CN1130939A - 宽程流量的流体振荡器及具有这种振荡器的流体流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相对于纵向对称平面(p)对称的流体振荡器，该振荡器包括用于产生二维振荡流体射流的元件(10，14，16)，一个其前部(26)带有腔(40)的障碍物(24)，所述的腔受到振荡射流的扫射，以及一个处于自由空间(38)中的纵向元件(54，58，60，62)，所述自由空间位于所述障碍物的下游，以便部分地将所述空间分成两个相同的区域(38a，38b)，同时在这两个相同的区域之间设置至少一个流体连接通路(56，64，66，68)。本发明还涉及包括这种流体振荡器的流体流量计。

Description

宽程流量的流体振荡器及具有 这种振荡器的流体流量计
本发明涉及的是流体振荡器和具有这种流体振荡器的流动液体或气体的流体流量计。
多年以来，市场上出现的流量计都含有流体振荡器，这些流量计与传统的涡流式或膜片式流量计的不同处在于其运行不会随时间推移而出现任何运动部件的磨损。
这些流体振荡器的尺寸可以很小，结构可以很简单，而且可靠性也很好。此外，这些振荡器还传送出可以很容易被转换成数字信号的频率信号，这对于流量计的远距离读出特别有利。
在本发明人提出的法国专利申请No9205301中描述了一种相对于纵向对称平面为对称的流体振荡器，这种振荡器包括一个流体入口，该入口有一个宽度为d的输入开口。输入开口可以形成振荡二维流体射流。
流体振荡器包括一个称为振荡室的腔室，在该振荡室中二维流体射流可以进行振荡。该振荡室的各个壁彼此以纵向对称平面为准相对进行设置，振荡室通过第一端与流体输入开口相连通，而通过与第一端相对的第二端与流体输出开口相连通。流体的输入和输出开口沿着纵向对称平面对齐。
流体振荡器还有一个设置在振荡室中的与振荡室各壁一起构成若干侧向通道的障碍物，各侧向通道相对于纵向对称平面对称设置，以便使流体朝着流体振荡器的下游流动。
障碍物有一个前部和一个后部，前部的一个腔对着流体输入开口设置。后部对着流体输出开口设置，后部有一端与所述的流体输出开口一起限定出一个自由空间，所述通道与该空间连通，使流体朝流体振荡器的下游流动。
如此，流体射流从输入开口进入振荡室中，射流扫射腔壁，其作用在于既形成流体射流，又在所述前部的对面产生涡流，这些涡流交替变强和变弱，它们互相反相并与射流的振荡有关。
用例如这样的方法进行对流量的测定：在射流振荡期间测出射流对腔底的扫射，振荡频率正比于流体流量。
此时流体交替地朝着流体振荡器的下游流动排放，更确切地说通过设置在障碍物两侧的通道朝着所述的空间和所述的输出开口流动排放。
这样就定义了一个称作K的系数，该系数等于射流振荡频率相对于流体流量Q的比，例如当系数K的相对变化小于±1.5％时，则认为用在市场气体流量计中的流体振荡器在0.6到40m3/h的流量范围内是线性的。
对于每个流体振荡器来讲，人们用通过称为校准曲线的曲线表示的(如图1所示)系数K的相对变化与雷诺数Re的关系，来评价该流体振荡器的线性(Re等于振荡室输入开口右边的流体速度乘以该开口的宽度和除以所述流体的运动粘度)。
图1表示从某一个雷诺Re数值开始，校准曲线不再落在系数K的相对变化小于±1.5％的范围内，这表明了所述流体振荡器的非线性。
在振荡现象的每半个周期内，占用某一个侧向通道的流动流体流入自由空间，并被引向排放管道。
然而，流体流动引起另一个通道中的压力上升，该压力上升沿着涡流方向传播到上游，这样它就扰乱了上述涡流的振荡因而也扰乱了射流的振荡。这说明了图1校准曲线上显示出的偏差，并表明流体下游的流动对流体振荡器线性有影响。雷诺数越大则这种影响就越明显。
本发明所提出的流体振荡器和具有这种构思非常简单的流体振荡器的流量计的目的在于克服上述缺陷，所述流体振荡器的线性得到了改善，特别是在大流量时更是如此。
因此本发明的目的在于提供一种流体振荡器，这种振荡器对称于纵向对称平面P，它包括：用于产生相对于所述纵向对称平面P作横向振荡的二维流体射流的设备，用于形成所述涡流射流并用于使流体流向流体振荡器下游的设备，所述涡流受到下游流体流动的影响。
本发明的流体振荡器包括用于限制下游流体的流动对涡流振荡产生影响的设备。
更具体地说，完成本发明目的的流体振荡器包括：
一个有宽度为d的输入开口的、能形成二维振荡流体射流的流体入口，
一个通过其一端与流体输入开口相连，而通过其另一端与流体输出开口相连的振荡室，所述两个开口沿着纵向对称平面P对齐，振荡室的各内壁彼此设置在所述平面P的两侧，
一个设置在所述振荡室中的障碍物，该障碍物与振荡室的内壁一起构成了使流体朝着流体振荡器下游流动的通道，所述障碍物有一个前部和一个后部，在前部中开辟了一个面对着流体输入开口的腔，后部的设置面对着流体输出开口，障碍物的端部与所述的输出开口一起限定出一个自由空间，所述通道与该自由空间相连通。
用于限制下游流体的流动对涡流振荡产生影响的设备包括一个处于流体输入和输出开口连线上的纵向元件，该元件至少有一部分处于上面限定的自由空间内，以便部分地将该自由空间分成两个相同的区域，同时在所述的这两个区域之间设置至少一个流体连接通路，流体连接通路的通道中间截面处在纵向对称平面P中。
最好纵向元件有一个上游端以及另一个处于相反端的下游端，该下游端距流体输入开口的距离为8.5d到16.2d之间。根据本发明的第一实施方案，将连接通路设置在障碍物后部端头和纵向元件上游端之间，这些端部构成所述连接通路的边缘。
根据本发明的其它特点：
纵向元件大体呈T形，其横杆构成了连接通路若干边缘中的一个边缘；
纵向元件为具有若干侧面的形状，这些侧面从上游端延伸到下游端，每一个侧面与纵向对称平面P都形成了一个相同的连续减小的角度，
纵向元件为三角形，其顶点构成下游端。
在本发明该实施方案中，传送通路的通道截面形状基本为矩形，该截面垂直于流动方向。
根据本发明的第二实施方案，纵向元件构成一个从其上游端延伸到其下游端的隔板，该下游端与障碍物的后端部汇合，将连接通路设置在所述隔板中。
根据该实施方案的其它特点，
连接通路的通道截面形状基本为矩形，该截面垂直于流体流动方向；
连接通路的通道截面形状基本为椭圆形，该截面垂直于流体流动方向；
连接通路的通道截面形状为狭长椭圆形，该截面垂直于流体流动方向。
根据本发明的另一些特点：
连接通路的纵向尺寸与其宽度尺寸相符，宽度为0.5d到5d之间。
流体输入开口和连接通路中间横向平面之间的距离为7.5d到15d之间。
连接通路的横向尺寸为0.5d到5d之间。
本发明的另一个目的在于提供一种包括满足上述任一特征的流体振荡器的流动液体或气体的流体计数器。
本发明的其它特征和优点将根据下面结合附图对非限定性和说明性实例的描述得出，其中：
已经描述过的图1表示系统K随现有技术的流体振荡器的雷诺数R的相对变化，
图2为本发明第一实施方案的流体振荡器的顶视示意图；
图3为图2的流体振荡器局部透视示意图；
图4为表示图2的流体振荡器后部的另一实施方案的局部顶视示意图，
图5为图4的另一实施方案的透视示意图；
图6为表示图2的流体振荡器后部的又一实施方案的局部顶视示意图；
图7为图6的另一实施方案的透视示意图；
图8为本发明第二实施方案的流体振荡器后部的局部示意图，所述流体振荡器的前部与图2的相同；
图9和10为表示图8的流体振荡器后部的又一实施方案的局部透视示意图；
图11和12为本发明的流体振荡器前部在不同时刻处于过渡状态工作时的局部顶视示意图；
图13表示系数K随本发明的流体振荡器的雷诺数R的相对变化(实线)，以及系数K随现有技术的流体振荡器的雷诺数的相对变化(虚线)。
如图2到图10所示，总体上用标号1表示的本发明的流体振荡器有一个纵向对称平面P。
在该流体振荡器中流动的流体是气体，但也可以是液体。
如图2所示，流体从入口E进入流体振荡器中，该入口由一个静息室10和一个收敛形气道14构成，静息室与一个流体输入管道12相连通，收敛形气道的终端为矩形输入开口16。收敛形气道14使流体的速度加快，它的另一作用是形成振荡二维射流。
为此，与振荡室18的一端18a相连通的输入开口16的形状是高为如图3所示的h，宽为d的矩形，这两个尺寸的比值遵循普通技术人员公知的二维条件。
通常比值h/d约为6甚至大于6。
在下面的描述中，宽度d将构成基准单位。考虑到流动现象是二维的，本发明流体振荡器的各个构件将只在与流体射流的振荡平面相平行的平面中描述。
振荡的二维流体射流进入到振荡室18中，振荡室的一端18b与流体输出开口20相连通，而其相反的一端18a与流体输入开口16相连通。
流体输出开口20与流体排放管道22的输入开口相接。
如图2所示，流体输入和输出开口16和20按照纵向对称平面P对齐，而振荡室18相对于该平面对称。相对于纵向对称平面P对称的障碍物24被设置在振荡室18中，该障碍物有一个前部26和一个后部28，前部与流体输入开口16相距的距离Do为1d到10d之间，例如该距离为2.5d，后部28对着流体输出开口20，这两个前后部基本与所述纵向对称平面P垂直。
障碍物24的前部26的宽度Lo为5d到30d之间，例如该宽度可以为12d。
振荡室18的宽度Lc更长，在其平坦处安放障碍物的前部26；Lc可以在10d到50d之间，例如Lc可以为20d。
在图2中，将流体流动的两个对称通道C1，C2区别开来，这两个通道在纵向对称平面P的相对两侧。通道C1位于图2所示的纵向对称平面P的上方，它的第一长度部分处在障碍物24的前部26和振荡室18前壁29的一个部位29a之间，它的第二长度处在障碍物24的侧壁30，32中的一个壁30和所述振荡室的侧壁34，36中的一个壁34之间。
通道C2位于图2所示的纵向对称平面P的下方，它的第一长度部分处在障碍物24的前部26和振荡室18前壁29的一个部位29b之间，它的第二长度处在障碍物24的另一侧壁32和所述振荡室的另一侧壁36之间。
这两个通道C1，C2与障碍物24下游(相对于流体的流动方向)的自由空间38相连通，自由空间被限定在障碍物24后部28的一端24a和流体输出开口20之间。
这些通道的宽度大体为Lc-Lo的差。
将一个称作主腔40的腔室设在障碍物24的前部26中，该腔与输入开口16相对。该主腔40有一个入口，入口的宽度Le为2d到20d之间，例如为5d；主腔还具有大体形成V形的侧壁42和44，V形分支朝腔40的外部扩大开口。
壁42，44相对于对称平面P有一个张角a1，该角为0°到80°之间，a1最好在10°到45°之间，例如可以是45°。如图2所示，主腔40的侧壁42，44由大体呈抛物线的底46重新关闭。主腔40的底对着输入开口16，该底与该开口相距的距离为Df，Df为3d到15d之间。例如Df可以为6d。
射流进入振荡室18后以来回吹扫的运动扫射主腔40的壁和底。
伴随振荡室18中二维射流振荡的是在该射流两旁形成的涡流，这些涡流交替变强和变弱，它们是互相反相的并且与振荡有关。这些涡流主要处在障碍物24的前部26和室18的前壁29的部位29a和29b之间的空间内，输入开口16与该室18相连通。
在图2中，将两个称作次腔的腔50和52相对于对称平面P对称地设置在障碍物24的前部26中，这两个腔位于主腔40的两侧。这两个次腔50和52分别对着振荡室18的前壁29的部位29a和29b。
次腔50和52的顶视形状处于一个四边形中，该四边形的一个边为敞开的，以形成一个入口。所以次腔的形状与四边形的三个边相切。
侧壁相对于与对称平面P平行的一个平面的倾斜角可以取很大的值，如果装置的运行不因此而大大变化的话。
在图2中，次腔50，52的底部垂直于对称平面P，但也可以与该平面形成一个张角，该角可以高达+45°。
每一个次腔的入口的宽度Ls为1d到15d之间，例如为3.75d。
这两个次腔50，52的作用在于使涡流的径向延伸取决于射流流动状态。通过径向延伸，就可以了解所考虑的涡流中心和其外周之间的距离。
这些腔可以采用各种不同的几何形状来完成上述功能。
在湍流状态中，不论主腔4中的流体射流的冲击位置如何，在每个次腔5，52中都会形成次涡流。这些次涡流的强度足以使流体振荡器的整体运行方式与没有次腔的振荡器的运行方式相同。
次腔5，52能改善流体振荡器的线性，所以在层流状态和过渡状态特别有用。
这样，在过渡状态中，如图11和12所示，流体F射流的冲击对端点11和12之间的主腔26进行扫射，而伴随着振荡，障碍物24的前部和振荡室18的前壁29之间形成主涡流T1和T2。在图11中，射流的冲击到达点I1，因而涡流T1集中变强，涡流T2变弱。射流流体主要从通道C2沿着自由空间38流向障碍物24的下游。
在湍流状态中，两个次腔5，52中充满了交替变强和变弱的次涡流Ts1和Ts2，次涡流与主涡流的相位相反。但流量越小，这些次涡流的强度或集中程度也就越小。
因此在图11中所示的强的主涡流T1的径向延伸增加，这样，当流量减小时，逐步占领次腔50使次涡流Ts1减弱，最终全部消失。
反之，由射流流体的排出而引起的次涡流Ts2仍然处在次腔52中。
如图12所示，射流流体冲击在I2上，在此情况下是涡流T2出现了增大的径向延伸，当流量减小到足够低时，次涡流Ts2全部消失。当主涡流集中在一起变强时，这些主涡流在过渡状态时的径向延伸比湍流状态时的径向延伸大(因为在后一种状态时，两个次腔都由次涡流占据，可给予主涡流扩大的空间减小了)。主涡流的径向延伸越大，振荡频率就越小。
但在每半个振荡现象的周期内，对于所有的流动状态来讲，流体在占据了某一个流动通道C1、C2以后，流体流向障碍物24的下游到自由空间38中，而在另一个通道中引起压力增加，压力增加传播到振荡室18的上游，并影响涡流的振荡。
如果流动状态是湍流，这种影响就更明显。
为此，本发明的流体振荡器1包括用于限制流体下游的流动对涡流振荡造成影响的设备。
此外，本申请人还注意到这种影响不该全部消除。
这些设备包括一个图2到图7中用标号54、58、60和由图8到图1用标号62表示的纵向元件，该元件与流体的输入和输出开口16、2成一线，并且相对于平面P对称。
该纵向元件54、58、60、62至少部分处于自由空间38中，即该元件原则上可以有一部分进入到流体排放管道22中。但是，鉴于包括这种振荡器的流体流量计构成了易于装入到流体输入和排放管道12、22之间的紧凑单元，最好将纵向元件的位置限制在振荡室18中。
纵向元件54、58、60、62部分地将自由空间分成两个相同的区域38a和38b，这两个区域位于纵向对称平面P的两侧，通道C1、C2中的一个通道与这两个区域之一相连通。
用于限制流体下游的流动对涡流振荡造成影响的设备还包括一个由图2到图7的标号56和由图8到1标号64、66、68表示的连接通路，该通路设置在自由空间38的两个区域38a和38b之间，但该通路也可以考虑用若干连接通路。这种连接通路56、64、66、68具有让流体从中间通过的截面，该中间通道的截面处在纵向对称平面P中。
纵向元件54、58、60、62具有相反的两端54a和54b、58a和58b、6a和6b、62a和62b，所述的两端沿着对称平面P对齐，其中一端54a、58a、60a、62a称作上游端，另一端45b、58b、60b、62b称作下游端。下游端54b、58b、60b、62b距流体输入开口16的距离为8.5d到16.2d之间，例如等于16.2d。根据图2和3所示的本发明的第一实施方案，将连接通路56设置在障碍物24的后部28的端部24a和纵向元件54的上游端54a之间。这两个端部24a和54a沿着对称平面P对齐，它们限定了连接通路56的纵向尺寸，即宽度，而且构成了该连接通路的边缘。
连接通路56的另一纵向尺寸(高度)和障碍物24及流体输入开口16的纵向尺寸(即高度h)相同。
如图3所示，纵向元件54在射流振荡平面中的剖视图为大体T形的形状，它沿着流体的流动方向卧倒，T形的水平边对应于所述纵向元件54的上游端54a，在此处它甚至构成了连接通路的一个边。
这种形状的好处在于结构简单。
连接通路56的通道截面大体为矩形，它的取向垂直于流体的流动方向。
连接通路56的宽度为0.5d到5d之间，例如该宽度为1.8d。
确实，纵向元件的上游端54a不应该离障碍物24的后部28的端部24a太远，以便使来自通道C1，C2中的一个通道的流体的流动不能从一个区域转到另一个区域，因而不能干扰涡流的形成。
该上游端54a也不该为了不消除流体射流的振荡现象而离障碍物24太近。
流体输入开口16和连接通路56的中间横向平面之间的距离为7.5d到15d之间，例如为12.1d，所述的连接通路的中间横向平面与对称平面P及流体的流动方向垂直。
此外，连接通路56的横向尺寸与其高度相符，其值为0.5d到5d之间，例如为2.4d。
最好所设置的纵向元件54的上游端54a的横向尺寸大到足以能够避免流体的流动从一空间转到另一个空间。
最好纵向元件54的外形能使流体在它的侧壁上易于流动。
另外，由横条构成的连接通路56的边缘54a的纵向尺寸对应于它的厚度，其值为0.1d到4d之间，例如等于0.8d。
为了限制载荷的损失，还适宜于减小纵向元件54在其上游端54a的下游处的横向尺寸。
纵向元件沿着流体流动方向的纵向尺寸为0.5到8.2d之间，例如等于3.2d。
在振荡室18的自由空间38的两个区域38a和38b之间如此地设置连接通路56之后，来自某一通道，例如来自通道C1的流体流动在连接通路56的右边引起压力变化，该压力变化使另一区域38b中的压力增加比没有纵向元件54时产生的压力增加小。
这种适度的压力增加在另一个通道C2中朝着涡流上游方向传播，所述的涡流处在靠流动通道C2最近的次腔52中，这种适度的压力增加于是使流体射流转向另一侧，而不会对涡流的自然振荡产生太大的干扰。
因此本发明可以减少两个流动通道C1，C2之间的耦合，这样就可以减少流体振荡器1的上下游之间的相互影响，这种相互影响在流体大流量情况下更为重要。
根据图4和5所示的本发明的一个变型，纵向元件58的形状具有侧面58c和58d，这两个侧面从上游端58a延伸到下游端58b。每个侧面58c和58d与对称平面P所构成的夹角相同，而且这个夹角连续地减小。
如图4所示，侧面58c和58d在射流振荡平面中的剖面图上为凹形。
根据图6和7所示的本发明的又一个变型，纵向元件60在图6上的射流振荡平面中的剖面图上为三角形，该三角形相对于流体的流动方向卧倒，三角形的顶点构成了所述纵向元件的下游端。
在上述各个发明变型中，连接通路56的宽度，深度以及流体输入开口和中间横向平面之间的距离都相同的。本发明的纵向元件54，58，60在与流体射流振荡平面相平行的任何平面中保持相同的形状。
在图8所示的本发明的第二实施方案中，只示出了流体振荡器的后部，前部与图2所示的前部相同，纵向元件构成了一个从它的上游端62a开始延伸直到其下游端62b的隔板62，该上游端与障碍物24的后部28的端部24a相汇合。
将连接通路64设置在该隔板62内，连接通路可以具有各种形状。
如图8所示，连接通路64的截面基本为矩形，其方向垂直于流体流动的方向。
根据图9所示的本发明的一个变型，连接通路66的截面基本为椭圆形，其方向垂直于流体流动的方向。
根据图10所示的本发明的又一个变型，连接通路68的截面基本为狭长椭圆形，其方向垂直于流体流动的方向。
为了不对流体振荡器的运行从而不对流体流量的测量有所干扰，应当使连接通路的通道截面在各个与流体射流振荡平面平行的平面中没有很大的变化。
如图8-10所示的连接通路64、66、68的纵向尺寸，即宽度为0.5d到5d之间，例如为1.8d，其横向尺寸，即深度为0.5d到5d之间，例如为2.4d。流体输入开口16和连接通路64、66、68的中间横向平面之间的距离为7.5d到15d之间，例如等于12.1d。
最好使位于连接通路下游的隔板部件62能够有一个使流体易于在所述隔板各侧壁上进行流动的外形(未示出)，并使该隔板的横向尺寸足够小，以便限制流体载荷的损失。
本发明第一实施方案的描述中所提及的特征和优点同样也适用于上述的第二实施方案中。
图13表示系数K随本发明的流体振荡器的雷诺数R的相对变化(实线)，以及系数K随现有技术的流体振荡器的雷诺数的相对变化(虚线)。
显然，本发明的流体振荡器的校准曲线保持在K值的相对变化小于±1.5％的范围内，这表示本发明的这种流体振荡器相对于现有技术的流体振荡器的线性改进程度，现有技术的流体振荡器的校准曲线的系数K的相对变化值高于±1.5％。
因此在湍流状态时可以增加本发明的流体振荡器的频率。
图2所示的流体振荡器可以测量通过它的流体的流量，测量依赖于两个设置在主腔40内的流体射流吹扫的端点处的压力传感器70和72。这些压力传感器与公知的能够测量射流振荡频率的装置相连。由于预先作了校正，这种频率与流量有关。由市场供应的装有图2所示的流体振荡器的气体流量计在很大测量范围内呈线性特征，所以这种流量计特别适用。因为一方面它具有能够使涡流径向延伸与流动状态有关的设备，这样就改善了层流状态和过渡状态的线性特征，另一方面，它具有限制流体下游的流动对涡流振荡的影响，这特别有利于改善湍流状态时的线性特征。
本发明同样也适用于障碍物没有设置次腔的流体振荡器。

Claims (15)

1、一种相对于纵向对称平面(P)对称的流体振荡器，它包括：
用于产生相对于所述纵向对称平面(P)作横向振荡的二维流体射流的设备(10，14，16)，
用于在所述射流两侧形成涡流射流并用于使流体流向流体振荡器下游的设备(24，26，40，C1，C2)，所述涡流受到下游流体流动的影响，其特征在于所述的流体振荡器包括用于限制下游流体的流动对涡流振荡产生影响的设备。
2、如权利要求1所述的流体振荡器，它包括：
一个有宽度为d的输入开口(16)、能形成二维振荡流体射流的流体入口(E)，
一个通过其一端(18a)与流体输入开口(16)相连，而通过其相反的另一端(18b)与一个流体输出开口(20)相连的振荡室(18)，所述两个开口根据纵向对称平面(P)对齐，振荡室的各壁彼此设置在所述的平面(P)的两侧，
一个设置在所述振荡室(18)中的障碍物(24)，该障碍物与振荡室的各壁一起构成了使流体朝着流体振荡器下游流动的通道(C1，C2)，所述障碍物有一个前部(26)和一个后部(28)，在前部中设置了一个相对着流体输入开口(16)的腔(40)，后部的安放相对着流体输出开口(20)，障碍物的端部(24a)与所述的输出开口一起限定出一个自由空间(38)，所述通道(C1，C2)与该自由空间相连通，其特征在于：
用于限制下游流体的流动对涡流振荡产生影响的设备包括一个处于流体输入和输出开口(16，20)连线上的纵向元件(54、58、60、62)，该元件至少有一部分处于上述自由空间(38)内，以便部分地将该自由空间分成两个相同的区域(38a、38b)，同时在所述的这两个区域之间设置至少一个流体连接通路(56、64、66、68)，所述流体连接通路的通道中间截面处在纵向对称平面(P)中。
3、如权利要求2所述的流体振荡器，其特征在于纵向元件(54、58、60、62)有一个上游端(54a、58a、60a、62a)以及另一个处于相反端的下游端(54b、58b、60b、62b)，下游端距流体输入开口(16)的距离在8.5d到16.2d之间。
4、如权利要求2或3所述的流体振荡器，其特征在于将连接通路(56)设置在障碍物(24)后部(28)端头(24a)和纵向元件(54，58，60)上游端(54a，58a，60a)之间，这些端部构成所述连接通路的边缘。
5、如权利要求4所述的流体振荡器，其特征在于纵向元件(54)基本呈T形，其横杆构成了连接通路(56)若干边缘中的一个边缘(54a)。
6、如权利要求4的流体振荡器，其特征在于纵向元件(58)为具有若干侧面(58c，58d)的形状，这些侧面从上游端(58a)延伸到下游端(58b)，每一个侧面与纵向对称平面(P)都形成了一个相同的连续减小的角度。
7、如权利要求4所述的流体振荡器，其特征在于纵向元件(60)为三角形，其顶点构成下游端(60b)。
8、如权利要求2和3所述的流体振荡器，其特征在于纵向元件构成一个从其上游端(62a)延伸到其下游端(62b)的隔板(62)，该上游端与障碍物(24)的后部(28)端头(24a)汇合，将连接通路(64，66，68)设置在所述隔板(62)中。
9、如权利要求4或8所述的流体振荡器，其特征在于连接通路(56，64)的通道截面形状基本为矩形，该截面垂直于流体流动方向。
10、如权利要求8所述的流体振荡器，其特征在于连接通路(66)的通道截面形状基本为椭圆形，该截面垂直于流体流动方向。
11、如权利要求8的流体振荡器，其特征在于连接通路(68)的通道截面形状为狭长椭圆形，该截面垂直于流体流动方向。
12、如权利要求2到11之一所述的流体振荡器，其特征在于连接通路(56，64，66，68)的纵向尺寸与其宽度尺寸相符，宽度为0.5d到5d之间。
13、如权利要求2到11之一所述的流体振荡器，其特征在于流体输入开口(16)和连接通路(56，64，66，68)中间横向平面之间的距离为7.5d到15d之间。
14、如权利要求2到11之一所述的流体振荡器，其特征在于连接通路(56，64，66，68)的横向尺寸为0.5d到5d之间。
15、一种流动流体的流量计，其特征在于它包括一个如权利要求1到14中任一权利要求所述的流体振荡器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441095B (zh) * 2008-12-02 2011-11-09 深圳市思达仪表有限公司 流仪表及其射流振荡器
CN108431430A (zh) * 2015-11-18 2018-08-21 福迪斯流体动力有限公司 流体构件
CN110251136A (zh) * 2019-07-17 2019-09-20 苏州博锐智医疗科技有限公司 应用于肺功能检测的音频信号采集装置及检测肺功能的方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2746147B1 (fr) * 1996-03-15 1998-05-22 Oscillateur fluidique comportant un obstacle a profil ameliore
DE19740707C2 (de) * 1997-09-16 1999-12-02 Kem Kueppers Elektromech Gmbh Meßwertgeber für Wirbeldurchflußmesser
DE19740708C2 (de) * 1997-09-16 1999-12-09 Kem Kueppers Elektromech Gmbh Meßwertgeber für Wirbeldurchflußmesser
US5893383A (en) * 1997-11-25 1999-04-13 Perfclean International Fluidic Oscillator
FR2780110B1 (fr) * 1998-06-17 2002-03-29 Schlumberger Ind Sa Oscillateur fluidique, piece destinee a etre incorporee dans un oscillateur fluidique et procede de fabrication d'un tel oscillateur fluidique
US5971301A (en) * 1998-08-25 1999-10-26 Bowles Fluidic Corporation "Box" oscillator with slot interconnect
US6253782B1 (en) * 1998-10-16 2001-07-03 Bowles Fluidics Corporation Feedback-free fluidic oscillator and method
US7134609B1 (en) 2003-05-15 2006-11-14 Bowles Fluidics Corporation Fluidic oscillator and method
US8457907B2 (en) * 2010-10-08 2013-06-04 Shindonga Electronics Co., Ltd Compensation device for fluidic oscillation flow meter and compensation method using the same
CA2874447A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Sparo Labs Spirometer system and methods of data analysis
CN103776477A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 深圳市华星光电技术有限公司 一种摇摆式传感器组件
RU2580912C1 (ru) * 2014-12-03 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Струйно-кавитационный делитель потока жидкости
USD820447S1 (en) 2015-03-23 2018-06-12 Sparo, Inc. Spirometer device
LU102636B1 (en) * 2021-03-04 2022-09-05 Stratec Se Sensor for determining the oscillating frequency in a fluidic oscillating nozzle and a method using the sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930357A (en) * 1986-11-21 1990-06-05 Allied-Signal Inc. Fluidic volumetric fluid flow meter
EP0295623B1 (en) * 1987-06-16 1992-01-15 Osaka Gas Co., Ltd Fluidic flowmeter
JPH01250725A (ja) * 1988-03-30 1989-10-05 Osaka Gas Co Ltd フルイディック流量計
FR2679028B1 (fr) * 1991-07-09 1993-10-29 Schlumberger Industrie Oscillateur fluidique et debitmetre comportant un tel oscillateur.
US5181660A (en) * 1991-09-13 1993-01-26 Bowles Fluidics Corporation Low cost, low pressure, feedback passage-free fluidic oscillator with stabilizer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441095B (zh) * 2008-12-02 2011-11-09 深圳市思达仪表有限公司 流仪表及其射流振荡器
CN108431430A (zh) * 2015-11-18 2018-08-21 福迪斯流体动力有限公司 流体构件
US11471898B2 (en) 2015-11-18 2022-10-18 Fdx Fluid Dynamix Gmbh Fluidic component
CN108431430B (zh) * 2015-11-18 2023-03-14 福迪斯流体动力有限公司 流体构件
CN110251136A (zh) * 2019-07-17 2019-09-20 苏州博锐智医疗科技有限公司 应用于肺功能检测的音频信号采集装置及检测肺功能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
HUT75921A (en) 1997-05-28
EP0708914A1 (fr) 1996-05-01
CZ8396A3 (en) 1996-06-12
PL174682B1 (pl) 1998-08-31
ES2110252T3 (es) 1998-02-01
FR2707705A1 (fr) 1995-01-20
DE69406003D1 (de) 1997-11-06
DE69406003T2 (de) 1998-04-23
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CA2167199A1 (fr) 1995-01-26
SK4196A3 (en) 1996-08-07
HU9600074D0 (en) 1996-03-28
CN1053497C (zh) 2000-06-14
US5638867A (en) 1997-06-17
RU2131588C1 (ru) 1999-06-10
ATE158862T1 (de) 1997-10-15

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