JPS6215810B2 - - Google Patents
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- JPS6215810B2 JPS6215810B2 JP56179071A JP17907181A JPS6215810B2 JP S6215810 B2 JPS6215810 B2 JP S6215810B2 JP 56179071 A JP56179071 A JP 56179071A JP 17907181 A JP17907181 A JP 17907181A JP S6215810 B2 JPS6215810 B2 JP S6215810B2
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- JP
- Japan
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- diaphragm
- plate
- vortex
- span band
- pressure
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/185—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
- F02M69/48—Arrangement of air sensors
-
- 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
- G01F1/3218—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 bluff body design
-
- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- 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
- G01F1/3259—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は流体の流れの中に挿入された柱状物
体の下流側の側面に発生するカルマン渦列の振動
周波数を検出して流体の流速または流量を測定す
るカルマン渦流量計（流速計）に関する。
体の下流側の側面に発生するカルマン渦列の振動
周波数を検出して流体の流速または流量を測定す
るカルマン渦流量計（流速計）に関する。
一般に、この種流量計において、柱状物体の下
流に発生するカルマン渦列は低流速域では非常に
弱くなり、そのため、渦の検出には高感度の検出
器が必要である。感度の高い熱線や超音波を用い
る方法は、いずれも微少なアナログ信号を電気的
に増幅するので、検出器および検出回路の温度特
性や安定度が計測精度や計測範囲に及ぼす影響が
大きい。すなわち、この種低流量域の渦の検出の
ために用いられる検出器は、これらの影響を受け
にくく、かつ高感度なものが要求される。
流に発生するカルマン渦列は低流速域では非常に
弱くなり、そのため、渦の検出には高感度の検出
器が必要である。感度の高い熱線や超音波を用い
る方法は、いずれも微少なアナログ信号を電気的
に増幅するので、検出器および検出回路の温度特
性や安定度が計測精度や計測範囲に及ぼす影響が
大きい。すなわち、この種低流量域の渦の検出の
ために用いられる検出器は、これらの影響を受け
にくく、かつ高感度なものが要求される。
ところで、この種の従来装置のうち渦の圧力で
振動板を振動させるようにしたものとして、たと
えば、特開昭48−30458号公報に記載された装置
がある。この装置は、特にその第３図によれば、
渦発生体の下流に発生する渦の中心部の通過路に
おける静圧を検出する感圧板を設けるものであ
る。その場合、感圧板は幅広の板ばね支持帯によ
つて一体的に支持されるが、この幅広の板ばね支
持帯はばね常数が高くされ、圧力変動による感圧
板変位を小さくするように形成される。
振動板を振動させるようにしたものとして、たと
えば、特開昭48−30458号公報に記載された装置
がある。この装置は、特にその第３図によれば、
渦発生体の下流に発生する渦の中心部の通過路に
おける静圧を検出する感圧板を設けるものであ
る。その場合、感圧板は幅広の板ばね支持帯によ
つて一体的に支持されるが、この幅広の板ばね支
持帯はばね常数が高くされ、圧力変動による感圧
板変位を小さくするように形成される。
かかる従来装置は、渦発生体の下流に発生する
カルマン渦列を乱さないようにするために、上述
の如く、感圧板を、ばね常数が高くされ圧力変動
による感圧板変位を小さくする幅広の板ばね支持
帯によつて一体支持するものである。この幅広の
板ばね支持帯は管路内壁に固定される。
カルマン渦列を乱さないようにするために、上述
の如く、感圧板を、ばね常数が高くされ圧力変動
による感圧板変位を小さくする幅広の板ばね支持
帯によつて一体支持するものである。この幅広の
板ばね支持帯は管路内壁に固定される。
このようにすることによつて、確かに、過発生
体の下流に発生するカルマン渦列は感圧板変位に
よつて乱されるようなことがなくなる。
体の下流に発生するカルマン渦列は感圧板変位に
よつて乱されるようなことがなくなる。
しかしながら、そのためには、感圧板は幅広の
板ばね支持帯によつて、圧力変動による変位を小
さくされねばならない。
板ばね支持帯によつて、圧力変動による変位を小
さくされねばならない。
ところが、特に低流速領域では渦の発生による
圧力変化が極めて微小である。それゆえ、このよ
うな従来装置においては、今度は逆に、圧力変動
の小さい低流速領域では、感圧板がその微小な圧
力変動に応答できなくなり、従つて低流速領域で
は測定不能になるという新たな問題が派生する。
圧力変化が極めて微小である。それゆえ、このよ
うな従来装置においては、今度は逆に、圧力変動
の小さい低流速領域では、感圧板がその微小な圧
力変動に応答できなくなり、従つて低流速領域で
は測定不能になるという新たな問題が派生する。
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなさ
れ、カルマン渦列を乱すことなく、しかも圧力変
動の小さい低流速領域においてもかかる微小圧力
変動に敏感に応答し得るカルマン渦流量計を提供
することを目的とする。
れ、カルマン渦列を乱すことなく、しかも圧力変
動の小さい低流速領域においてもかかる微小圧力
変動に敏感に応答し得るカルマン渦流量計を提供
することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明は、
振動板を一枚の板状部材の所定部を所定形状に切
り落した残りの所定部分から形成すると共に、そ
の板状部材にはさらに前記振動板を支持する一対
のスパンバンド部と、このスパンバンド部を支持
する枠部とを形成し、かつ前記スパンバンド部に
よつて前記振動板の回転軸を形成し、そして、こ
のように構成された振動板、スパンバンド部およ
び枠部から成る振動子を、前記流体の管路の外に
配置された振動室内に、前記枠部がその振動室に
固定されるようにして収納し、しかも、前記スパ
ンバンド部に張力を付与する張力付与手段を設け
たことを特徴とする。
振動板を一枚の板状部材の所定部を所定形状に切
り落した残りの所定部分から形成すると共に、そ
の板状部材にはさらに前記振動板を支持する一対
のスパンバンド部と、このスパンバンド部を支持
する枠部とを形成し、かつ前記スパンバンド部に
よつて前記振動板の回転軸を形成し、そして、こ
のように構成された振動板、スパンバンド部およ
び枠部から成る振動子を、前記流体の管路の外に
配置された振動室内に、前記枠部がその振動室に
固定されるようにして収納し、しかも、前記スパ
ンバンド部に張力を付与する張力付与手段を設け
たことを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第１図はこの発明の実施例を示す全体構成図、
第２図は第１図の渦発生体のＡ―Ａ断面図、第３
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第４図は振動子の平面図、第５図は渦検出部
の側断面図、第６図は振動子の変位を検出する変
位検出センサと、その特性を示す説明図、第７図
は変位検出センサの他の実施例を示す構成図であ
る。
第２図は第１図の渦発生体のＡ―Ａ断面図、第３
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第４図は振動子の平面図、第５図は渦検出部
の側断面図、第６図は振動子の変位を検出する変
位検出センサと、その特性を示す説明図、第７図
は変位検出センサの他の実施例を示す構成図であ
る。
第１図において、１は管路、２はカルマン渦を
発生させるための１対の渦発生体、３は渦検出部
である。渦発生体２は第２図に示されるように、
一対の二等辺三角形の上流柱状体４と、等脚台形
の下流柱状体５とより構成されており、この二つ
の柱状体４と５は一定間隔６を隔てて流れに垂直
に挿入されている。７ａ，７ｂは下流柱状体５の
軸方向端部近傍の両側面に設けたスリツトで、発
生した渦の圧力変化を導くためのものである。第
４図において、８は厚さ20μ前後の薄い金属でで
きた振動子で、渦の圧力が作用する振動板９と、
この振動板９をその重心を含む線対称な軸上で保
持して、ねじり振動を行なわせるための一対のス
パンバンド１０ａおよび１０ｂと、このスパンバ
ンドの固定端となる枠部１１とをほぼ一定厚さの
一枚の金属板から一体に成形して造られており、
振動板９はその中心軸に対して質量の平衡が保た
れている。また、スパンバンド１０ａおよび１０
ｂのデイメンジヨンで定まるねじりバネ定数は、
渦の微少な圧力変化に対しても十分な角度だけ振
動板９が変位するよう極力低くし、かつその共振
周波数もできるだけ小さく設計される。なお、１
１ａ，１１ｂは打ち抜き部である。第３図におい
て、１２はこの振動子８を収納するハウジング
で、下部プレート１３と上部プレート１４とより
構成されている。この下部プレート１３と上部プ
レート１４には、振動子８の形状に対応したほぼ
同一形状の凹溝が対向して設けられており、渦発
生体２のフランジ１５の上に下部プレート１３、
振動子８、および上部プレート１４を順次積層す
ることにより振動子８が保持されるとともに、振
動室１６とスパンバンドの収納室１７ａおよび１
７ｂが形成される。振動室１６は、振動子８の振
動板９によつて上２６、下１９ａ，１９ｂ二つの
部屋にほぼ二等分され、更に振動板９と下部プレ
ート１３とで形成される部屋は、下部プレート１
３の振動板９の回転軸に対向した位置に設けられ
た突起１８によつて、部屋１９ａと１９ｂとに二
等分されており、部屋１９ａおよび１９ｂはそれ
ぞれ孔２０ａおよび２０ｂを介して、渦発生体２
のスリツト７ａ，７ｂに連通している。この突起
１８は部屋１９ａ，１９ｂ間の流体の流通を防止
して、スリツト７ａまたは７ｂからの渦の圧力変
化を損失なく振動板９へ伝えることを目的とする
もので、この突起１８と振動板９との隙間は、振
動板９のねじり振動を阻害しない範囲で極力小さ
く、例えば0.1〜0.2mm程度とすることが望まし
い。また、同様な目的から、振動板９の周縁と振
動室１６との隙間も同程度の値にすることが望ま
しい。第５図において、２１はスパンバンド１０
ａおよび１０ｂに張力を加えるための調整ネジ
で、スパンバンド１０ｂの中心軸上に設けられて
おり、該調整ネジ２１によりスパンバンド１０ｂ
の周縁の固定部と、下部プレート１３に設けた突
起２２との間を押圧して張力を加え、この張力に
よつて振動子８のたわみ振動を防止するものであ
る。第３図に示されるように、２３は振動子８の
角度変位を検出するための反射型の光フアイバー
で、往復二つの光路２４および２５を有し、各光
軸を振動子８の振動板９の上面にほぼ垂直に対向
させて、部屋２６の壁面に開口している。すなわ
ち、この光学系は部屋２６内に全て設けられてお
り、これによつて直接流体と接触することが防止
される。また、この光フアイバーの他端には、発
光素子２７および受光素子２８が設けられる。な
お、２９はこの発光および受光素子２７および２
８、受光素子の出力信号の増幅および整形回路
（図示せず）等から成る検出回路部である。
発生させるための１対の渦発生体、３は渦検出部
である。渦発生体２は第２図に示されるように、
一対の二等辺三角形の上流柱状体４と、等脚台形
の下流柱状体５とより構成されており、この二つ
の柱状体４と５は一定間隔６を隔てて流れに垂直
に挿入されている。７ａ，７ｂは下流柱状体５の
軸方向端部近傍の両側面に設けたスリツトで、発
生した渦の圧力変化を導くためのものである。第
４図において、８は厚さ20μ前後の薄い金属でで
きた振動子で、渦の圧力が作用する振動板９と、
この振動板９をその重心を含む線対称な軸上で保
持して、ねじり振動を行なわせるための一対のス
パンバンド１０ａおよび１０ｂと、このスパンバ
ンドの固定端となる枠部１１とをほぼ一定厚さの
一枚の金属板から一体に成形して造られており、
振動板９はその中心軸に対して質量の平衡が保た
れている。また、スパンバンド１０ａおよび１０
ｂのデイメンジヨンで定まるねじりバネ定数は、
渦の微少な圧力変化に対しても十分な角度だけ振
動板９が変位するよう極力低くし、かつその共振
周波数もできるだけ小さく設計される。なお、１
１ａ，１１ｂは打ち抜き部である。第３図におい
て、１２はこの振動子８を収納するハウジング
で、下部プレート１３と上部プレート１４とより
構成されている。この下部プレート１３と上部プ
レート１４には、振動子８の形状に対応したほぼ
同一形状の凹溝が対向して設けられており、渦発
生体２のフランジ１５の上に下部プレート１３、
振動子８、および上部プレート１４を順次積層す
ることにより振動子８が保持されるとともに、振
動室１６とスパンバンドの収納室１７ａおよび１
７ｂが形成される。振動室１６は、振動子８の振
動板９によつて上２６、下１９ａ，１９ｂ二つの
部屋にほぼ二等分され、更に振動板９と下部プレ
ート１３とで形成される部屋は、下部プレート１
３の振動板９の回転軸に対向した位置に設けられ
た突起１８によつて、部屋１９ａと１９ｂとに二
等分されており、部屋１９ａおよび１９ｂはそれ
ぞれ孔２０ａおよび２０ｂを介して、渦発生体２
のスリツト７ａ，７ｂに連通している。この突起
１８は部屋１９ａ，１９ｂ間の流体の流通を防止
して、スリツト７ａまたは７ｂからの渦の圧力変
化を損失なく振動板９へ伝えることを目的とする
もので、この突起１８と振動板９との隙間は、振
動板９のねじり振動を阻害しない範囲で極力小さ
く、例えば0.1〜0.2mm程度とすることが望まし
い。また、同様な目的から、振動板９の周縁と振
動室１６との隙間も同程度の値にすることが望ま
しい。第５図において、２１はスパンバンド１０
ａおよび１０ｂに張力を加えるための調整ネジ
で、スパンバンド１０ｂの中心軸上に設けられて
おり、該調整ネジ２１によりスパンバンド１０ｂ
の周縁の固定部と、下部プレート１３に設けた突
起２２との間を押圧して張力を加え、この張力に
よつて振動子８のたわみ振動を防止するものであ
る。第３図に示されるように、２３は振動子８の
角度変位を検出するための反射型の光フアイバー
で、往復二つの光路２４および２５を有し、各光
軸を振動子８の振動板９の上面にほぼ垂直に対向
させて、部屋２６の壁面に開口している。すなわ
ち、この光学系は部屋２６内に全て設けられてお
り、これによつて直接流体と接触することが防止
される。また、この光フアイバーの他端には、発
光素子２７および受光素子２８が設けられる。な
お、２９はこの発光および受光素子２７および２
８、受光素子の出力信号の増幅および整形回路
（図示せず）等から成る検出回路部である。
次に動作を説明する。
例えば、第２図において渦発生体２の上側（ス
リツト７ｂ側）に渦３０が生じると、スリツト７
ｂの付近の圧力は反対側のスリツト７ａの付近よ
りも低下するので、このスリツト７ｂに連通した
部屋１９ｂの圧力も反対側のスリツト７ａに連通
した部屋１９ａの圧力よりも低くなる。ここで、
例えば第３図を参照して振動板９の回転軸の回り
の力の平衡を考えると、振動板９の上面に加わる
圧力はその全面でほぼ一定であり、振動板９の下
面に加わる圧力は、この場合は部屋１９ｂの方が
部屋１９ａよりも低くなつているので、結局、振
動板９には部屋１９ａと部屋１９ｂとの圧力差に
対応した時計方向のモーメントが作用し、これに
よつて振動板９が時計方向に回転するが、この回
転は振動室１６の底面と上面とにより、その振幅
が規制される。次いで、渦発生体の反対側に渦が
できると、今度は部屋１９ａの圧力が部屋１９ｂ
の圧力よりも低下するので、振動板９は反時計方
向に変位するが、この場合も上記と同様に、振動
室１６の底面と上面とによつてその振幅が規制さ
れる。すなわち、振動子８は一対の渦の発生に伴
なつて一往復のねじり振動を行なうが、その振幅
は振動室１６の壁面で規制されるため、渦の圧力
が変化してもほぼ一定振幅に保たれることにな
る。ここで、振動板９はその回転中心軸の回りに
ほぼ質量の平衡が保たれているので、外部振動に
よる慣性力は回転軸の回りでは打ち消され、した
がつてねじり振動を生じることはない。また、ス
パンバンド１０ａおよび１０ｂには常時張力を加
えているので、振動子８は垂直方向の外部振動に
対しても殆んど追随せず、この点からも外部振動
の影響を無くすことが可能となる。なお、このよ
うにスパンバンドに張力を加えても、そのねじり
バネ定数には殆んど影響を与えないので、したが
つて、渦の検出感度を低下させることなく耐振性
を向上できる効果がある。
リツト７ｂ側）に渦３０が生じると、スリツト７
ｂの付近の圧力は反対側のスリツト７ａの付近よ
りも低下するので、このスリツト７ｂに連通した
部屋１９ｂの圧力も反対側のスリツト７ａに連通
した部屋１９ａの圧力よりも低くなる。ここで、
例えば第３図を参照して振動板９の回転軸の回り
の力の平衡を考えると、振動板９の上面に加わる
圧力はその全面でほぼ一定であり、振動板９の下
面に加わる圧力は、この場合は部屋１９ｂの方が
部屋１９ａよりも低くなつているので、結局、振
動板９には部屋１９ａと部屋１９ｂとの圧力差に
対応した時計方向のモーメントが作用し、これに
よつて振動板９が時計方向に回転するが、この回
転は振動室１６の底面と上面とにより、その振幅
が規制される。次いで、渦発生体の反対側に渦が
できると、今度は部屋１９ａの圧力が部屋１９ｂ
の圧力よりも低下するので、振動板９は反時計方
向に変位するが、この場合も上記と同様に、振動
室１６の底面と上面とによつてその振幅が規制さ
れる。すなわち、振動子８は一対の渦の発生に伴
なつて一往復のねじり振動を行なうが、その振幅
は振動室１６の壁面で規制されるため、渦の圧力
が変化してもほぼ一定振幅に保たれることにな
る。ここで、振動板９はその回転中心軸の回りに
ほぼ質量の平衡が保たれているので、外部振動に
よる慣性力は回転軸の回りでは打ち消され、した
がつてねじり振動を生じることはない。また、ス
パンバンド１０ａおよび１０ｂには常時張力を加
えているので、振動子８は垂直方向の外部振動に
対しても殆んど追随せず、この点からも外部振動
の影響を無くすことが可能となる。なお、このよ
うにスパンバンドに張力を加えても、そのねじり
バネ定数には殆んど影響を与えないので、したが
つて、渦の検出感度を低下させることなく耐振性
を向上できる効果がある。
次に、振動子８の変位回数、すなわち振動周波
数の検出について、第３図、第６図および第７図
を参照して説明する。
数の検出について、第３図、第６図および第７図
を参照して説明する。
振動周波数の検出は、この場合は光フアイバー
２３により、振動板９の上面の反射光量の変化を
検出して行なう。すなわち、光フアイバー２３は
二つの光路２４および２５を有しており、振動板
９に対向した端面３１にはこの二つの光路をラン
ダムに配列させてあり、かつ、この光軸を振動板
９にほぼ垂直に対向して設けてある。振動板９か
らの反射光量は第６図ｂに示すように、振動板の
反射面の回転に伴なつて減少するので、振動子の
一往復の振動に伴ない二つの光パルス出力が得ら
れる。ここで、振動子８の変位はほぼ一定である
ので、光出力もほぼ一定となり、したがつて簡単
な回路構成で渦周波数を検出することができる。
このように、反射光を検出する方法は構造が簡単
でしかも光軸調整も不用である等、その実用的効
果が大きい。なお、上述の如くこの光フアイバー
２３および反射面からなる光学系は振動室１６の
部屋２６内に在り、直接流体に接触することがな
いので、光学系の汚損を防止することができる。
２３により、振動板９の上面の反射光量の変化を
検出して行なう。すなわち、光フアイバー２３は
二つの光路２４および２５を有しており、振動板
９に対向した端面３１にはこの二つの光路をラン
ダムに配列させてあり、かつ、この光軸を振動板
９にほぼ垂直に対向して設けてある。振動板９か
らの反射光量は第６図ｂに示すように、振動板の
反射面の回転に伴なつて減少するので、振動子の
一往復の振動に伴ない二つの光パルス出力が得ら
れる。ここで、振動子８の変位はほぼ一定である
ので、光出力もほぼ一定となり、したがつて簡単
な回路構成で渦周波数を検出することができる。
このように、反射光を検出する方法は構造が簡単
でしかも光軸調整も不用である等、その実用的効
果が大きい。なお、上述の如くこの光フアイバー
２３および反射面からなる光学系は振動室１６の
部屋２６内に在り、直接流体に接触することがな
いので、光学系の汚損を防止することができる。
上記の検出機構では、光フアイバー２３の光軸
を振動板９とほぼ直交して設けるようにしたが、
第７図の如く光フアイバー２３の光軸を振動板９
の法線から振動板９の最大の角度振幅θｍだけ予
め振動面上で偏位させて設けるようにしてもよ
い。この方法は、第６図ｂの曲線のほぼ傾きが一
様な部分を使用するので、図より明らかなよう
に、微少な角変位に対しても検出感度が良く、ほ
ぼ正弦波状の出力信号が得られるため、信号処理
が容易となる利点がある。この場合、反射光量の
ピーク値は第６図ｂの右側に移動することはいう
迄もない。なお、この光フアイバーの構成は本実
施例に限定されるものではなく、要は、反射光量
の変化を有効に検出できるものであればどのよう
な構成のものでも良い。
を振動板９とほぼ直交して設けるようにしたが、
第７図の如く光フアイバー２３の光軸を振動板９
の法線から振動板９の最大の角度振幅θｍだけ予
め振動面上で偏位させて設けるようにしてもよ
い。この方法は、第６図ｂの曲線のほぼ傾きが一
様な部分を使用するので、図より明らかなよう
に、微少な角変位に対しても検出感度が良く、ほ
ぼ正弦波状の出力信号が得られるため、信号処理
が容易となる利点がある。この場合、反射光量の
ピーク値は第６図ｂの右側に移動することはいう
迄もない。なお、この光フアイバーの構成は本実
施例に限定されるものではなく、要は、反射光量
の変化を有効に検出できるものであればどのよう
な構成のものでも良い。
以上に説明したように、本発明によれば、次の
利点が奏される。
利点が奏される。
(1) 本発明においては、振動板９は一枚の板状部
材の所定部を所定形状に切り落した残りの所定
部分から形成されると共に、その板状部材には
さらに振動板９を支持する一対のスパンバンド
部１０ａ，１０ｂと、このスパンバンド部１０
ａ，１０ｂを支持する枠部１１とが形成され、
かつ、スパンバンド部１０ａ，１０ｂによつて
振動板９の回転軸が形成されている。
材の所定部を所定形状に切り落した残りの所定
部分から形成されると共に、その板状部材には
さらに振動板９を支持する一対のスパンバンド
部１０ａ，１０ｂと、このスパンバンド部１０
ａ，１０ｂを支持する枠部１１とが形成され、
かつ、スパンバンド部１０ａ，１０ｂによつて
振動板９の回転軸が形成されている。
このようにすることによつて、振動板９は、
ばね常数の極めて小さいスパンバンド部１０
ａ，１０ｂによつて支持されるので、カルマン
渦に起因する圧力変動に良好に応答することが
できる。
ばね常数の極めて小さいスパンバンド部１０
ａ，１０ｂによつて支持されるので、カルマン
渦に起因する圧力変動に良好に応答することが
できる。
それゆえ、本発明によれば、圧力変動の小さ
い低流速領域においても充分な敏感さでもつて
測定可能となる。
い低流速領域においても充分な敏感さでもつて
測定可能となる。
(2) 本発明においては、振動板９は、スパンバン
ド部１０ａ，１０ｂによつて支持されている。
ド部１０ａ，１０ｂによつて支持されている。
このようにすることによつて、スパンバンド
部１０ａ，１０ｂのばね常数は小さいので、振
動板９の共振周波数は小さくなる。
部１０ａ，１０ｂのばね常数は小さいので、振
動板９の共振周波数は小さくなる。
一方、上記従来装置（特開昭48−30458号公
報）においては、感圧板はばね常数の高い板ば
ね支持帯によつて支持されているので、感圧板
の共振周波数は非常に大きい。
報）においては、感圧板はばね常数の高い板ば
ね支持帯によつて支持されているので、感圧板
の共振周波数は非常に大きい。
ところが、周知のように、カルマン渦に起因
する圧力変動はかかるカルマン渦の発生周波数
に二乗に比例して大きくなる。
する圧力変動はかかるカルマン渦の発生周波数
に二乗に比例して大きくなる。
従つて、本発明においては、振動板９の共振
周波数が小さいので、振動板９の共振点は低周
波数領域にあり、それゆえ振動板９に作用する
圧力は小さい。よつて、本発明においては、共
振時に振動板９が作用圧力によつて破壊される
ようなことはない。
周波数が小さいので、振動板９の共振点は低周
波数領域にあり、それゆえ振動板９に作用する
圧力は小さい。よつて、本発明においては、共
振時に振動板９が作用圧力によつて破壊される
ようなことはない。
一方、上記従来装置においては、感圧板の共
振周波数が非常に大きいので、感圧板の共振点
は高周波数領域にあり、それゆえ感圧板に作用
する圧力は大きい。よつて、上記従来装置にお
いては、共振時に感圧板が作用圧力によつて破
壊される虞れがある。
振周波数が非常に大きいので、感圧板の共振点
は高周波数領域にあり、それゆえ感圧板に作用
する圧力は大きい。よつて、上記従来装置にお
いては、共振時に感圧板が作用圧力によつて破
壊される虞れがある。
(3) 本発明においては、振動板９、スパンバンド
部１０ａ，１０ｂおよび枠部１１から成る振動
子８は、流体の管路１の外に配置された振動室
１６内に、枠部１１がその振動室１６に固定さ
れるようにして収納されている。
部１０ａ，１０ｂおよび枠部１１から成る振動
子８は、流体の管路１の外に配置された振動室
１６内に、枠部１１がその振動室１６に固定さ
れるようにして収納されている。
このようにすることによつて、振動板９の変
位は、流体の管路１の外に配置された振動室１
６内で行なわれるので、管路内の流体に影響し
ない。
位は、流体の管路１の外に配置された振動室１
６内で行なわれるので、管路内の流体に影響し
ない。
それゆえ、本発明によれば、振動板９の変位
がどのように大きくなろうとも、管路１内に交
互に発生されるカルマン渦列を乱すことがな
い。
がどのように大きくなろうとも、管路１内に交
互に発生されるカルマン渦列を乱すことがな
い。
(4) 本発明においては、スパンバンド部１０ｂに
張力を付与する張力付与手段（実施例では、ネ
ジ２１および突起２２にて構成）が設けられて
いる。
張力を付与する張力付与手段（実施例では、ネ
ジ２１および突起２２にて構成）が設けられて
いる。
このようにすることによつて、振動子８（す
なわち振動板９）のたわみ振動が防止される。
なわち振動板９）のたわみ振動が防止される。
それゆえ、本発明によれば、外部振動の影響を
無くすことができる。
無くすことができる。
第１図はこの発明の実施例を示す全体構成図、
第２図は第１図の渦発生体のＡ―Ａ断面図、第３
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第４図は振動子を示す平面図、第５図は渦検
出部の側断面図、第６図は振動子の変位を検出す
る変位検出センサの構成図とその特性を示す特性
図、第７図は変位検出センサの他の実施例を示す
構成図である。 符号説明 １…管路、２…渦発生体、３…渦検
出部、４…上流柱状体、５…下流柱状体、６…間
隙、７ａ，７ｂ…スリツト、８…振動子、９…振
動板、１０ａ，１０ｂ…スパンバンド、１１…枠
部、１１ａ，１１ｂ…打ち抜き部、１２…ハウジ
ング、１３…下部プレート、１４…上部プレー
ト、１５…フランジ、１６…振動室、１７ａ，１
７ｂ…スパンバンド収納室、１９ａ，１９ｂ，２
６…部屋、１８，２２…突起、２０ａ，２０ｂ…
孔、２１…ネジ、２３…光フアイバー、２４，２
５…光路、２７…発光素子、２８…受光素子、２
９…検出回路部、３０…渦、３１…光フアイバー
端面。
第２図は第１図の渦発生体のＡ―Ａ断面図、第３
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第４図は振動子を示す平面図、第５図は渦検
出部の側断面図、第６図は振動子の変位を検出す
る変位検出センサの構成図とその特性を示す特性
図、第７図は変位検出センサの他の実施例を示す
構成図である。 符号説明 １…管路、２…渦発生体、３…渦検
出部、４…上流柱状体、５…下流柱状体、６…間
隙、７ａ，７ｂ…スリツト、８…振動子、９…振
動板、１０ａ，１０ｂ…スパンバンド、１１…枠
部、１１ａ，１１ｂ…打ち抜き部、１２…ハウジ
ング、１３…下部プレート、１４…上部プレー
ト、１５…フランジ、１６…振動室、１７ａ，１
７ｂ…スパンバンド収納室、１９ａ，１９ｂ，２
６…部屋、１８，２２…突起、２０ａ，２０ｂ…
孔、２１…ネジ、２３…光フアイバー、２４，２
５…光路、２７…発光素子、２８…受光素子、２
９…検出回路部、３０…渦、３１…光フアイバー
端面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体の流れの中に挿入されるカルマン渦発生
体の両側面近傍に交互に生じる圧力変動を受けて
振動する振動板を備え、この振動板の振動周波数
から前記流体の流量を測定するカルマン渦流量計
において、 前記振動板９を一枚の板状部材の所定部を所定
形状に切り落した残りの所定部分から形成すると
共に、その板状部材にはさらに前記振動板を支持
する一対のスパンバンド部１０ａ，１０ｂと、こ
のスパンバンド部を支持する枠部１１とを形成
し、かつ前記スパンバンド部によつて前記振動板
の回転軸を形成し、 このように構成された振動板、スパンバンド部
および枠部から成る振動子８を、前記流体の管路
の外に配置された振動室１６内に、前記枠部がそ
の振動室に固定されるようにして収納し、 しかも、前記スパンバンド部に張力を付与する
張力付与手段を設けた、 ことを特徴とするカルマン渦流量計。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179071A JPS5880524A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | カルマン渦流量計 |
| US06/439,900 US4584883A (en) | 1981-11-10 | 1982-11-08 | Karman vortex flowmeter |
| GB08232154A GB2112938B (en) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502843A GB2159946B (en) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | Karmen vortex flowmeters |
| DE19823241988 DE3241988A1 (de) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | Durchflussmesser mit karman'scher wirbelstrasse |
| GB08502844A GB2160313B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502846A GB2160315B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502845A GB2160314B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502847A GB2160316B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502848A GB2160317B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502849A GB2160318B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| US06/823,998 US4648280A (en) | 1981-11-10 | 1986-01-29 | Karman vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179071A JPS5880524A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | カルマン渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880524A JPS5880524A (ja) | 1983-05-14 |
| JPS6215810B2 true JPS6215810B2 (ja) | 1987-04-09 |
Family
ID=16059582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179071A Granted JPS5880524A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | カルマン渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880524A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3623262A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Toyota Motor Co Ltd | Durchflussmesssystem mit einem karman-wirbeldurchflussmesser |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233976B2 (ja) * | 1971-08-24 | 1977-08-31 |
-
1981
- 1981-11-10 JP JP56179071A patent/JPS5880524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5880524A (ja) | 1983-05-14 |
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