対しては各
容量Ｃ，．Ｃ２が同相的に変化することとなり、その影
響を受けることはないが、流れ方向と直角な方向の振動
に対しては、容量Ｃ，，Ｃ２が変化してその影響を受け
るという問題点がある。ここにおいて、本発明は前記し
た先願に係る装置を改良し、外部振動に対する影響を除
去した流速流量測定装置を実現することを主たる目的と
する。
第５図は本発明に係る装置の構成断面図、第６図は第５
図における×−×断面図である。
図における×−×断面図である。
これらの図において、１は管略、１川まこの管路１の管
軸とほぼ直角な方向に管壁から延びる渦発生体２の取付
部である。
軸とほぼ直角な方向に管壁から延びる渦発生体２の取付
部である。
渦発生体２の一方の端にはフランジ２２が設けてあり、
押え金具８を介してネジ９によって取付部１川こ固定さ
れている。渦発生体２の他方の端は、ネジ３によって管
壁に固定されている。なお、この端は固定しなくともよ
い。電極部５は、一方の端にフランジ５３が設けられ、
渦発生体２に設けられている凹部に挿入され、フランジ
５３において渦発生体２のフランジ２２に例えば溶接に
よって固定されている。電極部５は、ここでは例えば高
熱に耐える中空円柱状のセラミックが用いられており、
この表面に例えばスバッタ蒸着，競付等の手等で電極５
１，５２が形成されている。各電極５１，５２の表面は
、必要に応じてコーチングするようにしてもよい。７は
電極部５の中空に挿入配督された金属あるいはセラミッ
ク等の錘りであって、後述するように、電極部５の曲げ
剛性を調整する役目をなしている。
押え金具８を介してネジ９によって取付部１川こ固定さ
れている。渦発生体２の他方の端は、ネジ３によって管
壁に固定されている。なお、この端は固定しなくともよ
い。電極部５は、一方の端にフランジ５３が設けられ、
渦発生体２に設けられている凹部に挿入され、フランジ
５３において渦発生体２のフランジ２２に例えば溶接に
よって固定されている。電極部５は、ここでは例えば高
熱に耐える中空円柱状のセラミックが用いられており、
この表面に例えばスバッタ蒸着，競付等の手等で電極５
１，５２が形成されている。各電極５１，５２の表面は
、必要に応じてコーチングするようにしてもよい。７は
電極部５の中空に挿入配督された金属あるいはセラミッ
ク等の錘りであって、後述するように、電極部５の曲げ
剛性を調整する役目をなしている。
このように構成した装置における動作を次に第７図を参
照にしながら説明する。
照にしながら説明する。
渦の発生に伴って渦発生体に生ずる揚力変化は、この渦
発生体２の管路１内にある柱状部に作用するので、渦発
生体だけが変化し、電極部５は揚力変化にかかわらず常
に中立位置に置かれる。したがって、電極５１，５２と
凹部２１の側壁との間で形成される容量Ｃ，，Ｃ２が揚
力変化に対応して差動的に変化し、第１図装置と同様に
容量Ｃ，，Ｃ２の変化数を計数することによって流速又
は流量を知ることができる。一方、主として管路１全体
を加振するような管路の鱗方向と直角な方向の機械振動
に対しては、渦発生体２および電極部５にともに作用し
、これらを変位させる。第７図は、管路１に加速度０．
本の振動を与えた場合の渦発生体１の各部分におけるた
わみ（実線）及び電極部５の各部分におけるたわみ（破
線）をそれぞれ示したものである。
発生体２の管路１内にある柱状部に作用するので、渦発
生体だけが変化し、電極部５は揚力変化にかかわらず常
に中立位置に置かれる。したがって、電極５１，５２と
凹部２１の側壁との間で形成される容量Ｃ，，Ｃ２が揚
力変化に対応して差動的に変化し、第１図装置と同様に
容量Ｃ，，Ｃ２の変化数を計数することによって流速又
は流量を知ることができる。一方、主として管路１全体
を加振するような管路の鱗方向と直角な方向の機械振動
に対しては、渦発生体２および電極部５にともに作用し
、これらを変位させる。第７図は、管路１に加速度０．
本の振動を与えた場合の渦発生体１の各部分におけるた
わみ（実線）及び電極部５の各部分におけるたわみ（破
線）をそれぞれ示したものである。
ここで、たわみが零となる点が渦発生体１と電極部５と
で異なるのは、それぞれの固定点が異なることによる。
また、電極部５のたわみは、ここに取付ける錘り７の重
さＷによって、特性曲線イ，口，ハ，二に示すように変
化する。本発明にかかわる装置においては、特に、電極
部５のたわみを、錘り７の重さＷを調整することによっ
て、渦発生体２各部のたわみ量とほぼ同じにして、互い
の相対変位を最小になるようにしてある。すなわち、第
７図において、電極部５各部のたわみ特性曲線は、錘り
７の重さＷを例えば雌（特性イ），滋（特性口），腿（
特性ハ），１２ｇ（特性二）のように変えることによっ
て図示すように変えることができ、渦発生体２のたわみ
量を、電極５１，５２が設けられている電極範囲で、平
均してほぼ同じとなるような特性ハを選定する。糟性ハ
は、斜線を施した部分の面積Ｓ，，Ｓ２がほぼ等しくな
っており、電極範囲で平均すると相対変位はほぼ零とな
っている。なお、渦発生体２，電極部５それぞれのたわ
み特性は旨くたた、し、Ｍ：館，Ｅ：ヤング率，１：断
面二次モーメント＞で表わされ、材質や断面形状によっ
ても変えることが可能であるが、材質や、断面形状は主
として機械的強度，加工性，線膨張率，コスト等によっ
て決められのが望ましく、それとは独立にたわみ量は主
として質量Ｍによって調整されることが望ましい。この
ように、渦発生体２と電極部５との各部のたわみ量をほ
ぼ等しくすると、管路１全体に作用する機械振動は、渦
発生体２と電極部５とを同じようにたわませる。
で異なるのは、それぞれの固定点が異なることによる。
また、電極部５のたわみは、ここに取付ける錘り７の重
さＷによって、特性曲線イ，口，ハ，二に示すように変
化する。本発明にかかわる装置においては、特に、電極
部５のたわみを、錘り７の重さＷを調整することによっ
て、渦発生体２各部のたわみ量とほぼ同じにして、互い
の相対変位を最小になるようにしてある。すなわち、第
７図において、電極部５各部のたわみ特性曲線は、錘り
７の重さＷを例えば雌（特性イ），滋（特性口），腿（
特性ハ），１２ｇ（特性二）のように変えることによっ
て図示すように変えることができ、渦発生体２のたわみ
量を、電極５１，５２が設けられている電極範囲で、平
均してほぼ同じとなるような特性ハを選定する。糟性ハ
は、斜線を施した部分の面積Ｓ，，Ｓ２がほぼ等しくな
っており、電極範囲で平均すると相対変位はほぼ零とな
っている。なお、渦発生体２，電極部５それぞれのたわ
み特性は旨くたた、し、Ｍ：館，Ｅ：ヤング率，１：断
面二次モーメント＞で表わされ、材質や断面形状によっ
ても変えることが可能であるが、材質や、断面形状は主
として機械的強度，加工性，線膨張率，コスト等によっ
て決められのが望ましく、それとは独立にたわみ量は主
として質量Ｍによって調整されることが望ましい。この
ように、渦発生体２と電極部５との各部のたわみ量をほ
ぼ等しくすると、管路１全体に作用する機械振動は、渦
発生体２と電極部５とを同じようにたわませる。
この結果、電極５１，５２と凹部２１の側壁との間で形
成されるギャップは外部振動に対して一定に保たれ容量
Ｃ，，Ｃ２は、このような機械振動に影響されることな
いこ、常に一定値に維持させることができる。従って、
管路からの振動を受けない流量測定装置が実現できる。
なお、上記の実施例において、凹部および電極部の断面
形状をいずれも円形としたものであるが、矩形状あるい
は他の形状でもよい。
成されるギャップは外部振動に対して一定に保たれ容量
Ｃ，，Ｃ２は、このような機械振動に影響されることな
いこ、常に一定値に維持させることができる。従って、
管路からの振動を受けない流量測定装置が実現できる。
なお、上記の実施例において、凹部および電極部の断面
形状をいずれも円形としたものであるが、矩形状あるい
は他の形状でもよい。
また、凹部と電極の間にできるギャップ間を真空に維持
するか、あるいはＨｅ，Ａｒ等の不治性ガスを封入する
ようにしてもよい。以上説明したように、本発明によれ
ば、構造堅牢で、特に耐熱，耐圧に優れ、各種振動ノイ
ズの影響を受けず検出感度が高い流速流量測定装置が実
現できる。
するか、あるいはＨｅ，Ａｒ等の不治性ガスを封入する
ようにしてもよい。以上説明したように、本発明によれ
ば、構造堅牢で、特に耐熱，耐圧に優れ、各種振動ノイ
ズの影響を受けず検出感度が高い流速流量測定装置が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本願装置の基本となる装置を一部断面で示す構
成斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１
図装置に用いられている電極部斜視図、第４図は第１図
装置の動作説明図、第５図は本発明にかかわる装置の構
成断面図、第６図は第５図における×−×断面図、第７
図は管路振動に対する渦発生体および電極部の各部分の
たわみを示す特性線図である。 １・・・・・・管路、２・・・・・・渦発生体、２１・
・…・凹部、３，９・・・…ネジ、４……フランジ、５
・・・・・・電極部、５１，５２・・・・・・電極、７
・・・・・・錘り、８・・・・・・押え金具。 欠′図 〆Ｚ図 ズ３図 〆４図 〆ふ図 久Ｊ図 外７図
成斜視図、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１
図装置に用いられている電極部斜視図、第４図は第１図
装置の動作説明図、第５図は本発明にかかわる装置の構
成断面図、第６図は第５図における×−×断面図、第７
図は管路振動に対する渦発生体および電極部の各部分の
たわみを示す特性線図である。 １・・・・・・管路、２・・・・・・渦発生体、２１・
・…・凹部、３，９・・・…ネジ、４……フランジ、５
・・・・・・電極部、５１，５２・・・・・・電極、７
・・・・・・錘り、８・・・・・・押え金具。 欠′図 〆Ｚ図 ズ３図 〆４図 〆ふ図 久Ｊ図 外７図
Claims (1)
- １ 被測定流体が流れる管路、少なくとも一部が前記被
測定流体中に配置される渦発生体、この渦発生体の一方
の端から渦発生体の軸方向に延びるように形成された凹
部内にギヤツプを隔てて２個の電極が被測定流体の流れ
方向に対して左右対称になるように挿入配置される電極
部、この電極部に取付けられその重さが管路振動に対す
る前記電極部のたわみ量が前記渦発生体に対して電極範
囲で平均してほぼ等しくなるように選定されている錘を
具備し、前記凹部壁と前記２個の電極との間で形成され
る容量を差動的に検出するようにした流速流量測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55100292A JPS6034054B2 (ja) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | 流速流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55100292A JPS6034054B2 (ja) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | 流速流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5724860A JPS5724860A (en) | 1982-02-09 |
| JPS6034054B2 true JPS6034054B2 (ja) | 1985-08-06 |
Family
ID=14270094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55100292A Expired JPS6034054B2 (ja) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | 流速流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034054B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62110121A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-21 | Miura Co Ltd | コンデンサ−マイクを用いた渦流量計 |
-
1980
- 1980-07-22 JP JP55100292A patent/JPS6034054B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5724860A (en) | 1982-02-09 |
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