JPS6257206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は流れの中に挿入した柱状物体の両側面
近傍に生じる渦の圧力変動によつて変位する振動
部材の変位振動数を検出して渦周波数を求めるよ
うにしたカルマン渦流量計、特に板状部材より成
る振動部材の振動特性を改良したカルマン渦流量
計に関する。

【従来の技術】

この種のカルマン渦流量計としては、本件出願
人が提案（特願昭56−179071、特開昭58−80528
号公報）した次のようなものがある。 第１図はこのカルマン渦流量計の全体構成図、
第２図及び第３図は渦検出装置を示す概略図、第
４図は振動子の平面断面図、第５図はその検出波
形の一例を示す出力特性図である。 第１図において、１は管路、２はカルマン渦を
発生させるための一対の渦発生体、３１，３２は
この渦発生体２の両側面に設けた開口、４は渦検
出部、５は光フアイバ、６は渦検出信号の処理回
路である。第２図および第３図に示されるごと
く、渦検出部４には振動室７が形成されており、
この振動室７には、渦発生体２の近傍に発生した
渦によつて振動する振動子８が設けられている。
この振動子８は、第４図に示す如く、渦の圧力変
化が作用する振動板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わ
せるための一対のスパンバンド１０１および１０
２と、このスパンバンド１０１，１０２の固定端
となる枠部１１とがほぼ一定の厚さの一枚の金属
板から成形されてなる。なお、１２１および１２
２は前記開口３１および３２にそれぞれ連通する
導圧孔で、渦の圧力変化を振動板９へ導くための
ものである。また、信号処理回路６は、発光素子
１３、受光素子１４および波形成形回路１５とよ
り構成される。 次に、第１図ないし第５図を参照して動作を説
明する。管路１の所定個所に取り付けられた渦発
生体２の両側面近傍にカルマン渦が発生すると、
この渦による圧力が開口３１、導圧孔１２１、ま
たは開口３２、導圧孔１２２を介して振動板９に
伝えられ、これによつて振動板９が変位する。こ
の渦は、渦発生体２の両側面近傍に交互に発生す
るので、この渦によつて振動板９は一対のスパン
バンド１０１および１０２の回りにねじり振動を
行う。この振動板９には、信号処理回路６の発光
素子１３からの光が光フアイバ５１を介して導入
され、この導入光は振動板９の表面で反射し、光
フアイバ５２を介して受光素子１４へ与えられ
る。なお、この受光素子１４への入射光量は、振
動板９の変位に応じて変化するので、振動板９の
一往復に対応した信号が得られ、これによつて渦
周波数を検出することができる。

【発明が解決しようとする問題点】

定常状態において受光素子１４によつて検出さ
れる信号は、例えば第５図Ａに示すように、振動
板の静止時の平衡位置に対応した一定の直流成分
にほぼ対称な波形となる。しかし、流量が低流量
から高流量に流量が急変する過渡状態では前記振
動子８の振動板９の質量とスパンバンド１０１お
よび１０２のねじりバネ定数で決まる固有振動数
で共振を生じ、例えば第５図Ａに示すように流量
が変化する過渡時に波形が乱れ、渦を検出できな
くなる欠点があつた。なお、第７図において、特
性線Ａで示すように、この場合には、振動子のね
じり振動の周波数特性には共振点が存在してい
る。 本発明は簡単な方法でしかも過渡時にも確実に
渦を検出できるようにしたカルマン渦流量計を提
供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

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、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、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、さらに、前
記スパンバンド部にダンピングを加えるダンピン
グ材を設けたことを特徴とする。

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 第６図は本発明の一実施例を示す振動子の概略
図である。なお、渦検出部等の他の部分は第１図
または第２図及び第３図の如く構成され、ここに
は振動子のみが示されている。 第６図において、９，１０１および１０２は第
１図または第２図に示した振動板、スパンバンド
と同じである。１６はこのスパンバンド１０１，
１０２の表面に塗付したダンピング材で、例えば
ゴム質等の粘弾性体である。このようにスパンバ
ンド部分にダンピングを加えることにより、実験
の結果、この振動子のねじり振動の周波数特性
は、第７図において特性線Ｂで示す如く、共振点
がほぼなくなるので、過渡時でも完全に渦の圧力
変動に追ずいして振動するようになることが判明
した。さらに、第５図Ｂに示すように、本発明に
よれば、流量の変化する過渡時に波形が乱ること
がなくなり、従つて渦を検出できなくなるという
ことがなくなつた。このようにして、本発明にお
いては、振動子８は少なくとも渦周波数範囲内で
の共振が防止される。 第８は他の実施例を示す概略図である。この例
で第７図と異なる点は、振動子８のスパンバンド
１０１および１０２にダンピング材を塗付する代
わりに、このスパンバンド１０１，１０２を収納
する渦検出部４に設けたスパンバンドの収納室１
７１および１７２内全てにダンピング材１８を充
填するよう構成した点にある。このような構成に
よれば、振動子の捩り振動の共振を押えることが
できる他、振動子の垂直および水平方向へのたわ
み振動をも防止することができ、外部振動の影響
を無くすことができる利点がある。なお、この実
施例においては、ダンピング材１８としてはたと
えばシリコンゴムを使用することができる。 なお、このダンピングを加える構成は、本実施
例に限るものではなく、いくつかの方法を並用し
ても良く、振動子のねじり振動の共振を防止でき
れば良い。

【発明の効果】

本発明によれば、渦の圧力でスパンバンドで保
持した振動部材からなる振動子を振動させる際こ
のスパンバンドに減衰を付加したので、流量急変
時でも渦周波と振動子の共振周波数との干渉が無
くなり、過渡時の流量変化を精度良く計測でき、
実用上有効である。また、このスパンバンドの収
納室内を完全にダンピング材で充テンして減衰を
付加したので、スパンバンドのたわみ振動をも押
えることができ、外部振動の影響を一そう少さく
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件出願人によつて提案されたカルマ
ン渦流量計の全体構成図、第２図および第３図は
その渦検出装置を示す概略図、第４図はその振動
子の平面断面図、第５図は流量計の出力信号特性
図、第６図は本発明の一実施例の要部の概略平面
断面図、第７図は流量計の周波数特性図、第８図
は本発明の他の実施例の概略構成図である。 ２……渦発生体、４……渦検出部、５……光フ
アイバ、６……信号処理回路、７……振動室、８
……振動子、９……振動板、１０１，１０２……
スパンバンド、１６，１８……ダンピング材。

Claims (1)

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１０１，１０２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７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、 さらに、前記スパンバンド部にダンピングを加
   えるダンピング材を設けた、 ことを特徴とするカルマン渦流量計。