JPS632451B2 - - Google Patents
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- JPS632451B2 JPS632451B2 JP57066331A JP6633182A JPS632451B2 JP S632451 B2 JPS632451 B2 JP S632451B2 JP 57066331 A JP57066331 A JP 57066331A JP 6633182 A JP6633182 A JP 6633182A JP S632451 B2 JPS632451 B2 JP S632451B2
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- columnar body
- downstream
- upstream
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- 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
-
- 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
-
- 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
- G01—MEASURING; TESTING
- 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)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、流体の流れの中に垂直に挿入され
る柱状物体の下流に規則的に発生するカルマン渦
列の周波数から流体の流速または流量を検出する
カルマン渦流量計に関する。
る柱状物体の下流に規則的に発生するカルマン渦
列の周波数から流体の流速または流量を検出する
カルマン渦流量計に関する。
一般に、この種流量計は、低流速域では渦の発
生が不安定となり、精度良く計測できないという
問題点がある。そのため、渦を発生する柱状物体
について各種の形状が提案されているが、渦が発
生し易い形状は一般に圧力損失も大きくなつてし
まうので、できるだけ圧力損失が小さく、かつ安
定な渦を発生しうる柱状物体の出現が望まれてい
る。また、低流速域では、発生する渦は非常に弱
くSN比も悪いので、高感度のセンサが必要であ
るばかりでなく波形処理も複雑となるが、これら
の安定性が計測精度に及ぼす影響が大きいので、
できるだけ強い渦を発生するとともに流体中の外
乱の影響を受けず、SN比良く渦を検出できる構
造にすることが必要である。
生が不安定となり、精度良く計測できないという
問題点がある。そのため、渦を発生する柱状物体
について各種の形状が提案されているが、渦が発
生し易い形状は一般に圧力損失も大きくなつてし
まうので、できるだけ圧力損失が小さく、かつ安
定な渦を発生しうる柱状物体の出現が望まれてい
る。また、低流速域では、発生する渦は非常に弱
くSN比も悪いので、高感度のセンサが必要であ
るばかりでなく波形処理も複雑となるが、これら
の安定性が計測精度に及ぼす影響が大きいので、
できるだけ強い渦を発生するとともに流体中の外
乱の影響を受けず、SN比良く渦を検出できる構
造にすることが必要である。
この種従来装置のうち、比較的低流速（流量）
域から高速域にわたり渦を発生する柱状物体とし
て、例えば断面等脚台形状の柱状体をその下底部
を流れ方向に向けて配置するものが知られている
が、この装置は流れが衝突する面が平板状である
ため、圧力損失が大きいという欠点がある。ま
た、他の従来装置として渦を発生するための柱状
体を複数個流れ方向に一定の間隔を保つて配置す
る方法があるが、これは装置が複雑になるばかり
でなく、コスト高になるという欠点がある。
域から高速域にわたり渦を発生する柱状物体とし
て、例えば断面等脚台形状の柱状体をその下底部
を流れ方向に向けて配置するものが知られている
が、この装置は流れが衝突する面が平板状である
ため、圧力損失が大きいという欠点がある。ま
た、他の従来装置として渦を発生するための柱状
体を複数個流れ方向に一定の間隔を保つて配置す
る方法があるが、これは装置が複雑になるばかり
でなく、コスト高になるという欠点がある。
第１図は従来の流量計の一例を示す概略図であ
る。
る。
すなわち、同図に示されるものは、流れ方向に
間隔を保つて配置した二つの柱状体K1，K2のう
ち下流の柱状体K2を平板とし、渦を発生する上
流の柱状体K1を三角形状とするものである。こ
のような三角形状の柱状体は、流れに対して略流
線形を形成するため圧力損失は小さいという利点
はある。
間隔を保つて配置した二つの柱状体K1，K2のう
ち下流の柱状体K2を平板とし、渦を発生する上
流の柱状体K1を三角形状とするものである。こ
のような三角形状の柱状体は、流れに対して略流
線形を形成するため圧力損失は小さいという利点
はある。
しかしながら、この第１図に示した柱状体は、
渦が発生しにくく、特に低流速域の測定には難点
がある。また、渦の検出を柱状体の下流でおこな
うので、管路内に脈動等がある場合には流速や圧
力の変動がノイズとなり、精度良く渦を検出でき
ないという欠点もある。
渦が発生しにくく、特に低流速域の測定には難点
がある。また、渦の検出を柱状体の下流でおこな
うので、管路内に脈動等がある場合には流速や圧
力の変動がノイズとなり、精度良く渦を検出でき
ないという欠点もある。
この発明はこれらの点に鑑みなされたもので、
圧力損失がより少なく、かつ低流速域でも強い渦
を規則的に発生しうる渦発生体を備えたカルマン
渦流量計を提供することを目的とする。
圧力損失がより少なく、かつ低流速域でも強い渦
を規則的に発生しうる渦発生体を備えたカルマン
渦流量計を提供することを目的とする。
さらに他の目的は、発生した渦を流体中の外乱
による影響を受けずに精度良く（SN比良く）検
出しうるカルマン渦流量計を提供するにある。
による影響を受けずに精度良く（SN比良く）検
出しうるカルマン渦流量計を提供するにある。
このような目的を達成するために、この発明
は、渦を発生させるための前記柱状体を、断面が
ほぼ二等辺三角形状の上流柱状体と、断面がほぼ
等脚台形状の下流柱状体とから構成し、 断面形状からみた上流柱状体の底辺部と下流柱
状体の下底部との長さを互いに等しく形成し、し
かもこれらの底辺部と下底部とを互いに平行でか
つ所定の間隔をもつて流体の流れ方向と直角に配
置するとともに、 前記上流柱状体の断面ほぼ二等辺三角形の頂角
αを、90゜≦α≦120゜に、 前記下流柱状体の断面ほぼ等脚台形状の等脚の
なす角度βを、β≦40゜に、 前記上流柱状体の底辺部の長さをｄとした際の
下流柱状体のほぼ等脚台形の高さｈを、ｈ≦ｄ／
２に、 前記上流柱状体と下流柱状体との間隔ｌを、 0.2d≦ｌ≦0.3dに、 それぞれ設定したことを特徴とする。
は、渦を発生させるための前記柱状体を、断面が
ほぼ二等辺三角形状の上流柱状体と、断面がほぼ
等脚台形状の下流柱状体とから構成し、 断面形状からみた上流柱状体の底辺部と下流柱
状体の下底部との長さを互いに等しく形成し、し
かもこれらの底辺部と下底部とを互いに平行でか
つ所定の間隔をもつて流体の流れ方向と直角に配
置するとともに、 前記上流柱状体の断面ほぼ二等辺三角形の頂角
αを、90゜≦α≦120゜に、 前記下流柱状体の断面ほぼ等脚台形状の等脚の
なす角度βを、β≦40゜に、 前記上流柱状体の底辺部の長さをｄとした際の
下流柱状体のほぼ等脚台形の高さｈを、ｈ≦ｄ／
２に、 前記上流柱状体と下流柱状体との間隔ｌを、 0.2d≦ｌ≦0.3dに、 それぞれ設定したことを特徴とする。
すなわち、カルマン渦を発生させるための柱状
体を上流、下流の２つの柱状体で構成し、流体の
流れ方向に一定の間隔を保つて配置する場合にお
いて、圧力損失を少なくすべく上流柱状体の断面
形状をほゞ二等辺三角形としたとき、下流柱状体
の形状に応じて渦の発生およびその安定性がどの
ように変化するかについて実験を重ねた結果、そ
の断面形状がほゞ等脚台形であるとき最も良好な
特性が得られることが判明した。この発明は、か
かる実験結果にもとづいて柱状体の形状および配
置を決定し、上記の如き目的を達成しようとする
ものである。
体を上流、下流の２つの柱状体で構成し、流体の
流れ方向に一定の間隔を保つて配置する場合にお
いて、圧力損失を少なくすべく上流柱状体の断面
形状をほゞ二等辺三角形としたとき、下流柱状体
の形状に応じて渦の発生およびその安定性がどの
ように変化するかについて実験を重ねた結果、そ
の断面形状がほゞ等脚台形であるとき最も良好な
特性が得られることが判明した。この発明は、か
かる実験結果にもとづいて柱状体の形状および配
置を決定し、上記の如き目的を達成しようとする
ものである。
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２図はこの発明による流量計を示す全体構成
図、第２Ａ図は第２図の矢印Ａ，A′に沿う断面
図、第３図は流れの方向から見た流量計の断面
図、第３Ａ図は第３図における振動板を拡大して
示す平面図、第４〜９図は流量計の特性を説明す
るための特性説明図である。
図、第２Ａ図は第２図の矢印Ａ，A′に沿う断面
図、第３図は流れの方向から見た流量計の断面
図、第３Ａ図は第３図における振動板を拡大して
示す平面図、第４〜９図は流量計の特性を説明す
るための特性説明図である。
第２図または第２Ａ図において、１は管路、２
は断面がほゞ二等辺三角形状の上流柱状体、３は
断面がほゞ等脚台形状の下流柱状体で、上流柱状
体２の断面三角形の底辺部と下流柱状体３の断面
台形の下底部とを流体の流れ方向に所定の間隔ｌ
を保つて互いに平行となるように設置するととも
に流れに対して垂直に挿入し、上流柱状体２と下
流柱状体３との流れ方向に直角な投影長さ、すな
わち代表長さd1，d2をほゞ等しく形成する。な
お、第２Ａ図において、αは断面三角形の頂角、
βは断面台形の等脚のなす角度、ｈは該台形の高
さを示し、これらの値も後述する如く所定の値に
選定される。また、４ａ，４ｂは下流柱状体３の
軸方向端部近傍の両側面に設けられ、発生した渦
の圧力を導くための開口である。５は渦検出装置
で、該開口４ａ，４ｂからの渦の圧力変化に応動
する振動板６を備えている。該振動板６は、第３
Ａ図に示されるように厚さ20μ前後の薄い金属か
らなり、渦の圧力が作用する振動子６ａと、この
振動子６ａ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６ｂ，６b′と、このスパンバンドの固定
部となる枠部６ｃとがほゞ一定厚さの一枚の金属
板から一体に成形され、上記振動子６ａ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６ｂおよび６b′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子６ａが変位するよ
うに極力低くし、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、６ｄ，６d′は打ち抜
き部である。第３図に示される７は、該振動板６
を収納するハウジングで、下部プレート７ａと上
部プレート７ｂとより構成されている。この下部
プレート７ａ、上部プレート７ｂにはそれぞれ振
動板６の形状に対応したほゞ同一形状の凹溝が対
向して設けられており、下流柱状体３のフランジ
８の上に下部プレート７ａ、振動板６および上部
プレート７ｂを順次積層することにより振動板６
が保持されるとともに、部屋または振動室９が形
成される。また、１０は振動板６の角度変位を検
出するための光フアイバで、往復２本の光路１０
ａ，１０ｂを有し、各光軸を振動板６の振動子６
ａの上面にほゞ垂直に対向させて、部屋９の壁面
に開口している。すなわち、光フアイバ１０等か
らなる光学系は全て部屋９内に設けられており、
これによつて流体と直接に接触しないようにされ
ている。また、この光フアイバ１０の他端には、
発光素子１１ａおよび受光素子１１ｂが設けられ
ている。なお、１１は発光素子１１ａ、受光素子
１１ｂおよび図示されない信号処理回路等からな
る検出回路部である。
は断面がほゞ二等辺三角形状の上流柱状体、３は
断面がほゞ等脚台形状の下流柱状体で、上流柱状
体２の断面三角形の底辺部と下流柱状体３の断面
台形の下底部とを流体の流れ方向に所定の間隔ｌ
を保つて互いに平行となるように設置するととも
に流れに対して垂直に挿入し、上流柱状体２と下
流柱状体３との流れ方向に直角な投影長さ、すな
わち代表長さd1，d2をほゞ等しく形成する。な
お、第２Ａ図において、αは断面三角形の頂角、
βは断面台形の等脚のなす角度、ｈは該台形の高
さを示し、これらの値も後述する如く所定の値に
選定される。また、４ａ，４ｂは下流柱状体３の
軸方向端部近傍の両側面に設けられ、発生した渦
の圧力を導くための開口である。５は渦検出装置
で、該開口４ａ，４ｂからの渦の圧力変化に応動
する振動板６を備えている。該振動板６は、第３
Ａ図に示されるように厚さ20μ前後の薄い金属か
らなり、渦の圧力が作用する振動子６ａと、この
振動子６ａ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６ｂ，６b′と、このスパンバンドの固定
部となる枠部６ｃとがほゞ一定厚さの一枚の金属
板から一体に成形され、上記振動子６ａ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６ｂおよび６b′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子６ａが変位するよ
うに極力低くし、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、６ｄ，６d′は打ち抜
き部である。第３図に示される７は、該振動板６
を収納するハウジングで、下部プレート７ａと上
部プレート７ｂとより構成されている。この下部
プレート７ａ、上部プレート７ｂにはそれぞれ振
動板６の形状に対応したほゞ同一形状の凹溝が対
向して設けられており、下流柱状体３のフランジ
８の上に下部プレート７ａ、振動板６および上部
プレート７ｂを順次積層することにより振動板６
が保持されるとともに、部屋または振動室９が形
成される。また、１０は振動板６の角度変位を検
出するための光フアイバで、往復２本の光路１０
ａ，１０ｂを有し、各光軸を振動板６の振動子６
ａの上面にほゞ垂直に対向させて、部屋９の壁面
に開口している。すなわち、光フアイバ１０等か
らなる光学系は全て部屋９内に設けられており、
これによつて流体と直接に接触しないようにされ
ている。また、この光フアイバ１０の他端には、
発光素子１１ａおよび受光素子１１ｂが設けられ
ている。なお、１１は発光素子１１ａ、受光素子
１１ｂおよび図示されない信号処理回路等からな
る検出回路部である。
動作について説明する。
例えば、第３図において、下流柱状体３の右側
（開口４ｂ側）に渦１２が発生すると、開口４ｂ
付近の圧力は反対側の開口４ａ付近よりも低下す
るので、この開口４ｂに連通した部屋９の圧力も
右側が左側よりも低くなる。ここで、振動子６ａ
の回転軸の回りの力の平衡を考えると、その上面
に加わる力は全面にわたつてほゞ一定であるが、
下面に加わる圧力はこの場合は左側より右側の方
が低いので、結局、振動子６ａにはこの圧力差に
対応した時計方向のモーメントが作用し、これに
より振動子６ａが時計方向に回転する。なお、こ
の回転は振動室９の底面と上面とによりその振幅
が規制される。次いで、下流柱状体３の反対側
（開口４ａ側）に渦が発生すると、圧力関係が上
記とは逆になることから振動子６ａが反時計方向
に変位するが、この場合も同様にして振幅が規制
される。すなわち、振動板６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９で規制されるため、渦の圧力が変化
しても振幅はほゞ一定に保たれることになる。振
動子６ａは、その回転中心軸の回りにほゞ質量の
平衡が保たれているので、外部振動による慣性力
は回転軸のまわりでは打ち消され、したがつて外
部振動によつてねじり振動を生じることはない。
また、スパンバンド６ｂ，６b′には常時張力が加
わつているので、振動板６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、渦の
検出感度を低下させることなく耐振性を向上でき
る効果が得られる。振動周波数の検出は、この場
合は光フアイバ１０によつて振動板６の上面にお
ける反射光量の変化を検出することにより行な
う。すなわち、光フアイバは２つの光路１０ａ，
１０ｂを有しており、振動子６ａに対向してこの
２つの光路を配設するとともに、この光軸をほゞ
垂直となるように設置する。したがつて、振動子
６ａからの反射光は、その回転変位に伴なつて減
少するので、振動子６ａの一往復の振動によつて
受光素子１１ｂからは２つの光パルス出力が得ら
れることになる。なお、振動子６ａの変位はほゞ
一定に規制されるので、光出力もほゞ一定とな
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。
（開口４ｂ側）に渦１２が発生すると、開口４ｂ
付近の圧力は反対側の開口４ａ付近よりも低下す
るので、この開口４ｂに連通した部屋９の圧力も
右側が左側よりも低くなる。ここで、振動子６ａ
の回転軸の回りの力の平衡を考えると、その上面
に加わる力は全面にわたつてほゞ一定であるが、
下面に加わる圧力はこの場合は左側より右側の方
が低いので、結局、振動子６ａにはこの圧力差に
対応した時計方向のモーメントが作用し、これに
より振動子６ａが時計方向に回転する。なお、こ
の回転は振動室９の底面と上面とによりその振幅
が規制される。次いで、下流柱状体３の反対側
（開口４ａ側）に渦が発生すると、圧力関係が上
記とは逆になることから振動子６ａが反時計方向
に変位するが、この場合も同様にして振幅が規制
される。すなわち、振動板６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９で規制されるため、渦の圧力が変化
しても振幅はほゞ一定に保たれることになる。振
動子６ａは、その回転中心軸の回りにほゞ質量の
平衡が保たれているので、外部振動による慣性力
は回転軸のまわりでは打ち消され、したがつて外
部振動によつてねじり振動を生じることはない。
また、スパンバンド６ｂ，６b′には常時張力が加
わつているので、振動板６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、渦の
検出感度を低下させることなく耐振性を向上でき
る効果が得られる。振動周波数の検出は、この場
合は光フアイバ１０によつて振動板６の上面にお
ける反射光量の変化を検出することにより行な
う。すなわち、光フアイバは２つの光路１０ａ，
１０ｂを有しており、振動子６ａに対向してこの
２つの光路を配設するとともに、この光軸をほゞ
垂直となるように設置する。したがつて、振動子
６ａからの反射光は、その回転変位に伴なつて減
少するので、振動子６ａの一往復の振動によつて
受光素子１１ｂからは２つの光パルス出力が得ら
れることになる。なお、振動子６ａの変位はほゞ
一定に規制されるので、光出力もほゞ一定とな
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。
ここで、断面二等辺三角形状の上流柱状体の頂
角α、断面等脚台形状の下流柱状体の等脚のなす
角βおよび高さｈ、これら２つの柱状体の間隔ｌ
および流れ方向の代表長さd1，d2等の各デイメン
ジヨンが渦の発生およびその安定性に及ぼす影響
について、実験の結果明らかになつた点を以下に
説明する。
角α、断面等脚台形状の下流柱状体の等脚のなす
角βおよび高さｈ、これら２つの柱状体の間隔ｌ
および流れ方向の代表長さd1，d2等の各デイメン
ジヨンが渦の発生およびその安定性に及ぼす影響
について、実験の結果明らかになつた点を以下に
説明する。
(1) 上流と下流の柱状体の代表長さがほぼ等しい
（d1＝d2≡ｄ）とき最も安定な渦が発生し、SN
の比良く渦を検出することができる。
（d1＝d2≡ｄ）とき最も安定な渦が発生し、SN
の比良く渦を検出することができる。
(2) 上流柱状体の二等辺三角形の頂角αは90゜
α120゜のとき、圧力損失が小さく、かつ渦検
出波形が安定となる。頂角αがこれ以下では渦
周波数より低い周波数成分のノイズを生じ、ま
た、大きくなると同様にノイズを生じ、かつ圧
力損失も大きい。
α120゜のとき、圧力損失が小さく、かつ渦検
出波形が安定となる。頂角αがこれ以下では渦
周波数より低い周波数成分のノイズを生じ、ま
た、大きくなると同様にノイズを生じ、かつ圧
力損失も大きい。
(3) 下流柱状体の等脚台形の高さｈをｈｄ／２と
し、等脚のなす角βをβ40゜とすると、低流速
域においても渦を検出することができ、かつ直線
性が良い。即ち、第４図および第５図に示される
実験結果からも明らかなように、β40゜かつｈ
0.5dとすると、ストローハル数（＝渦周波数×
代表長さ／流速）がほゞ一定となり、±３％以下
の実用的特性が得られる。
域においても渦を検出することができ、かつ直線
性が良い。即ち、第４図および第５図に示される
実験結果からも明らかなように、β40゜かつｈ
0.5dとすると、ストローハル数（＝渦周波数×
代表長さ／流速）がほゞ一定となり、±３％以下
の実用的特性が得られる。
(4) 上流、下流の柱状体の間隔ｌは、0.2d〜0.3d
に選定すると計測範囲が広く、かつ直線性が良
い。すなわち、第６図に示されるように間隔ｌ
がこの範囲のとき渦を検出できる流速が最も小
さく、かつ第７図に示される如く高流速域の直
線性が向上することがわかる。
に選定すると計測範囲が広く、かつ直線性が良
い。すなわち、第６図に示されるように間隔ｌ
がこの範囲のとき渦を検出できる流速が最も小
さく、かつ第７図に示される如く高流速域の直
線性が向上することがわかる。
第８，９図は以上の結果に基いて設計された流
量計の特性の一例を示す説明図である。この例
は、上流の二等辺三角の頂角αをα＝90゜、下流
の等脚台形の高さｈをｈ＝ｄ／３、等脚のなす角
βをβ＝40゜とした場合である。なお、これらの
図に示されるものは大気圧の空気を測定したもの
であるが、特に第８図からは、流速が1m／ｓ〜
60m／ｓ以上の広い範囲で±３％以下の直線性が
保たれ、実用的特性が得られることがわかる。ま
た、第９図からも明らかなように、柱状体の代表
長さを等しくするものであつても、断面形状を単
に等脚台形とする従来の流量計と、この発明の如
く構成される流量計とではその圧力損失がそれぞ
れ同図の曲線Ｘ，Ｙで示される如く異なる。つま
りこの発明によれば、その圧力損失を約半分に低
減できることがわかる。なお、同図Ｙで示される
ものがこの発明による特性曲線である。
量計の特性の一例を示す説明図である。この例
は、上流の二等辺三角の頂角αをα＝90゜、下流
の等脚台形の高さｈをｈ＝ｄ／３、等脚のなす角
βをβ＝40゜とした場合である。なお、これらの
図に示されるものは大気圧の空気を測定したもの
であるが、特に第８図からは、流速が1m／ｓ〜
60m／ｓ以上の広い範囲で±３％以下の直線性が
保たれ、実用的特性が得られることがわかる。ま
た、第９図からも明らかなように、柱状体の代表
長さを等しくするものであつても、断面形状を単
に等脚台形とする従来の流量計と、この発明の如
く構成される流量計とではその圧力損失がそれぞ
れ同図の曲線Ｘ，Ｙで示される如く異なる。つま
りこの発明によれば、その圧力損失を約半分に低
減できることがわかる。なお、同図Ｙで示される
ものがこの発明による特性曲線である。
以上述べたように、この発明によれば、渦を発
生するための柱状物体を従来装置のように、単一
の等脚台形とするものや二等辺三角形の柱状体と
平板とを一定の間隔を保つて配置するものと異な
り、流れ方向の投影長さが等しい断面二等辺三角
形状の上流柱状体と、同じく等脚台形状の下流柱
状体とを一定の間隔を保つて全体的にほぼ五角形
状に配置し、かつ最適なデイメンジヨンを実験結
果にもとづいて定めたので圧力損失が小さく、か
つ広い計測範囲で直線性の良い特性が得られる。
また、渦を検出する方法として従来装置のごとく
渦の検出センサを一対の柱状体の下流に配置する
のと異なり、下流柱状体の流れ方向に面した両側
面に渦の圧力変化を導く開口を設け、この開口を
介して圧力差を検出するようにしたので、流体の
脈動による圧力変動の影響を受けずに広い流速範
囲にわたりSN比良く渦を検出することができる。
生するための柱状物体を従来装置のように、単一
の等脚台形とするものや二等辺三角形の柱状体と
平板とを一定の間隔を保つて配置するものと異な
り、流れ方向の投影長さが等しい断面二等辺三角
形状の上流柱状体と、同じく等脚台形状の下流柱
状体とを一定の間隔を保つて全体的にほぼ五角形
状に配置し、かつ最適なデイメンジヨンを実験結
果にもとづいて定めたので圧力損失が小さく、か
つ広い計測範囲で直線性の良い特性が得られる。
また、渦を検出する方法として従来装置のごとく
渦の検出センサを一対の柱状体の下流に配置する
のと異なり、下流柱状体の流れ方向に面した両側
面に渦の圧力変化を導く開口を設け、この開口を
介して圧力差を検出するようにしたので、流体の
脈動による圧力変動の影響を受けずに広い流速範
囲にわたりSN比良く渦を検出することができる。
第１図はカルマン渦流量計の従来例を示す概略
図、第２図はこの発明による渦流量計を示す全体
構成図、第２Ａ図は第２図の矢印Ａ，A′に沿う
断面図、第３図は流れの方向から見た流量計の断
面図、第３Ａ図は第３図における振動板を拡大し
て示す平面図、第４〜９図は流量計の特性を示す
特性説明図である。 符号説明、１……管路、２……上流柱状体、３
……下流柱状体、４ａ，４ｂ……開口、５……渦
検出装置、６……振動板、６ａ……振動子、６
ｂ，６b′……スパンバンド、６ｃ……枠部、６
ｄ，６d′……打ち抜き部、７……ハウジング、７
ａ……下部プレート、７ｂ……上部プレート、８
……フランジ、９……部屋、１０，１０ａ，１０
ｂ……光フアイバ、１１……検出回路部、１１ａ
……発光素子、１１ｂ……受光素子、１２……
渦、α……上流柱状体の頂角、β……下流柱状体
の等脚部によつて形成される角度、ｈ……下流柱
状体の断面等脚台形の高さ、ｌ……上流柱状体と
下流柱状体との間隔、d1，d2……上流、下流柱状
体の代表長さ。
図、第２図はこの発明による渦流量計を示す全体
構成図、第２Ａ図は第２図の矢印Ａ，A′に沿う
断面図、第３図は流れの方向から見た流量計の断
面図、第３Ａ図は第３図における振動板を拡大し
て示す平面図、第４〜９図は流量計の特性を示す
特性説明図である。 符号説明、１……管路、２……上流柱状体、３
……下流柱状体、４ａ，４ｂ……開口、５……渦
検出装置、６……振動板、６ａ……振動子、６
ｂ，６b′……スパンバンド、６ｃ……枠部、６
ｄ，６d′……打ち抜き部、７……ハウジング、７
ａ……下部プレート、７ｂ……上部プレート、８
……フランジ、９……部屋、１０，１０ａ，１０
ｂ……光フアイバ、１１……検出回路部、１１ａ
……発光素子、１１ｂ……受光素子、１２……
渦、α……上流柱状体の頂角、β……下流柱状体
の等脚部によつて形成される角度、ｈ……下流柱
状体の断面等脚台形の高さ、ｌ……上流柱状体と
下流柱状体との間隔、d1，d2……上流、下流柱状
体の代表長さ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体の流れの中に挿入される柱状体の近傍に
発生するカルマン渦列の周波数から流速または流
量を計測するカルマン渦流量計において、 渦を発生させるための前記柱状体を、断面がほ
ぼ二等辺三角形状の上流柱状体と、断面がほぼ等
脚台形状の下流柱状体とから構成し、 断面形状からみた上流柱状体の底辺部と下流柱
状体の下底部との長さを互いに等しく形成し、し
かもこれらの底辺部と下底部とを互いに平行でか
つ所定の間隔をもつて流体の流れ方向と直角に配
置するとともに、 前記上流柱状体の断面ほぼ二等辺三角形の頂角
αを、90゜≦α≦120゜に、 前記下流柱状体の断面ほぼ等脚台形状の等脚の
なす角度βを、β≦40゜に、 前記上流柱状体の底辺部の長さをｄとした際の
下流柱状体のほぼ等脚台形の高さｈを、ｈ≦ｄ／
２に、 前記上流柱状体と下流柱状体との間隔ｌを、 0.2d≦ｌ≦0.3dに、 それぞれ設定した、 ことを特徴とするカルマン渦流量計。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066331A JPS58184512A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | カルマン渦流量計 |
| 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 |
| 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066331A JPS58184512A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | カルマン渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184512A JPS58184512A (ja) | 1983-10-28 |
| JPS632451B2 true JPS632451B2 (ja) | 1988-01-19 |
Family
ID=13312751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57066331A Granted JPS58184512A (ja) | 1981-11-10 | 1982-04-22 | カルマン渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184512A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477744U (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-07 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62121135U (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-31 | ||
| JPS62289729A (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-16 | Fuji Electric Co Ltd | カルマン渦流量計 |
| CA2529392C (en) | 2003-07-02 | 2012-10-16 | Ansell Healthcare Products Llc | Textured surface coating for gloves and method of making |
| US7378043B2 (en) | 2005-01-12 | 2008-05-27 | Ansell Healthcare Products Llc | Latex gloves and articles with geometrically defined surface texture providing enhanced grip and method for in-line processing thereof |
| WO2015077819A1 (en) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Ansell Limited | Effervescent texturing |
| CN107529837B (zh) | 2015-03-10 | 2019-11-01 | 安塞尔有限公司 | 具有耐磨腈涂层的带衬手套 |
-
1982
- 1982-04-22 JP JP57066331A patent/JPS58184512A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477744U (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58184512A (ja) | 1983-10-28 |
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