JP2001272256A - 渦流量計 - Google Patents
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- Fluid Mechanics (AREA)
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 管路内に往復二方向の流れがある場合や、上
述のような脈動流を生じる流体の流量測定にも可及的に
誤差無く計測し得る渦流量計を提供する。 【解決手段】 管１内に、一方向の流れに対してカルマ
ン渦ｍを発生する第１の渦発生体２ａと、逆方向の流れ
に対してカルマン渦ｍを発生する第２の渦発生体２ｂと
を備え、各渦発生体２ａ，２ｂによって生ずるカルマン
渦ｍを渦検出手段Ｘ，Ｙにより検出するようにしたもの
である。このため、従来のカルマン渦ｍを用いた渦流量
計は、一方向のみの流量しか検出することができなかっ
たが、同一管内で、両方向の流れを生ずる流体の流量検
出が可能となる。また、管内に特定された正方向の流れ
があり、かつ脈動流のように、逆流が発生する場合にあ
って、第１及び第２の渦発生体２ａ，２ｂで発生する各
カルマン渦ｍを夫々渦検出手段Ｘ，Ｙで検出して、パル
ス数等の出力値を引き算することにより、逆方向の流れ
を相殺できて、可及的正確な流量を検出し得ることとな
る。
述のような脈動流を生じる流体の流量測定にも可及的に
誤差無く計測し得る渦流量計を提供する。 【解決手段】 管１内に、一方向の流れに対してカルマ
ン渦ｍを発生する第１の渦発生体２ａと、逆方向の流れ
に対してカルマン渦ｍを発生する第２の渦発生体２ｂと
を備え、各渦発生体２ａ，２ｂによって生ずるカルマン
渦ｍを渦検出手段Ｘ，Ｙにより検出するようにしたもの
である。このため、従来のカルマン渦ｍを用いた渦流量
計は、一方向のみの流量しか検出することができなかっ
たが、同一管内で、両方向の流れを生ずる流体の流量検
出が可能となる。また、管内に特定された正方向の流れ
があり、かつ脈動流のように、逆流が発生する場合にあ
って、第１及び第２の渦発生体２ａ，２ｂで発生する各
カルマン渦ｍを夫々渦検出手段Ｘ，Ｙで検出して、パル
ス数等の出力値を引き算することにより、逆方向の流れ
を相殺できて、可及的正確な流量を検出し得ることとな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を計測
する渦流量計に関する。
する渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体（気体又は液体）の流量を計測する
手段として、流体が流れる管内に配設された渦発生体に
よりカルマン渦を発生させ、このカルマン渦を超音波送
受波器等を用いた渦検出手段により検知して、その渦の
発生ごとに生ずる渦パルスの数を計数することにより流
量を検出する渦流量計が特開平９−２５７５３２号等で
提案されている。この渦流量計は、可動部分がなく、か
つ検出遅れが小さく、さらに出力がカルマン渦の発生に
対応したパルス信号であり、デジタル信号化が容易であ
る等の利点がある。
手段として、流体が流れる管内に配設された渦発生体に
よりカルマン渦を発生させ、このカルマン渦を超音波送
受波器等を用いた渦検出手段により検知して、その渦の
発生ごとに生ずる渦パルスの数を計数することにより流
量を検出する渦流量計が特開平９−２５７５３２号等で
提案されている。この渦流量計は、可動部分がなく、か
つ検出遅れが小さく、さらに出力がカルマン渦の発生に
対応したパルス信号であり、デジタル信号化が容易であ
る等の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる構成
にあっては、一方向の流れに対して渦発生体の背部で発
生するカルマン渦を計測するものであり、このため一方
向の流量しか計測できない。従って、両方向の流れがあ
る場合には対応できない。
にあっては、一方向の流れに対して渦発生体の背部で発
生するカルマン渦を計測するものであり、このため一方
向の流量しか計測できない。従って、両方向の流れがあ
る場合には対応できない。
【０００４】さらに、管内には正方向の流れのほかに、
逆方向の流れが発生する場合には、その逆流により発生
する戻し量が流量に減算されず、誤差を生じてしまう。
このような課題を生ずる渦流量計による計測流体とし
て、産業用車両におけるブローバイガスの計測が考慮さ
れる。
逆方向の流れが発生する場合には、その逆流により発生
する戻し量が流量に減算されず、誤差を生じてしまう。
このような課題を生ずる渦流量計による計測流体とし
て、産業用車両におけるブローバイガスの計測が考慮さ
れる。
【０００５】すなわち、産業用車両等では、例えば図６
に示すようにエンジン４０のオイルパン４２の他に容量
の大きな潤滑油タンク４３を備えている。これは、エン
ジンのオイル交換のメンテナンスの負担を軽減するため
のもので、潤滑油タンク４３はオイルパン４２内のオイ
ルの消耗等によってタンク４３に蓄えられたオイルがオ
イルパン４２内へ送られるように連結されている。一
方、このようなエンジンでは、燃焼室からクランク室４
４またはシリンダヘッド上の動弁室４５に吹き抜けたブ
ローバイガスを吸気系に還流して再燃焼させているが、
この場合ブローバイガスと共にブローバイガス中に混入
したオイルミストが持ち去られて消耗するのを防止する
必要がある。そこで、このような管理に資するために、
オイルパンからの流出管路の流量を計測する必要があ
り、この計測手段として、上述した利点を有するため渦
流量計が検討される。ところが、かかる適用対象にあっ
ては、吸入と排気のオーバラップの期間や、ピストンの
上昇時の吸い込み時に発生する逆流により脈動流を生
じ、上述したように渦流量計は一方の流れによる流量の
みを検出するものであるから、この逆流が、マイナス値
として作用して、ブローバイガスの実質流量が減少する
にもかかわらず、これが算入されない結果、大きな誤差
を生じてしまうこととなる。
に示すようにエンジン４０のオイルパン４２の他に容量
の大きな潤滑油タンク４３を備えている。これは、エン
ジンのオイル交換のメンテナンスの負担を軽減するため
のもので、潤滑油タンク４３はオイルパン４２内のオイ
ルの消耗等によってタンク４３に蓄えられたオイルがオ
イルパン４２内へ送られるように連結されている。一
方、このようなエンジンでは、燃焼室からクランク室４
４またはシリンダヘッド上の動弁室４５に吹き抜けたブ
ローバイガスを吸気系に還流して再燃焼させているが、
この場合ブローバイガスと共にブローバイガス中に混入
したオイルミストが持ち去られて消耗するのを防止する
必要がある。そこで、このような管理に資するために、
オイルパンからの流出管路の流量を計測する必要があ
り、この計測手段として、上述した利点を有するため渦
流量計が検討される。ところが、かかる適用対象にあっ
ては、吸入と排気のオーバラップの期間や、ピストンの
上昇時の吸い込み時に発生する逆流により脈動流を生
じ、上述したように渦流量計は一方の流れによる流量の
みを検出するものであるから、この逆流が、マイナス値
として作用して、ブローバイガスの実質流量が減少する
にもかかわらず、これが算入されない結果、大きな誤差
を生じてしまうこととなる。
【０００６】本発明は、管路内に往復二方向の流れがあ
る場合や、上述のような脈動流を生じる流体の流量測定
にも可及的に誤差無く計測し得る渦流量計を提供するこ
とを目的とするものである。
る場合や、上述のような脈動流を生じる流体の流量測定
にも可及的に誤差無く計測し得る渦流量計を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、管内
に、一方向の流れに対してカルマン渦を発生する第１の
渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦を発生す
る第２の渦発生体とを備え、さらに第１又は／及び第２
の渦発生体によって生ずるカルマン渦を検出する渦検出
手段を備えたことを特徴とする渦流量計である。
に、一方向の流れに対してカルマン渦を発生する第１の
渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦を発生す
る第２の渦発生体とを備え、さらに第１又は／及び第２
の渦発生体によって生ずるカルマン渦を検出する渦検出
手段を備えたことを特徴とする渦流量計である。
【０００８】ここで、管内に往復二方向の流れがある場
合に、一方向の流れにより第１の渦発生体でカルマン渦
を生成し、他方向の流れにより第２の渦発生体でカルマ
ン渦を生成する。そして、渦検出手段でそのカルマン渦
を検出する。ここで、この渦検出手段は単一であっても
良く、両渦発生体ごとに設けても良い。
合に、一方向の流れにより第１の渦発生体でカルマン渦
を生成し、他方向の流れにより第２の渦発生体でカルマ
ン渦を生成する。そして、渦検出手段でそのカルマン渦
を検出する。ここで、この渦検出手段は単一であっても
良く、両渦発生体ごとに設けても良い。
【０００９】このように単一の渦検出手段を適用する場
合には、第１と第２の渦発生体間にいずれのカルマン渦
も発生することとなる渦発生領域を生じさせ、この領域
に生ずるカルマン渦を検出する単一の渦検出手段を備え
ればよい（請求項２）。
合には、第１と第２の渦発生体間にいずれのカルマン渦
も発生することとなる渦発生領域を生じさせ、この領域
に生ずるカルマン渦を検出する単一の渦検出手段を備え
ればよい（請求項２）。
【００１０】一方、このように、管内に供給又は排出方
向の切換え等により二方向の流れがある場合の計測のほ
かに、管内に特定された正方向の流れがあり、かつ脈動
流のように、逆流が発生する場合に、正確な正方向の流
量を計測する場合にも用いられる。この場合には両渦発
生体ごとに渦検出手段が設けられる。
向の切換え等により二方向の流れがある場合の計測のほ
かに、管内に特定された正方向の流れがあり、かつ脈動
流のように、逆流が発生する場合に、正確な正方向の流
量を計測する場合にも用いられる。この場合には両渦発
生体ごとに渦検出手段が設けられる。
【００１１】かかる構成のものが請求項３の発明であ
り、管内に、正方向の流れに対してカルマン渦を発生す
る第１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦
を発生する第２の渦発生体とを設け、さらに第１の渦発
生体により発生するカルマン渦を検出する第１の渦検出
手段と、第２の渦発生体により発生するカルマン渦を検
出する第２の渦検出手段とを備え、第１の渦検出手段の
出力から第２の渦検出手段の出力を引き算することによ
り流量を検出するようにしたことを特徴とする渦流量計
である。
り、管内に、正方向の流れに対してカルマン渦を発生す
る第１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦
を発生する第２の渦発生体とを設け、さらに第１の渦発
生体により発生するカルマン渦を検出する第１の渦検出
手段と、第２の渦発生体により発生するカルマン渦を検
出する第２の渦検出手段とを備え、第１の渦検出手段の
出力から第２の渦検出手段の出力を引き算することによ
り流量を検出するようにしたことを特徴とする渦流量計
である。
【００１２】かかる構成にあって、管内に正方向の流れ
が発生している状態にあっては、第１の渦発生体により
カルマン渦が発生し、これが第１の渦検出手段により検
出される。一方、逆流が発生した場合には、第２の渦発
生体によりカルマン渦が発生し、これが第２の渦検出手
段により検出される。そして、正逆の流れにより夫々発
生するカルマン渦に対応した出力値を引き算することに
より、実質的な流量が算出されることとなる。
が発生している状態にあっては、第１の渦発生体により
カルマン渦が発生し、これが第１の渦検出手段により検
出される。一方、逆流が発生した場合には、第２の渦発
生体によりカルマン渦が発生し、これが第２の渦検出手
段により検出される。そして、正逆の流れにより夫々発
生するカルマン渦に対応した出力値を引き算することに
より、実質的な流量が算出されることとなる。
【００１３】ここで渦検出手段としては、カルマン渦の
発生領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波
送波器と、超音波受波器の受波信号に基づいてカルマン
渦の発生に対応する渦信号を発生する渦信号受波回路と
で構成することができる（請求項４）。
発生領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波
送波器と、超音波受波器の受波信号に基づいてカルマン
渦の発生に対応する渦信号を発生する渦信号受波回路と
で構成することができる（請求項４）。
【００１４】また、第１の渦発生体によって生ずるカル
マン渦を検出する第１の渦検出手段と、第２の渦発生体
によって生ずるカルマン渦を検出する第２の渦検出手段
とを備え、かつ渦検出手段が、カルマン渦の発生領域を
間にして相対向して設けられた一対の超音波送波器と、
超音波受波器の受波信号に基づいてカルマン渦の発生に
対応する渦信号を発生する渦信号受波回路とからなるも
のにあって、第１及び第２の渦検出手段の超音波送波器
を共用することができる（請求項５）。これにより、部
品点数を減少させて、装置の低廉化を図ることが可能と
なる。尚、ここで本発明が適用される管内の流体は、気
体だけで無く、液体も対象となる。
マン渦を検出する第１の渦検出手段と、第２の渦発生体
によって生ずるカルマン渦を検出する第２の渦検出手段
とを備え、かつ渦検出手段が、カルマン渦の発生領域を
間にして相対向して設けられた一対の超音波送波器と、
超音波受波器の受波信号に基づいてカルマン渦の発生に
対応する渦信号を発生する渦信号受波回路とからなるも
のにあって、第１及び第２の渦検出手段の超音波送波器
を共用することができる（請求項５）。これにより、部
品点数を減少させて、装置の低廉化を図ることが可能と
なる。尚、ここで本発明が適用される管内の流体は、気
体だけで無く、液体も対象となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の各実施形態の渦流量計を
添付図面に基づいて説明する。図１は第一の実施形態を
示し、上述した産業用車両のブローバイガス等が流通す
る管１内の中心には、三角柱の第１の渦発生体２ａを正
方向の流れに沿って配設し、三角柱の第２の渦発生体２
ｂを逆方向の流れに沿って配設して、その間に渦発生領
域ｆを形成している。
添付図面に基づいて説明する。図１は第一の実施形態を
示し、上述した産業用車両のブローバイガス等が流通す
る管１内の中心には、三角柱の第１の渦発生体２ａを正
方向の流れに沿って配設し、三角柱の第２の渦発生体２
ｂを逆方向の流れに沿って配設して、その間に渦発生領
域ｆを形成している。
【００１６】そして、第１の渦発生体２ａの背部（後
方）で超音波送波器３ａと、超音波受波器４ａとがその
送受波面を対向して管壁に固定されている。この超音波
送波器３ａには超音波発振回路５ａが接続され、超音波
受波器４ａには受波回路６ａが接続されている。そして
この超音波送波器３ａ，超音波受波器４ａ，超音波発振
回路５ａ及び受波回路６ａにより第１の渦検出手段Ｘが
構成されることとなる。
方）で超音波送波器３ａと、超音波受波器４ａとがその
送受波面を対向して管壁に固定されている。この超音波
送波器３ａには超音波発振回路５ａが接続され、超音波
受波器４ａには受波回路６ａが接続されている。そして
この超音波送波器３ａ，超音波受波器４ａ，超音波発振
回路５ａ及び受波回路６ａにより第１の渦検出手段Ｘが
構成されることとなる。
【００１７】また第２の渦発生体２ｂの背部（前方）に
も、超音波送波器３ｂと、超音波受波器４ｂとがその送
受波面を対向して管壁に固定され、同様に超音波送波器
３ｂには超音波発振回路５ｂが接続され、超音波受波器
４ｂには受波回路６ｂが接続されている。そして同様
に、この超音波送波器３ｂ，超音波受波器４ｂ，超音波
発振回路５ｂ及び受波回路６ｂにより第２の渦検出手段
Ｙが構成される。この受波回路６ａ，６ｂは、位相比較
器７と比較器８を備える。
も、超音波送波器３ｂと、超音波受波器４ｂとがその送
受波面を対向して管壁に固定され、同様に超音波送波器
３ｂには超音波発振回路５ｂが接続され、超音波受波器
４ｂには受波回路６ｂが接続されている。そして同様
に、この超音波送波器３ｂ，超音波受波器４ｂ，超音波
発振回路５ｂ及び受波回路６ｂにより第２の渦検出手段
Ｙが構成される。この受波回路６ａ，６ｂは、位相比較
器７と比較器８を備える。
【００１８】一方、この渦検出手段Ｘ，Ｙの受波回路６
ａ及び受波回路６ｂは、引算回路１０に接続される。さ
らにこの引算回路１０は計数回路１１に接続されること
となる。
ａ及び受波回路６ｂは、引算回路１０に接続される。さ
らにこの引算回路１０は計数回路１１に接続されること
となる。
【００１９】尚、位相比較器（渦信号発生回路）７と比
較器（パルス化回路）８との間には渦信号を全波整流す
る全波整流器（全波整流回路）を介装しても良い。この
全波整流器を配設する意義は、特開平９−２５７５３２
号に開示されており、その説明を省略する。
較器（パルス化回路）８との間には渦信号を全波整流す
る全波整流器（全波整流回路）を介装しても良い。この
全波整流器を配設する意義は、特開平９−２５７５３２
号に開示されており、その説明を省略する。
【００２０】かかる構成にあって、管内に正方向の流れ
（図１矢印α参照）が発生している状態にあっては、第
１の渦発生体２ａの背部にカルマン渦ｍが発生し、これ
が第１の渦検出手段Ｘにあって、超音波送波器３ａから
照射された超音波が、その渦の乱れにより位相変調す
る。すなわち、カルマン渦ｍが発生しない状態にあっ
て、超音波受波器４ａで捕捉された受波信号は一定の位
相差を有するが、カルマン渦ｍが発生していると、超音
波が該カルマン渦ｍにより位相変調することにより、受
信信号の位相差が変化する。そこで、位相比較器７によ
り駆動信号と受波信号との位相を比較し、その位相差の
変化に基づいて正弦波状の交番信号を発生する。さらに
比較器８は、値「０」を基準として、位相比較器７から
の信号をパルス化する。
（図１矢印α参照）が発生している状態にあっては、第
１の渦発生体２ａの背部にカルマン渦ｍが発生し、これ
が第１の渦検出手段Ｘにあって、超音波送波器３ａから
照射された超音波が、その渦の乱れにより位相変調す
る。すなわち、カルマン渦ｍが発生しない状態にあっ
て、超音波受波器４ａで捕捉された受波信号は一定の位
相差を有するが、カルマン渦ｍが発生していると、超音
波が該カルマン渦ｍにより位相変調することにより、受
信信号の位相差が変化する。そこで、位相比較器７によ
り駆動信号と受波信号との位相を比較し、その位相差の
変化に基づいて正弦波状の交番信号を発生する。さらに
比較器８は、値「０」を基準として、位相比較器７から
の信号をパルス化する。
【００２１】一方、管路に逆流（図１矢印β参照）が発
生した場合には、渦発生領域ｆ内の第２の渦発生体２ｂ
の背部にあっても、カルマン渦ｍが発生する。そして同
様に超音波受波器４ｂからカルマン渦ｍの生成数に対応
した信号が出力される。
生した場合には、渦発生領域ｆ内の第２の渦発生体２ｂ
の背部にあっても、カルマン渦ｍが発生する。そして同
様に超音波受波器４ｂからカルマン渦ｍの生成数に対応
した信号が出力される。
【００２２】そして、両超音波受波器４ａ，４ｂから発
生したカルマン渦ｍの生成数に対応した信号は引算回路
１０に入力され、ここで超音波受波器４ａからのパルス
信号と超音波受波器４ｂからのパルス信号が引き算さ
れ、計数回路１１により流量が算出される。このよう、
正流と逆流により発生する夫々のパルス信号が相殺さ
れ、これに基づいて流量が計数されるものであるから、
正逆の流れの差異が算入された可及的正確な流量が割り
出されることとなる。
生したカルマン渦ｍの生成数に対応した信号は引算回路
１０に入力され、ここで超音波受波器４ａからのパルス
信号と超音波受波器４ｂからのパルス信号が引き算さ
れ、計数回路１１により流量が算出される。このよう、
正流と逆流により発生する夫々のパルス信号が相殺さ
れ、これに基づいて流量が計数されるものであるから、
正逆の流れの差異が算入された可及的正確な流量が割り
出されることとなる。
【００２３】尚、比較器８からはパルス信号が発生して
いるから、これを利用することにより、ソフトウエア等
により、その差異を演算して流量計算することが可能で
あるから、引算回路１０及び計数回路１１を他の構成に
より代替することは容易である。
いるから、これを利用することにより、ソフトウエア等
により、その差異を演算して流量計算することが可能で
あるから、引算回路１０及び計数回路１１を他の構成に
より代替することは容易である。
【００２４】上述の構成にあって、図２の第二の実施形
態で示すように、超音波送波器３ａ，３ｂ及びこれに接
続する超音波発振回路５ａ，５ｂを共用して、各一個の
超音波送波器３，超音波発振回路５を適用しても良い。
すなわち、図２の第二の実施形態で示すように、第１と
第２の渦発生体２ａ，２ｂの間隔を近付けて、共通の渦
発生領域ｆを形成すると共に、指向性の広い超音波送波
器３を用いれば良く、該超音波送波器３からの超音波が
第１と第２の渦発生体２ａ，２ｂにより生ずるカルマン
渦ｍに照射され、かつ夫々別途に超音波受波器４ａ，４
ｂに受波される構成となる。かかる構成にあっては、部
品点数が少なくなるという利点がある。
態で示すように、超音波送波器３ａ，３ｂ及びこれに接
続する超音波発振回路５ａ，５ｂを共用して、各一個の
超音波送波器３，超音波発振回路５を適用しても良い。
すなわち、図２の第二の実施形態で示すように、第１と
第２の渦発生体２ａ，２ｂの間隔を近付けて、共通の渦
発生領域ｆを形成すると共に、指向性の広い超音波送波
器３を用いれば良く、該超音波送波器３からの超音波が
第１と第２の渦発生体２ａ，２ｂにより生ずるカルマン
渦ｍに照射され、かつ夫々別途に超音波受波器４ａ，４
ｂに受波される構成となる。かかる構成にあっては、部
品点数が少なくなるという利点がある。
【００２５】一方、上述の第一及び第二の実施形態は、
正方向の流れと、逆方向の流れを相殺して、可及的正確
な流量を割り出すための構成に係るものであるが、一方
向（各図中の矢印α参照）及び逆方向（各図中の矢印β
参照）のいずれの流れの流量をも計測可能とするため
に、第１の渦発生体２ａ，第２の渦発生体２ｂを配設し
た構成も提案される。かかる構成を図３，４の各形態で
例示する。
正方向の流れと、逆方向の流れを相殺して、可及的正確
な流量を割り出すための構成に係るものであるが、一方
向（各図中の矢印α参照）及び逆方向（各図中の矢印β
参照）のいずれの流れの流量をも計測可能とするため
に、第１の渦発生体２ａ，第２の渦発生体２ｂを配設し
た構成も提案される。かかる構成を図３，４の各形態で
例示する。
【００２６】図３は第三の実施形態であり、第一の実施
形態（図１）にあって、引算回路１０を除いた構成に相
当し、各受波回路６ａと受波回路６ｂからのパルス数に
よりは計数回路１１ａ，１１ｂで流量が別途計数される
こととなる。尚、その流れの方向は、受波回路６ａ，受
波回路６ｂのいずれからのパルス信号であるかを検知す
ることにより容易に解析できる。
形態（図１）にあって、引算回路１０を除いた構成に相
当し、各受波回路６ａと受波回路６ｂからのパルス数に
よりは計数回路１１ａ，１１ｂで流量が別途計数される
こととなる。尚、その流れの方向は、受波回路６ａ，受
波回路６ｂのいずれからのパルス信号であるかを検知す
ることにより容易に解析できる。
【００２７】図４は第四の実施形態であり、管１内に第
１の渦発生体２ａと第２の渦発生体２ｂを配設すると共
に、その共通の渦発生領域ｆに単一の渦検出手段Ｚを配
設し、かつ指向性の広い超音波送波器３及び超音波受波
器４を用いて、その計数を行なったものであり、この構
成にあっては、可及的に部品点数が少なくなる利点があ
る。この渦検出手段Ｚは、第１の渦発生体２ａ，第２の
渦発生体２ｂ間に形成した渦発生領域ｆの両側管壁に、
超音波送波器３と、超音波受波器４とをその送受波面を
対向して固定し、超音波送波器３には超音波発振回路５
を接続し、超音波受波器４には受波回路６を接続して構
成される。そしてこの渦検出手段Ｚは計数回路は計数回
路１１に接続され、その流量が割り出されることとな
る。
１の渦発生体２ａと第２の渦発生体２ｂを配設すると共
に、その共通の渦発生領域ｆに単一の渦検出手段Ｚを配
設し、かつ指向性の広い超音波送波器３及び超音波受波
器４を用いて、その計数を行なったものであり、この構
成にあっては、可及的に部品点数が少なくなる利点があ
る。この渦検出手段Ｚは、第１の渦発生体２ａ，第２の
渦発生体２ｂ間に形成した渦発生領域ｆの両側管壁に、
超音波送波器３と、超音波受波器４とをその送受波面を
対向して固定し、超音波送波器３には超音波発振回路５
を接続し、超音波受波器４には受波回路６を接続して構
成される。そしてこの渦検出手段Ｚは計数回路は計数回
路１１に接続され、その流量が割り出されることとな
る。
【００２８】図５は、各構成の超音波送波器３，３ａ，
３ｂ及び超音波受波器４，４ａ，４ｂに適用される超音
波送受波器２０の一例を示すものである。この超音波送
受波器２０は、底板２１に截頭円錐形ケース２２を覆着
して、その外枠を構成し、ケース２２の截頭部内面に、
入出力電極を上下面に形成された圧電素子板２３を貼着
し、底板２２に植設した杆状の端子ピンからなる電極端
子２４，２４を圧電素子板２３の電極と電気的に接続し
てなるものである。かかる構成により、超音波送波器
３，３ａ，３ｂに用いる場合にあっては、電極端子２
４，２４から圧電素子板２３の電極に交番電圧が印加さ
れることにより、超音波振動を発生する。また超音波受
波器４，４ａ，４ｂに用いる場合にあっては、ケース２
２の截頭部を介して受波された超音波を圧電素子板２３
により信号電圧に変換し、その出力信号が電極端子２
４，２４から取出される。その他、截頭円錐形ケース２
２に換えて、発泡性プラスチックからなるケースを適用
したもの等種々の構成の超音波送受波器が適用され得
る。
３ｂ及び超音波受波器４，４ａ，４ｂに適用される超音
波送受波器２０の一例を示すものである。この超音波送
受波器２０は、底板２１に截頭円錐形ケース２２を覆着
して、その外枠を構成し、ケース２２の截頭部内面に、
入出力電極を上下面に形成された圧電素子板２３を貼着
し、底板２２に植設した杆状の端子ピンからなる電極端
子２４，２４を圧電素子板２３の電極と電気的に接続し
てなるものである。かかる構成により、超音波送波器
３，３ａ，３ｂに用いる場合にあっては、電極端子２
４，２４から圧電素子板２３の電極に交番電圧が印加さ
れることにより、超音波振動を発生する。また超音波受
波器４，４ａ，４ｂに用いる場合にあっては、ケース２
２の截頭部を介して受波された超音波を圧電素子板２３
により信号電圧に変換し、その出力信号が電極端子２
４，２４から取出される。その他、截頭円錐形ケース２
２に換えて、発泡性プラスチックからなるケースを適用
したもの等種々の構成の超音波送受波器が適用され得
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明の渦流量計は、上述したように、
管内に、一方向の流れに対してカルマン渦を発生する第
１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦を発
生する第２の渦発生体とを備え、各渦発生体によって生
ずるカルマン渦を渦検出手段により検出するようにした
ものである。このため、従来のカルマン渦を用いた渦流
量計は、一方向のみの流量しか検出することができなか
ったが、同一管内で、両方向の流れを生ずる流体の流量
検出が可能となり、多様な用途に適用することができ
る。
管内に、一方向の流れに対してカルマン渦を発生する第
１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカルマン渦を発
生する第２の渦発生体とを備え、各渦発生体によって生
ずるカルマン渦を渦検出手段により検出するようにした
ものである。このため、従来のカルマン渦を用いた渦流
量計は、一方向のみの流量しか検出することができなか
ったが、同一管内で、両方向の流れを生ずる流体の流量
検出が可能となり、多様な用途に適用することができ
る。
【００３０】そしてこの適用形態として、管内に特定さ
れた正方向の流れがあり、かつ脈動流のように、逆流が
発生する場合にあって、正方向の流れに対してカルマン
渦を発生する第１の渦発生体と、逆方向の流れに対して
カルマン渦を発生する第２の渦発生体とを設け、各カル
マン渦を夫々渦検出手段で検出して、パルス数等の出力
値を引き算することにより流量を検出するようにした構
成にあっては、産業車両のブローバイガスの計測をする
場合等に、逆方向の流れを相殺できて、可及的正確な流
量を検出し得ることとなり、各種の装置の適正な管理に
資することとなる。
れた正方向の流れがあり、かつ脈動流のように、逆流が
発生する場合にあって、正方向の流れに対してカルマン
渦を発生する第１の渦発生体と、逆方向の流れに対して
カルマン渦を発生する第２の渦発生体とを設け、各カル
マン渦を夫々渦検出手段で検出して、パルス数等の出力
値を引き算することにより流量を検出するようにした構
成にあっては、産業車両のブローバイガスの計測をする
場合等に、逆方向の流れを相殺できて、可及的正確な流
量を検出し得ることとなり、各種の装置の適正な管理に
資することとなる。
【００３１】また、ここで第１及び第２の渦検出手段と
して、その超音波送波器を共用するようにした場合に
は、部品点数を減少できて、装置の低廉化を図ることが
可能となる。
して、その超音波送波器を共用するようにした場合に
は、部品点数を減少できて、装置の低廉化を図ることが
可能となる。
【図１】本発明に係る渦流量計の第一の実施態様を示す
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図２】本発明に係る渦流量計の第二の実施態様を示す
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図３】本発明に係る渦流量計の第三の実施態様を示す
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図４】本発明に係る渦流量計の第四の実施態様を示す
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図５】超音波送受波器２０の一例を示す縦断側面図で
ある。
ある。
【図６】産業用車両におけるブローバイガスの発生機構
を示す概念図である。
を示す概念図である。
１ 管 ２ａ 第１の渦発生体 ２ｂ 第２の渦発生体 ３，３ａ，３ｂ 超音波送波器 ４，４ａ，４ｂ 超音波受波器 ６，６ａ，６ｂ 受波回路 ７ 位相比較器 １０ 引算回路 １１ 計数回路 ２０ 超音波送受波器 Ｘ，Ｙ，Ｚ 渦検出手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月２８日（２０００．１２．
２８）
２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】ここで渦検出手段としては、カルマン渦の
発生領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波
送波器及び超音波受波器と、該超音波受波器の受波信号
に基づいてカルマン渦の発生に対応する渦信号を発生す
る渦信号受波回路とで構成することができる（請求項
４）。
発生領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波
送波器及び超音波受波器と、該超音波受波器の受波信号
に基づいてカルマン渦の発生に対応する渦信号を発生す
る渦信号受波回路とで構成することができる（請求項
４）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、第１の渦発生体によって生ずるカル
マン渦を検出する第１の渦検出手段と、第２の渦発生体
によって生ずるカルマン渦を検出する第２の渦検出手段
とを備え、かつ各々の渦検出手段が、カルマン渦の発生
領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波送波
器及び超音波受波器と、該超音波受波器の受波信号に基
づいてカルマン渦の発生に対応する渦信号を発生する渦
信号受波回路とからなるものにあって、第１及び第２の
渦検出手段の超音波送波器を共用することができる（請
求項５）。これにより、部品点数を減少させて、装置の
低廉化を図ることが可能となる。尚、ここで本発明が適
用される管内の流体は、気体だけで無く、液体も対象と
なる。
マン渦を検出する第１の渦検出手段と、第２の渦発生体
によって生ずるカルマン渦を検出する第２の渦検出手段
とを備え、かつ各々の渦検出手段が、カルマン渦の発生
領域を間にして相対向して設けられた一対の超音波送波
器及び超音波受波器と、該超音波受波器の受波信号に基
づいてカルマン渦の発生に対応する渦信号を発生する渦
信号受波回路とからなるものにあって、第１及び第２の
渦検出手段の超音波送波器を共用することができる（請
求項５）。これにより、部品点数を減少させて、装置の
低廉化を図ることが可能となる。尚、ここで本発明が適
用される管内の流体は、気体だけで無く、液体も対象と
なる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】そして、両超音波受波器４ａ，４ｂから発
生したカルマン渦ｍの生成数に対応した信号は引算回路
１０に入力され、ここで超音波受波器４ａからのパルス
信号と超音波受波器４ｂからのパルス信号が引き算さ
れ、計数回路１１により流量が算出される。而して、可
及的正確な流量が割り出されることとなる。
生したカルマン渦ｍの生成数に対応した信号は引算回路
１０に入力され、ここで超音波受波器４ａからのパルス
信号と超音波受波器４ｂからのパルス信号が引き算さ
れ、計数回路１１により流量が算出される。而して、可
及的正確な流量が割り出されることとなる。
Claims (5)
- 【請求項１】管内に、一方向の流れに対してカルマン渦
を発生する第１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカ
ルマン渦を発生する第２の渦発生体とを備え、さらに第
１又は／及び第２の渦発生体によって生ずるカルマン渦
を検出する渦検出手段を備えたことを特徴とする渦流量
計。 - 【請求項２】管内に、一方向の流れに対してカルマン渦
を発生する第１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカ
ルマン渦を発生する第２の渦発生体とを備え、さらに第
１と第２の渦発生体間にいずれのカルマン渦も発生する
こととなる渦発生領域を生じさせ、この渦発生領域に生
ずるカルマン渦を検出する単一の渦検出手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の渦流量計。 - 【請求項３】管内に、正方向の流れに対してカルマン渦
を発生する第１の渦発生体と、逆方向の流れに対してカ
ルマン渦を発生する第２の渦発生体とを備え、さらに第
１の渦発生体により発生するカルマン渦を検出する第１
の渦検出手段と、第２の渦発生体により発生するカルマ
ン渦を検出する第２の渦検出手段とを備え、第１の渦検
出手段の出力から第２の渦検出手段の出力値を引き算す
ることにより流量を検出するようにしたことを特徴とす
る渦流量計。 - 【請求項４】渦検出手段が、カルマン渦の発生領域を間
にして相対向して設けられた一対の超音波送波器と、超
音波受波器の受波信号に基づいてカルマン渦の発生に対
応する渦信号を発生する渦信号受波回路とからなること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
渦流量計。 - 【請求項５】第１の渦発生体によって生ずるカルマン渦
を検出する第１の渦検出手段と、第２の渦発生体によっ
て生ずるカルマン渦を検出する第２の渦検出手段とを備
え、かつ渦検出手段が、カルマン渦の発生領域を間にし
て相対向して設けられた一対の超音波送波器と、超音波
受波器の受波信号に基づいてカルマン渦の発生に対応す
る渦信号を発生する渦信号受波回路とからなるものにあ
って、第１及び第２の渦検出手段の超音波送波器を共用
したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の渦流量計。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000036904A JP2001272256A (ja) | 2000-01-20 | 2000-02-15 | 渦流量計 |
| US09/740,018 US6551451B2 (en) | 1999-12-23 | 2000-12-20 | Method for determining liquid content in chemical pulps using ramen spectrometry |
| US09/764,314 US20010020394A1 (en) | 2000-01-20 | 2001-01-19 | Vortex flowmeter |
| EP01300489A EP1118841A2 (en) | 2000-01-20 | 2001-01-19 | Vortex flowmeter for bidirectional flow |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000011608 | 2000-01-20 | ||
| JP2000-11608 | 2000-01-20 | ||
| JP2000036904A JP2001272256A (ja) | 2000-01-20 | 2000-02-15 | 渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272256A true JP2001272256A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=26583837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036904A Pending JP2001272256A (ja) | 1999-12-23 | 2000-02-15 | 渦流量計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010020394A1 (ja) |
| EP (1) | EP1118841A2 (ja) |
| JP (1) | JP2001272256A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109613396A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-12 | 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司 | 一种用户侧潮流反向异常原因研判方法 |
| CN110631646A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 微动公司 | 支持流动不稳定性检测的漩涡流量计 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4275990B2 (ja) | 2003-05-20 | 2009-06-10 | 株式会社キーエンス | 流量センサ |
| GB2447425A (en) | 2007-03-13 | 2008-09-17 | Univ Cranfield | Bidirectional flowmeter with two fluidic oscillators arranged in series |
| GB2463488A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-17 | Elster Metering Ltd | A bidirectional flow meter |
| EP2765396A1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-13 | GSL Golden Shell Co Ltd. | Flow meter and method for using same |
| EP3367072B1 (de) * | 2017-02-24 | 2019-01-02 | SICK Engineering GmbH | Strömungsmessung mit ultraschall |
| CN112796733A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种自发电涡街流量计 |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000036904A patent/JP2001272256A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-19 US US09/764,314 patent/US20010020394A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-19 EP EP01300489A patent/EP1118841A2/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110631646A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 微动公司 | 支持流动不稳定性检测的漩涡流量计 |
| CN109613396A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-12 | 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司 | 一种用户侧潮流反向异常原因研判方法 |
| CN109613396B (zh) * | 2018-12-04 | 2020-10-30 | 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司 | 一种用户侧潮流反向异常原因研判方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010020394A1 (en) | 2001-09-13 |
| EP1118841A2 (en) | 2001-07-25 |
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