JP2000205905A - 流体振動形流量計の評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 評価のための時間及びコストの低減を図るこ
とのできる流体振動形流量計の評価方法を提供すること
を第１の課題とし、また評価の信頼性の向上を図ること
のできる流体振動形流量計の評価方法を提供することを
第２の課題としている。 【解決手段】 ノズル流路２１０の出口側における流速
Ｖを連続的に測定し、その流速Ｖの時間経過に伴う変動
である流速変動の大小により、流量の測定性能の良否を
判定することを特徴としており、これにより第１の課題
を解決することができる。また、高さ方向に位置を変え
て流速Ｖを測定し、高さ方向の流速Ｖ及び乱流強度Ｅの
分布によって流量の測定性能の良否を判定する方法を加
えることによって、第２の課題を解決することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ノズル流路から
噴出する流体の流体振動に基づいて流量を検出する流体
振動形流量計の評価方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の流体振動形流量計としては、高
さ方向の寸法が一定の２次元流路を備えており、この２
次元流路の一部にノズル流路を構成し、このノズル流路
から噴出する流体の流体振動に基づいて流量を検出する
ように構成されている。そして、流体がノズル流路を流
れる間において、高さ方向において流速が一定に分布し
た２次元流となることによって、上述した流体振動が安
定化し、測定精度の向上や、測定範囲の拡大といった測
定性能の向上が図れることが確かめられている。

【０００３】すなわち、従来においては、例えばノズル
流路の出口部における高さ方向の流速分布を実験により
確かめることにより、流量の測定性能の良否を判定する
評価方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記評価方法
では、２次元流路の高さ方向に位置を変えて、流速を測
定しなければならないから、評価に時間がかかると共
に、作業コストも多くかかるという問題がある。したが
って、短時間で簡単に評価する方向の開発が望まれてい
た。また、従来の評価方法に他の評価方法を加えること
により、評価の信頼性を向上させることも望まれてい
た。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、評価のための時間及びコストの低減を図ること
のできる流体振動形流量計の評価方法を提供することを
第１の課題とし、また評価の信頼性の向上を図ることの
できる流体振動形流量計の評価方法を提供することを第
２の課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、高さ方向の寸法が一定に形
成された２次元流路としてのノズル流路（２１０）から
同じく２次元流路としての下流側流路（２２０）に噴出
する流体の流体振動に基づいて流量を検出する流体振動
形流量計の評価方法であって、前記ノズル流路（２１
０）の出口側における流速（Ｖ）を連続的に測定し、そ
の流速（Ｖ）の時間経過に伴う変動である流速変動の大
小により、流量の測定性能の良否を判定することを特徴
としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、流速変動が小さいほど、流量の測定
性能を良と判定することを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、連続して変化する流速（Ｖ）の有す
る情報から所定時間内の平均流速（Ｖmean）に関する情
報と、平均流速（Ｖmean）に対する流速（Ｖ）のバラツ
キに関する情報とを取り出し、この流速（Ｖ）のバラツ
キに関する情報を流速変動とすることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、流速（Ｖ）のバラツキに関する情報は、連
続して変化する流速（Ｖ）について一定時間Δｔ経過ご
とにｎ回検出してｎ個の流速データ（Ｖｊ）を得、この
流速データ（Ｖｊ）を算術平均して平均流速（Ｖmean）
を得、この平均流速（Ｖmean）から各流速データ（Ｖ
ｊ）を引いてｎ個の偏差流速（ΔＶｊ）を得、この偏差
流速（ΔＶｊ）の２乗平均の平方根によって得られた標
準偏差流速（σｖ）であることを特徴としている。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、流速（Ｖ）のバラツキに関する情報は、連
続して変化する流速（Ｖ）について一定時間Δｔ経過ご
とにｎ回検出してｎ個の流速データ（Ｖｊ）を得、この
流速データ（Ｖｊ）を算術平均して平均流速（Ｖmean）
を得、この平均流速（Ｖmean）から各流速データ（Ｖ
ｊ）を引いてｎ個の偏差流速（ΔＶｊ）を得、この偏差
流速（ΔＶｊ）の２乗平均の平方根によって標準偏差流
速（σｖ）を得、この標準偏差流速（σｖ）を平均流速
（Ｖmean）で割ることによって得られた乱流強度（Ｅ）
であることを特徴としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１、２、
３、４又は５記載の発明において、高さ方向に位置を変
えて流速（Ｖ）を測定し、高さ方向の流速（Ｖ）の分布
によって流量の測定性能の良否を判定する方法も加えた
ことを特徴としている。

【００１２】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、高さ方向の流速（Ｖ）の分布が一定になる
ほど、流量の測定性能を良と判定することを特徴として
いる。

【００１３】請求項８記載の発明は、請求項１、２、
３、４、５、６又は７記載の発明において、高さ方向に
位置を変えて乱流強度（Ｅ）を測定し、高さ方向の乱流
強度（Ｅ）の分布によって流量の測定精度の良否を判定
する方法も加えたことを特徴としている。

【００１４】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、高さ方向の乱流強度（Ｅ）の分布が一様に
なるほど、流量の測定性能を良と判定することを特徴と
している。

【００１５】そして、上記のように構成された請求項１
記載の発明においては、ノズル流路（２１０）の出口側
における流速（Ｖ）を連続的に測定し、その流速（Ｖ）
の時間経過に伴う変動である流速変動の大小を検出する
ことによって、ノズル流路（２１０）における整流化の
達成度合いを明らかにすることができる。すなわち、流
速変動の大小によって、ノズル流路（２１０）から噴出
する流体の流体振動の安定、不安定が左右されることに
なるから、結局、流速変動の大小により、流量の測定性
能の良否を判定することができる。

【００１６】このような流速変動は２次元流路における
所定の高さ位置で連続して流速（Ｖ）を測定することに
よって得ることができ、高さ方向に位置をずらして複数
の位置で流速（Ｖ）を測定する必要がないから、流量の
測定性能を評価するための時間及びコストの低減を図る
ことができる。

【００１７】請求項２記載の発明においては、流速変動
が小さいというだけで、流量の測定性能を良と判定する
ことができるから、流量の測定性能を容易に評価するこ
とができる。

【００１８】請求項３記載の発明においては、連続して
変化する流速（Ｖ）の有する情報から所定時間（Δｔ）
内の平均流速（Ｖmean）に関する情報と、平均流速（Ｖ
mean）に対する流速（Ｖ）のバラツキに関する情報とを
取り出し、この流速（Ｖ）のバラツキに関する情報を流
速変動としているから、流速変動のみに関する情報をよ
り正確に検出することができる。

【００１９】請求項４記載の発明においては、流速
（Ｖ）のバラツキに関する情報として標準偏差流速（σ
ｖ）を用い、この標準偏差流速（σｖ）を流速変動とし
ているから、統計的に処理された信頼できる数値によ
り、流量の測定性能を定量的に評価することができる。

【００２０】請求項５記載の発明においては、流速
（Ｖ）のバラツキに関する情報として標準偏差流速（σ
ｖ）を平均流速（Ｖmean）で割った乱流強度（Ｅ）を用
い、この乱流強度（Ｅ）を流速変動を代表する項として
検討するため、より普遍的な数値により、流量の測定性
能を定量的に評価することができる。すなわち、流量の
測定範囲の異なる流体振動形流量計に対しても、乱流強
度（Ｅ）を用いて比較することによって、測定性能の相
対的な良否の判定が可能になる。

【００２１】請求項６記載の発明においては、流速変動
による標準偏差流速及び乱流強度による評価に加えて、
高さ方向に位置を変えて流速（Ｖ）を測定し、高さ方向
の流速（Ｖ）の分布によって流量の測定精度の良否を判
定する評価もするようになっているから、流量の測定性
能の評価に関し、より信頼性の向上を図ることができ
る。

【００２２】請求項７に係る発明においては、高さ方向
の流速（Ｖ）の分布が一様になるほど、流量の測定精度
を良と判定することにより、ノズル流路（２１０）内に
おいて流体がより２次元流化するものを選ぶことができ
る。したがって、流量の測定精度をより正確に評価する
ことができる。

【００２３】請求項８記載の発明においては、流速変動
による標準偏差流速及び乱流強度による評価に加えて、
高さ方向に位置を変えて乱流強度（Ｅ）を測定し、高さ
方向の乱流強度（Ｅ）の分布によって流量の測定精度の
良否を判定する評価もするようになっているから、流量
の測定性能の評価に関し、より信頼性の向上を図ること
ができる。

【００２４】請求項９に係る発明においては、高さ方向
の乱流強度（Ｅ）の分布が一様になるほど流量の測定精
度を良と判定し、ノズル流路（２１０）内において整流
化した流れを判別できる。よって、計測精度の評価を高
めることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例に基づき図１〜図７を参照して説明する。この実施
例で示す流体振動形流量計の評価方法は、高さ方向の寸
法が一定に形成された２次元流路としてのノズル流路２
１０から同じく２次元流路としての下流側流路２２０に
噴出する流体の流体振動に基づいて流量を検出する流体
振動形流量計の評価方法であって、ノズル流路２１０の
出口側における流速Ｖを連続的に測定し、その流速Ｖの
時間経過に伴う変動である流速変動の大小により、流量
の測定精度の良否を判定することを特徴としている。そ
して、流速変動が小さいほど、流量の測定精度を良と判
定する評価方法である。

【００２６】さらに、連続して変化する流速Ｖの有する
情報から所定時間内の平均流速Ｖmeanに関する情報と、
平均流速Ｖmeanに対する流速Ｖのバラツキに関する情報
とを取り出し、この流速Ｖのバラツキに関する情報を流
速変動とすることを特徴としている。そして、この流速
Ｖのバラツキに関する情報より、流速Ｖについて一定時
間Δｔ経過ごとにｎ回検出してｎ個の流速データＶｊを
得、この流速データＶｊを算術平均して平均流速Ｖmean
を得、この平均流速Ｖmeanから各流速データＶｊを引い
てｎ個の偏差流速ΔＶｊを得、この偏差流速ΔＶｊの２
乗平均の平方根によって標準偏差流速σｖを得る。この
標準偏差流速σｖを平均流速Ｖmeanで割ることによって
得られた乱流強度Ｅを用い、流量の測定精度を良と判定
する評価方法である。

【００２７】そしてさらに、高さ方向に位置を変えて流
速Ｖを測定し、高さ方向の流速Ｖの分布によって流量の
測定性能の良否を判定する方法も加え、高さ方向の流速
Ｖの分布が一定になるほど、流量の測定性能を良と判定
する評価方法ともなっている。

【００２８】また、高さ方向に位置を変えて乱流強度Ｅ
を測定し、高さ方向の乱流強度Ｅの分布によって流量の
計測精度の良否を判定する方法も加え、高さ方向の乱流
強度Ｅの分布が一様になるほど流量の計測精度を良と判
定する評価方法である。

【００２９】以下、上記各構成についてさらに詳細に説
明する。流体振動形流量計ＦＭは、図６及び図７に示す
ように、カバー５で閉じられるハウジング１内に一対の
ノズル部材２、２を設けることにより、同ハウジング１
内にノズル流路２１０を構成すると共に、このノズル流
路２１０の上流側及び下流側にぞれぞれ上流側流路２０
０及び下流側流路２２０を構成する構造になっている。

【００３０】下流側流路２２０には、ノズル流路２１０
の延長線上（中心線Ｃ上）にターゲット３が設けられて
いる。ターゲット３は、円弧状の断面形状を有する柱状
のもので構成されており、その下端部には、四角形状の
設定台部３ａが一体的に形成されている。そして、ノズ
ル流路２１０を通って噴出するＬＰガス（流体）がター
ゲット３に衝突することによって流体振動が発生し、こ
の流体振動に基づいて流量を検出する原理になってい
る。

【００３１】上記ハウジング１は、凹状に形成された箱
型矩形状の溝１ａを有しており、この溝１ａの表面をカ
バー５で覆うことによって、上流側流路２００、ノズル
流路２１０及び下流側流路２２０を断面四角形状の２次
元流路に構成している。すなわち、上流側流路２００、
ノズル流路２１０及び下流側流路２２０は、溝１ａの底
面を構成する底壁部１１０からの高さ（図６の紙面に直
交する方向の寸法（厚さ方向の寸法））が一定で、中心
線Ｃを介して左右対称の２次元流路となっている。

【００３２】また、ハウジング１には、流入口１ｂ及び
流出口１ｃが設けられている。これらの流入口１ｂ及び
流出口１ｃも、上述した２次元流路と同一の高さの２次
元流路になっている。

【００３３】さらに、ハウジング１には、カバー５を固
定するためのねじ穴１ｅが形成されていると共に、ノズ
ル部材２を固定するためのねじ穴（図示せず）が形成さ
れている。ねじ穴１ｅには、カバー５を固定するための
ボルト６がねじ込まれるようになっている。そして、ノ
ズル部材２には、上記ボルト６の通る貫通孔２ａが形成
されていると共に、ノズル部材２をハウジング１に固定
するためのボルト７の貫通孔２ｂが形成されている。

【００３４】下流側流路２２０における底壁部１１０に
は、中心線Ｃに対して左右対称の位置に圧力取出孔４が
２つ形成されている。各圧力取出孔４は、圧力センサ
（図示せず）に接続されるようになっている。圧力セン
サは、ノズル流路２１０から噴出するＬＰガスの流体振
動を検出するものである。

【００３５】さらに、下流側流路２２０における底壁部
１１０には、ターゲット３の設定台部３ａを保持する凹
部１ｆが形成されている。設定台部３ａは、凹部１ｆに
嵌合した状態において、その上面が底壁部１１０の表面
と面一状になるようになっている。

【００３６】一方、ハウジング１の流入口１ｂ側の端面
には、継手部８１を流入口１ｂに接続するための連結ハ
ウジング８がボルトＢにより取り付けられている。

【００３７】連結ハウジング８は、図６に示すように、
流入口１ｂと高さ及び幅の等しい開口部を有する直方体
状の収納空間８ａを備えており、この収納空間８ａ内に
拡流部材８２を収納するようになっている。また、連結
ハウジング８には、収納空間８ａの天井面の中心に、継
手部８１が一体的に連結されている。継手部８１は、そ
の内面が断面円形状の円筒流路８１ａになっており、こ
の円筒流路８１ａは、その直径が収納空間８ａの高さ寸
法より大きなものとなっている。このため、円筒流路８
１ａと収納空間８ａとの境には、その対向する位置に同
じ大きさの段差が生じている。

【００３８】そして、これらの各段差部には、円筒流路
８１ａを収納空間８ａの高さ寸法まで徐々に縮流する縮
流部材８３が設けられている。すなわち、縮流部材８３
は３次元流路としての円筒流路８１ａを、２次元流路と
しての流入口１ｂまで滑らかに縮流するようになってい
る。さらに、円筒流路８１ａには、縮流部材８３の上流
側にハニカム８４が設けられている。このハニカム８４
は、複数の細い円管をたばねて固定したものであり、流
体の流れを整える整流手段としての役目を果たすように
なっている。または、複数の細い溝より成る流路であ
る。

【００３９】また、継手部８１は、その外周面がタケノ
コ状に形成されており、ホース（図示せず）との接続が
確実に行えるようになっている。さらに、継手部８１
は、その先端部が円筒流路８１ａから先端外周側に向け
てテーパ状に拡径する拡径面８１ｂになっており、ホー
スの内面と円筒流路８１ａとの境に段差が生じるのを防
止するようになっている。

【００４０】一方、上記拡流部材８２は、収納空間８ａ
における左右対称の位置に設けられており、縮流部材８
３によって収納空間８ａの高さ寸法まで縮流された流路
を、流入口１ｂの幅まで滑らかに拡流するようになって
いる。さらに、収納空間８ａには、中心線Ｃ上の位置
に、中心線Ｃ対して左右対称に形成された半円柱８５が
設けられている。この半円柱８５は、半円状の曲面８５
ａを上流側に向け、直径位置の平面８５ｂを下流側に向
けて設けられている。

【００４１】また、底壁部１１０には、熱線風速計（流
速検出手段）ＨＷを下流側流路２２０に挿入するための
挿入孔１１０ａが形成されている。この挿入孔１１０ａ
は、その中心が中心線Ｃ上にあり、かつノズル流路２１
０の出口から下流側に１ｍｍの位置に熱線風速計ＨＷの
センサ部ＨＷａ（図７参照）が位置するように、底壁部
１１０に設けられている。そして、熱線風速計ＨＷは、
そのプローブＨＷｂを挿入孔１１０ａに沿って軸方向に
移動させることにより、センサ部ＨＷａをノズル流路２
１０の高さＺ方向の所定の位置に設定することが可能に
なっている。また、挿入孔１１０ａは、カバー部材５に
設けてもよい。

【００４２】次に、上述した流体振動形流量計ＦＭの評
価方法についてさらに詳細に説明する。

【００４３】図１（ａ）は、ノズル流路２１０の幅Ｗ及
び高さＺを、それぞれＷ＝２．５ｍｍ、Ｚ＝７．５ｍｍ
に設定した流体振動形流量計ＦＭを用い、熱線風速計Ｈ
Ｗのセンサ部ＨＷａの高さＺを３．０ｍｍに設定した状
態でノズル流路２１０から噴出する流体の流速Ｖを、サ
ンプリングレートを２００μｓに設定して連続して測定
したものである。すなわち、２００μｓの時間間隔Δｔ
で流速Ｖを測定して得た複数の流速データＶｊを測定順
にプロットしたものである。したがって、図１（ａ）に
おけるｘ軸が時間Ｔになり、ｙ軸が流速Ｖになってい
る。なお、ノズル流路２１０を通過する流量Ｑは０．５
３６５ｍ³／ｈ（立方メータ／時）である。また、流体
としては、ＬＰガスに代えて空気を用いている。

【００４４】また、図１（ｂ）は、２００μｓ間隔で測
定した複数個の流速データＶｊについて、所定の流速Ｖ
の範囲に入るものの頻度を集計して得たヒストグラムで
ある。したがって、図１（ｂ）におけるｘ軸が所定の流
速Ｖの範囲に入る流速データＶｊの個数Ｎになり、ｙ軸
が流速Ｖになっている。

【００４５】さらに、図２（ａ）、（ｂ）は、半円柱８
５を取り除いた流体振動形流量計ＦＭで、上記図１
（ａ）で示したものと同じ条件で実験して得た結果であ
る。

【００４６】そして、図１（ａ）、（ｂ）及び図２
（ａ）、（ｂ）に示すように流速Ｖを測定して時系列に
表示したり、ヒストグラムを作成したりすることによ
り、流速Ｖの時間経過に伴う変動である流速変動の大小
を確認することができる。

【００４７】一方、図３及び図４に示す実験結果は、熱
線風速計ＨＷのセンサ部ＨＷａの位置を高さＺ方向に
０．５ｍｍおきに変位させた際の各位置における平均流
速Ｖmeanを測定した結果である。ただし、図３は半円柱
８５を有するものの測定結果であり、図４は半円柱８５
の無いものの測定結果である。この実験においても、２
００μｓの間隔で２０４８個の流速データＶｊを測定し
ている。そして、平均流速Ｖmeanは次の数１の式で計算
される。

【００４８】

【数１】 ただし、ｎは全流速データＶｊの個数である。すなわ
ち、ｎ＝２０４８である。また、個々の流速データＶｊ
は次の数２の式で表すことができる。

【００４９】

【数２】Ｖｊ＝Ｖmean＋ΔＶｊ ΔＶｊ＝Ｖｊ−Ｖmean ΔＶｊは流速変動を示すものであり、流速Ｖのバラツキ
に関する情報であるといえる。このΔＶｊを偏差流速と
すると、標準偏差流速σｖは次の数３の式によって得ら
れる。

【００５０】

【数３】 さらに、標準偏差流速σｖを平均流速Ｖmeanで割ること
によって次の数４の式に示すように乱流強度Ｅが得られ
る。

【００５１】

【数４】Ｅ＝σｖ／Ｖmean 平均流速Ｖmean、標準偏差流速σｖ、乱流強度Ｅは、高
さＺを０．５ｍｍおきに変化させた各位置で得られる。
なお、説明が重複するが、図１（ａ）、図２（ａ）は、
Ｚ＝３．０ｍｍにおける流速データＶｊを測定順にプロ
ットしたものである。そして、時間の経過に伴って変化
する流速データＶｊの情報から、所定時間内の平均流速
Ｖmean、標準偏差流速σｖ、乱流強度Ｅの情報を得るこ
とができる。

【００５２】図５は、各高さＺ位置における乱流強度Ｅ
を示しており、黒丸は半円柱８５を有するものの解析結
果であり、白丸は半円柱８５の無いものの解析結果であ
る。

【００５３】以上の実験結果について、半円柱８５の有
り、無しの場合について検討してみる。半円柱８５が有
るものは、流量の測定精度がよく、かつ流量の測定可能
な範囲が広くなるといった測定性能が向上することが従
来よりわかっている。また、高さＺ方向の流速Ｖの分布
が一定になるほど、上記測定性能が向上することが従来
よりわかっている。そして、これらのことは、図３及び
図４からも証明することができる。

【００５４】すなわち、図３に示す半円柱８５の有する
もの方は、平均流速Ｖmeanが高さＺに対して一定になっ
ており、測定性能が優れたものと判定することができ
る。また、図４に示す半円柱８５の無いもの方は、平均
流速Ｖmeanが高さＺに対して一定にならず放物線の分布
を示し、測定性能が悪いものと判定することができる。

【００５５】一方、流速変動について実験を行った図１
及び図２の結果をみると、図１に示す半円柱８５の有す
るもの方が図２に示す半円柱８５の無いものより、流速
Ｖの変動が少ないといえる。したがって、定性的な判断
にはなるが、一定位置の流速Ｖを連続的に測定して時系
列的に表示するだけでも、流速変動の大小を判断するこ
とができ、流速変動の小さいものの方は、測定性能が良
いと判定することができると共に、流速変動の大きいも
のの方は、測定性能が悪いと判定することができる。

【００５６】さらに、流速変動を乱流強度Ｅで表した場
合には、流量の測定性能の良否を定量的に判断すること
ができる。そして、図５において、乱流強度Ｅの小さい
もの（黒丸）の方は、測定性能が良いと判定することが
できると共に、乱流強度Ｅの大きいもの（白丸）の方
は、測定性能が悪いと判定することができる。

【００５７】そして、定性的あるいは定量的に得た流速
変動で流量の測定性能を評価する方法においては、高さ
方向に位置をずらして複数の位置で流速Ｖを測定する必
要がないから、流量の測定性能を評価するための時間及
びコストの低減を図ることができる。また、乱流強度Ｅ
で評価する場合には、流速変動を定量的な数値で比較す
ることができるので、流量の測定性能をより的確に判定
することができる。

【００５８】なお、流速変動を定量的に判断するための
数値は、上述した標準偏差流速σｖや、（Ｖｊ−Ｖmea
n）を含む他の式によって得た数値であってもよい。た
だし、乱流強度Ｅのように、平均流速Ｖmeanで割ったも
のは、より普遍的な数値となるので、流量の測定性能を
比較する上ではより好ましいものとなる。すなわち、流
量の測定領域の異なる流体振動形流量計に対しても、例
えば乱流強度Ｅを用いることによって、測定性能に関す
る相対的な良否を比較することができるようになる。

【００５９】また、流速変動の大小による評価方法は、
ノズル流路２１０における整流化の達成度合いによる評
価方法であるともいえることから、図３及び図４で示す
ような高さＺ方向の流速Ｖを検出することによって、噴
流の２次元流化の度合いを調べるような評価方法とは全
く異なる評価方法であるといえる。

【００６０】すなわち、図３及び図４で示す評価方法に
加えて、流速変動の大小で評価する方法を用いることに
より、図３及び図４で示す評価方法では良と判断した場
合でも、流速変動の大小で評価した場合には悪と判断す
ることも有り得る。したがって、このような２通りの評
価方法を併用することにより、評価結果に対する信頼性
の向上を図ることができる。

【００６１】なお、上記実験では流速Ｖを２００μｓ間
隔で直接測定することによって複数の流速データＶｊを
得たが、例えば上記流速Ｖをアナログやデジタルのデー
タとしてデータレコーダ等に記録しておき、この記録し
たものを上述のように２００μｓ間隔でサンプリングし
て複数個の流速データＶｊを得るようにしてもよい。こ
のように、データを記録しておいた場合には、サンプリ
ング間隔として２００μｓ以外の時間間隔Δｔを選択し
て分析することができる点で有利である。（再実験を行
なう必要がない。） なお、上記実験例においては、空気を用いたものを示し
たが、実際に流量を測定する流体はＬＰガス等の燃料用
のガスである。ただし、ＬＰガス等の気体を用いた場合
でも、空気を用いた場合と同様の結果が得られる。ま
た、流体振動形流量計ＦＭとしては、燃料用のガス以外
の他の気体や、液体等の流体についても流量の測定が可
能である。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の発明においては、ノズル
流路の出口側における流速を連続的に測定し、その流速
の時間経過に伴う変動である流速変動の大小を検出する
ことによって、ノズル流路における整流化の達成度合い
を明らかにすることができる。すなわち、流速変動の大
小によって、ノズル流路から噴出する流体の流体振動の
安定、不安定が左右されることになるから、結局、流速
変動の大小により、流量の測定性能の良否を判定するこ
とができる。

【００６３】このような流速変動は２次元流路における
所定の高さ位置で連続して流速を測定することによって
得ることができ、高さ方向に位置をずらして複数の位置
で流速を測定する必要がないから、流量の測定性能を評
価するための時間及びコストの低減を図ることができ
る。

【００６４】請求項２記載の発明においては、流速変動
が小さいというだけで、流量の測定性能を良と判定する
ことができるから、流量の測定性能を容易に評価するこ
とができる。

【００６５】請求項３記載の発明においては、連続して
変化する流速の有する情報から所定時間内の平均流速に
関する情報と、平均流速に対する流速のバラツキに関す
る情報とを取り出し、この流速のバラツキに関する情報
を流速変動としているから、流速変動のみに関する情報
をより正確に検出することができる。

【００６６】請求項４記載の発明においては、流速のバ
ラツキに関する情報として標準偏差流速を用い、この標
準偏差流速を流速変動としているから、統計的に処理さ
れた信頼できる数値により、流量の測定性能を定量的に
評価することができる。

【００６７】請求項５記載の発明においては、流速のバ
ラツキに関する情報として標準偏差流速を平均流速で割
った乱流強度を用い、この乱流強度を流速変動を代表す
る項としているから、より普遍的な数値により、流量の
測定性能を定量的に評価することができる。すなわち、
流量の測定範囲の異なる流体振動形流量計に対しても、
乱流強度を用いて比較することによって、測定性能の相
対的な良否の判定が可能になる。

【００６８】請求項６記載の発明においては、流速変動
による評価に加えて、高さ方向に位置を変えて流速を測
定し、高さ方向の流速の分布によって流量の測定精度の
良否を判定する評価もするようになっているから、流量
の測定性能の評価に関し、より信頼性の向上を図ること
ができる。

【００６９】請求項７に係る発明においては、高さ方向
の流速の分布が一定になるほど、流量の測定精度を良と
判定することにより、ノズル流路内において流体がより
２次元流化するものを選ぶことができる。したがって、
流量の測定精度をより正確に評価することができる。

【００７０】請求項８記載の発明においては、流速変動
による評価に加えて、高さ方向に位置を変えて乱流強度
を測定し、高さ方向の乱流強度の分布によって流量の測
定精度の良否を判定する評価もするようになっているか
ら、流量の測定性能の評価に関し、より信頼性の向上を
図ることができる。

【００７１】請求項９に係る発明においては、高さ方向
の乱流強度の分布が一定になるほど、流量の測定精度を
良と判定することにより、ノズル流路内において流体が
より整流化されたものを選択できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例として示した流体振動形流
量計の評価方法を示す図であって、測定性能の優れた流
体振動形流量計について評価を試みた図であり、（ａ）
は流速を時系列で表示した図、（ｂ）は所定の流速範囲
ごとの頻度を示すヒストグラムである。

【図２】同流体振動形流量計の評価方法を示す図であっ
て、測定性能の劣る流体振動形流量計について評価を試
みた図であり、（ａ）は流速を時系列で表示した図、
（ｂ）は所定の流速範囲ごとの頻度を示すヒストグラム
である。

【図３】同流体振動形流量計の評価方法を示す図であっ
て、測定性能の優れた流体振動形流量計について評価を
試みた図であり、流路の高さ方向に位置を変えて流速を
測定した結果を示す図である。

【図４】同流体振動形流量計の評価方法を示す図であっ
て、測定性能の劣る流体振動形流量計について評価を試
みた図であり、流路の高さ方向に位置を変えて流速を測
定した結果を示す図である。

【図５】同流体振動形流量計の評価方法を示す図であっ
て、乱流強度について解析した結果を示す図である。

【図６】同流体振動形流量計の評価方法に用いた流体振
動形流量計を示す要部破断正面図である。

【図７】同流体振動形流量計の要部を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２１０ ノズル流路 ２２０ 下流側流路 Ｅ 乱流強度 Ｖ 流速 Ｖｊ 流速データ Ｖmean 平均流速 Ｚ 高さ Δｔ 一定時間（サンプリング間隔） ΔＶｊ 偏差流速 σｖ 標準偏差流速 ＦＭ 流体振動形流量計

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高さ方向の寸法が一定に形成された２次
   元流路としてのノズル流路から同じく２次元流路として
   の下流側流路に噴出する流体の流体振動に基づいて流量
   を検出する流体振動形流量計の評価方法であって、 前記ノズル流路の出口側における流速を連続的に測定
   し、その流速の時間経過に伴う変動である流速変動の大
   小により、流量の測定性能の良否を判定することを特徴
   とする流体振動形流量計の評価方法。
2. 【請求項２】 流速変動が小さいほど、流量の測定性能
   を良と判定することを特徴とする請求項１記載の流体振
   動形流量計の評価方法。
3. 【請求項３】 連続して変化する流速の有する情報から
   所定時間内の平均流速に関する情報と、平均流速に対す
   る流速のバラツキに関する情報とを取り出し、この流速
   のバラツキに関する情報を流速変動とすることを特徴と
   する請求項１又は２記載の流体振動形流量計の評価方
   法。
4. 【請求項４】 流速のバラツキに関する情報は、連続し
   て変化する流速について一定時間Δｔ経過ごとにｎ回検
   出してｎ個の流速データを得、この流速データを算術平
   均して平均流速を得、この平均流速から各流速データを
   引いてｎ個の偏差流速を得、この偏差流速の２乗平均の
   平方根によって得られた標準偏差流速であることを特徴
   とする請求項３記載の流体振動形流量計の評価方法。
5. 【請求項５】 流速のバラツキに関する情報は、連続し
   て変化する流速について一定時間Δｔ経過ごとにｎ回検
   出してｎ個の流速データを得、この流速データを算術平
   均して平均流速を得、この平均流速から各流速データを
   引いてｎ個の偏差流速を得、この偏差流速の２乗平均の
   平方根によって標準偏差流速を得、この標準偏差流速を
   平均流速で割ることによって得られた乱流強度であるこ
   とを特徴とする請求項３記載の流体振動形流量計の評価
   方法。
6. 【請求項６】 高さ方向に位置を変えて流速を測定し、
   高さ方向の流速の分布によって流量の測定性能の良否を
   判定する方法も加えたことを特徴とする請求項１、２、
   ３、４又は５記載の流体振動形流量計の評価方法。
7. 【請求項７】 高さ方向の流速の分布が一様になるほ
   ど、流量の測定性能を良と判定することを特徴とする請
   求項６記載の流体振動形流量計の評価方法。
8. 【請求項８】 高さ方向に位置を変えて乱流強度を求
   め、高さ方向の乱流強度の分布によって流量の測定精度
   の良否を判定する方法も加えたことを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５、６又は７記載の流体振動形流量計
   の評価方法。
9. 【請求項９】 高さ方向の乱流強度の分布が一様になる
   ほど、流量の測定精度を良とすることを特徴とする請求
   項８記載の流体振動形流量計の評価方法。