JP2001272257A - Flow-rate measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流路を流れる導電
性の液体や気体など（以下、流体という）の流量を測定
する流量測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate measuring device for measuring a flow rate of a conductive liquid or gas (hereinafter referred to as "fluid") flowing through a flow path.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、流路を流れる流体の流量を測定す
る流量測定装置として、流体中にカルマン渦を発生さ
せ、これを検知して流量を算出するカルマン渦流量測定
装置と呼ばれるものが広く知られている（例えば特開昭
６０−４０９１４号公報参照）。このカルマン渦流量測
定装置では、発生するカルマン渦を検知する手段として
超音波、振動等が利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a flow rate measuring device for measuring a flow rate of a fluid flowing through a flow channel, a device called a Karman vortex flow rate measuring device which generates a Karman vortex in a fluid, detects the Karman vortex, and calculates the flow rate is widely used. This is known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-40914). In this Karman vortex flow rate measuring device, ultrasonic waves, vibrations and the like are used as means for detecting the generated Karman vortices.
【０００３】しかしながら、この超音波や振動等の変化
を検知するために用いられる検知装置は複雑で、且つ高
コスト、または大型なものとなる課題を有していた。However, there has been a problem that a detecting device used for detecting the change of the ultrasonic wave, the vibration and the like is complicated, high in cost and large in size.
【０００４】そこで、この課題解決のために、カルマン
渦発生を検知する手段として、特開平５−１７２５９８
号公報に代表されるように磁界を用いて誘導起電力を検
知する方法が提案された。To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 5-172598 discloses a means for detecting the occurrence of Karman vortices.
A method of detecting an induced electromotive force using a magnetic field has been proposed as typified by Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-209,873.
【０００５】また本発明者らも、先にこの誘導起電力を
用いた検知方式の流量測定装置を提案している。そこ
で、この流量測定装置について以下説明する。図６は従
来の流量測定装置の第１の断面図、図７は従来の流量測
定装置の第１の断面に直交し、正面から見た第２の断面
図である。The present inventors have previously proposed a detection type flow rate measuring apparatus using the induced electromotive force. Therefore, this flow measuring device will be described below. FIG. 6 is a first sectional view of a conventional flow measuring device, and FIG. 7 is a second sectional view orthogonal to the first sectional view of the conventional flow measuring device and viewed from the front.
【０００６】流体が通過する管１内には、カルマン渦を
発生させる渦発生体２が設けられている。また、渦発生
体２により下流側の管１内には、電極４ａ、４ｂが一対
設けられている。そして、管１の外周の所定位置には、
管１を挟むように対向してＳ極とＮ極の磁石が配置され
た磁界発生装置３が設けられている。この磁界発生装置
は、金属ヨーク５により磁界的に閉じられ、磁界方向が
電極４ａ、４ｂに対して垂直に形成されるように設けら
れている。尚、電極４ａ、４ｂは、リード線９を介して
プリント基板６へ接続され、プリント基板６には得られ
る起電力信号から流体の流量を算出する演算部７が設置
されている。A vortex generator 2 for generating Karman vortices is provided in a pipe 1 through which a fluid passes. Further, a pair of electrodes 4a and 4b are provided in the tube 1 on the downstream side by the vortex generator 2. Then, at a predetermined position on the outer periphery of the pipe 1,
A magnetic field generator 3 is provided in which S-pole and N-pole magnets are arranged to face each other with the tube 1 interposed therebetween. This magnetic field generator is provided so that it is magnetically closed by the metal yoke 5 and the magnetic field direction is formed perpendicular to the electrodes 4a and 4b. The electrodes 4a and 4b are connected to the printed circuit board 6 via the lead wires 9, and the printed circuit board 6 is provided with a calculation unit 7 for calculating the flow rate of the fluid from the obtained electromotive force signal.
【０００７】このような流量測定装置によると、カルマ
ン渦に伴って電極４ａ、４ｂ間を横切る流体の渦運動に
より流速変化が発生し、磁界下ではこれに基づいて誘導
起電力に変化が生じるので、この誘導起電力の変化によ
る周波数の測定を演算部７により行えば流量の算出がで
きることになる。According to such a flow rate measuring device, the flow velocity changes due to the vortex motion of the fluid traversing between the electrodes 4a and 4b due to the Karman vortex, and the induced electromotive force changes based on this under a magnetic field. If the calculation unit 7 measures the frequency based on the change in the induced electromotive force, the flow rate can be calculated.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の流量測定装置では、電極からプリント基板
へ配線が必要であり、コスト高、複雑となり、装置が大
きくなるなど機構的な課題と、リード線への空中からの
外来ノイズが付加され、得られる信号のＳ／Ｎ比が悪く
なってしまうという電気的な課題があった。However, in the conventional flow measuring device as described above, wiring is required from the electrodes to the printed circuit board, which is costly, complicated, and has a mechanical problem such as an increase in the size of the device. There is an electrical problem that extraneous noise from the air to the lead wire is added and the S / N ratio of the obtained signal is deteriorated.
【０００９】そこで本発明は、簡単かつ低コストな構造
でノイズを低減し、高い測定精度での検知を可能とする
流量測定装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flow measuring device which can reduce noise with a simple and inexpensive structure and can perform detection with high measurement accuracy.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の流量測定装置は、流体が流れる管内に設置
され、流れの下流側に向けてカルマン渦を発生させる渦
発生体と、前記渦発生体の下流側の前記管の外周に設置
され発生した磁界が前記管内を横切る磁界発生装置と、
前記流体が前記磁界内を通過するときの磁界変化による
誘導起電力を検出する複数の電極と、前記電極を直接接
続されるプリント基板と、前記電極に発生する起電力信
号から前記管内に流れる流量を算出する演算部を備えた
ことを特徴とする。In order to solve this problem, a flow measuring device according to the present invention is provided in a pipe through which a fluid flows, and generates a Karman vortex toward a downstream side of the flow. A magnetic field generator in which a generated magnetic field is provided on the outer periphery of the tube on the downstream side of the vortex generator and crosses the inside of the tube;
A plurality of electrodes for detecting an induced electromotive force due to a magnetic field change when the fluid passes through the magnetic field; a printed circuit board directly connected to the electrodes; and a flow rate flowing into the tube from an electromotive force signal generated at the electrodes. Is provided.
【００１１】この構成により、簡単かつ低コストな構造
でノイズを低減し、高い測定精度での検知を可能とする
流量測定装置を実現できる。[0011] With this configuration, it is possible to realize a flow rate measuring device that can reduce noise with a simple and low-cost structure and can perform detection with high measurement accuracy.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、流体が
流れる管内に設置され、流れの下流側に向けてカルマン
渦を発生させる渦発生体と、前記渦発生体の下流側の前
記管の外周に設置され、発生した磁界が前記管内を横切
る磁界発生装置と、前記流体が磁界内を通過するときの
磁界変化による誘導起電力を検出する複数の電極と、前
記電極に直接接続されるプリント基板と、前記プリント
基板には前記電極に発生する起電力から前記管内に流れ
る流量を算出する演算部を備えたことを特徴とする流量
測定装置であり、電極からプリント基板への配線が不要
となり、簡単且つ省スペースな構造であり、同時にリー
ド線から付加されるノイズが無くなるから、結果的に、
得られる起電力信号のＳ／Ｎが向上し、高い測定精度で
の検知行なうことが可能になる。The invention according to claim 1 is provided in a pipe through which a fluid flows and generates a Karman vortex toward the downstream side of the flow, and the vortex generator downstream of the vortex generator. A magnetic field generator installed on the outer periphery of the tube, where the generated magnetic field crosses the inside of the tube, a plurality of electrodes for detecting induced electromotive force due to a magnetic field change when the fluid passes through the magnetic field, and is directly connected to the electrodes. A flow board, and a calculation unit for calculating a flow rate flowing into the pipe from an electromotive force generated in the electrode, wherein the wiring from the electrode to the printed board is provided. It is unnecessary, has a simple and space-saving structure, and at the same time eliminates noise added from the lead wires.
The S / N of the obtained electromotive force signal is improved, and detection can be performed with high measurement accuracy.
【００１３】請求項２に記載の発明は、前記電極は、断
面上の中心線を境にして同一側に設置され、同じプリン
ト基板上に接続されていることを特徴とする請求項１記
載の流量測定装置であり、電極を同一プリント基板上へ
配しているから、複数のプリント基板を用いるより、さ
らに低コスト且つ省スペースな構造となる。According to a second aspect of the present invention, the electrodes are provided on the same side with a center line on a cross section as a boundary, and are connected on the same printed circuit board. Since this is a flow rate measuring device and the electrodes are arranged on the same printed circuit board, the structure is further reduced in cost and space compared to using a plurality of printed circuit boards.
【００１４】請求項３に記載の発明は、前記磁界発生装
置は、磁石の両側を金属ヨークにより磁気的に接続さ
れ、前記プリント基板は、前記金属ヨークの内側に設置
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
流量測定装置であり、プリント基板をヨーク内に設置さ
れたことにより、空中からのノイズはヨークにより電気
的にシールドされ、起電力信号に付加されるノイズ成分
を低減することができ、この結果、得られる起電力信号
のＳ／Ｎが向上し、高い測定精度での検知を行なうが可
能になる。According to a third aspect of the present invention, in the magnetic field generator, both sides of the magnet are magnetically connected by a metal yoke, and the printed circuit board is installed inside the metal yoke. The flow measurement device according to claim 1 or 2, wherein the printed circuit board is installed in the yoke, so that noise from the air is electrically shielded by the yoke, and a noise component added to the electromotive force signal is reduced. As a result, the S / N of the obtained electromotive force signal is improved, and detection with high measurement accuracy can be performed.
【００１５】請求項４に記載の発明は、前記電極の上流
もしくは下流の少なくとも一方にアース電極が設置さ
れ、前記アース電極は、演算部の回路グラウンドへ接続
されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の流量測定装置であり、設置されたアース電極によ
り、管内を流れる流体の電位を回路グラウンドの基準電
位として用いることが可能となる。したがって、水中か
ら付加されるノイズを同相ノイズとしてキャンセルする
ことが可能となり、この結果得られる起電力信号のＳ／
Ｎが向上し、高い測定精度での検知行なうが可能にな
る。According to a fourth aspect of the present invention, an earth electrode is provided at least one of upstream and downstream of the electrode, and the earth electrode is connected to a circuit ground of a calculation unit. The flow measuring device according to any one of the above-described items, wherein the ground electrode provided allows the potential of the fluid flowing in the pipe to be used as a reference potential of the circuit ground. Therefore, it is possible to cancel noise added from underwater as in-phase noise, and the S / S
N is improved, and detection can be performed with high measurement accuracy.
【００１６】請求項５に記載の発明は、前記アース電極
は、前記ヨークと直接接続されていることを特徴とする
請求項４に記載の流量測定装置であり、金属ヨークが基
板への外来ノイズのシールド材として働くので起電力信
号へのノイズ付加をさらに低減できる。また、アース電
極が金属ヨークへの配線を兼ねるので、配線が不要とな
り、低コスト且つ、簡単な構造とすることができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the flow rate measuring device according to the fourth aspect, the earth electrode is directly connected to the yoke. Since it acts as a shield material, the addition of noise to the electromotive force signal can be further reduced. Further, since the ground electrode also serves as a wiring to the metal yoke, no wiring is required, and a low-cost and simple structure can be achieved.
【００１７】（実施の形態）図１は本発明の実施の形態
における流量測定装置の構成を示す第１の断面図、図２
は本発明の実施の形態における流量測定装置の構成を示
す第１の断面に直交する第２の断面図、図３は本発明の
実施の形態における流量測定装置の第１、第２の断面と
直交し、正面から見た第３の断面図である。図４は本発
明の実施の形態における流量と誘導起電力の関係を示す
グラフ、図５は本発明の実施の形態におけるカルマン渦
発生に伴いパルス状に変化する誘導起電力を示すグラフ
である。尚、従来の技術と同様の要素には同一の符号を
付して説明を省略する。(Embodiment) FIG. 1 is a first sectional view showing a configuration of a flow rate measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a second cross-sectional view orthogonal to the first cross-section showing the configuration of the flow measurement device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the first and second cross-sections of the flow measurement device according to the embodiment of the present invention. It is the 3rd sectional view orthogonally seen from the front. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow rate and the induced electromotive force in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the induced electromotive force that changes in a pulsed manner with the occurrence of Karman vortex in the embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same elements as those in the conventional technique, and the description will be omitted.
【００１８】図１および図２に示すように、たとえばφ
１０ｍｍの内径を有し、流体が流れる管１の内部には、
流体中に位置してこの流体にカルマン渦列を発生させる
渦発生体２が設置されている。管１が流路である。この
渦発生体２は、たとえば断面が幅２．２ｍｍ、高さ３ｍ
ｍの二等辺三角柱である。しかし、カルマン渦列を発生
させることができるものであれば、二等辺三角形の三角
柱のほかどのような形状のものであってもよい。As shown in FIG. 1 and FIG.
Inside the tube 1 having an inner diameter of 10 mm and through which fluid flows,
A vortex generator 2 that is located in the fluid and generates a Karman vortex street in the fluid is provided. Tube 1 is the flow path. The vortex generator 2 has, for example, a cross section of 2.2 mm in width and a height of 3 m.
m is an isosceles triangular prism. However, as long as a Karman vortex street can be generated, any shape other than an isosceles triangular prism may be used.
【００１９】渦発生体２の下流側において、管１の外周
には、管１を挟むようにしてＳ極とＮ極の永久磁石が対
向配置された磁界発生装置３が設けられている。もちろ
ん電磁石であってもよい。この磁界発生装置３は、磁界
効率を増すため、金属ヨーク５により磁気的に閉じられ
ている。この金属ヨークは磁気的に閉じられるものであ
れば、材質は、ケイ素鋼板、鋼板等の如何なるものでも
よい。さらに金属ヨーク５内には前記電極４ａ、４ｂが
直接接続されたプリント基板６が設置され、プリント基
板６上には演算部７が設置されている。Downstream of the vortex generator 2, on the outer periphery of the tube 1, there is provided a magnetic field generator 3 in which S-pole and N-pole permanent magnets are arranged so as to sandwich the tube 1. Of course, it may be an electromagnet. The magnetic field generator 3 is magnetically closed by the metal yoke 5 to increase the magnetic field efficiency. As long as this metal yoke is magnetically closed, any material such as a silicon steel plate or a steel plate may be used. Further, a printed board 6 to which the electrodes 4a and 4b are directly connected is installed in the metal yoke 5, and an arithmetic unit 7 is installed on the printed board 6.
【００２０】また、管１には電極４ａ及び４ｂの上流も
しくは下流にぞれぞれ流体の電位を検知するためのアー
ス電極８が設置されている。アース電極８と金属ヨーク
５は電気的に接して置かれ、さらに演算部７の回路グラ
ウンドと電気的に接続されている。このアース電極８を
介して得られる流体の電位を基準電位とする。The tube 1 is provided with an earth electrode 8 for detecting the potential of the fluid upstream or downstream of the electrodes 4a and 4b, respectively. The ground electrode 8 and the metal yoke 5 are placed in electrical contact with each other, and are further electrically connected to the circuit ground of the arithmetic unit 7. The potential of the fluid obtained through the earth electrode 8 is set as a reference potential.
【００２１】この結果、プリント基板６上の演算部７
は、金属ヨーク５により、空中からの外来ノイズをシー
ルドすることが可能となり、さらに、演算部７の回路グ
ラウンドとアース電極８から得られる流体の電位（基準
電位）と同電位としていることから、流体を介して発生
するノイズ成分は、同相ノイズとしてキャンセルするこ
とができる。As a result, the operation unit 7 on the printed circuit board 6
Since it is possible to shield external noise from the air by the metal yoke 5 and furthermore, the potential is equal to the potential of the fluid (reference potential) obtained from the circuit ground of the arithmetic unit 7 and the ground electrode 8. Noise components generated via the fluid can be canceled as in-phase noise.
【００２２】また、電極４ａ、４ｂは、磁界発生装置３
で発生した磁界に対して垂直に交差する位置に対向して
設けられている。ただ、磁界が流れと傾斜していても、
磁界と流れが交差して直交成分が存在すれば測定は可能
である。そして、渦発生体２によって生じさせられたカ
ルマン渦が主流にのって磁界を横切るとき、磁界の変化
が生じ、電極４ａ、４ｂに誘導起電力が発生する。な
お、渦発生体２は磁界発生装置３の磁界方向に平行に設
置されている。The electrodes 4a and 4b are connected to the magnetic field generator 3
Are provided opposite to a position perpendicularly intersecting the magnetic field generated in step (1). However, even if the magnetic field is inclined with the flow,
Measurement is possible if the magnetic field and the flow intersect and there is an orthogonal component. When the Karman vortex generated by the vortex generator 2 crosses the magnetic field along the main flow, a change in the magnetic field occurs, and an induced electromotive force is generated in the electrodes 4a and 4b. In addition, the vortex generator 2 is installed in parallel to the magnetic field direction of the magnetic field generator 3.
【００２３】ここで、電極４ａ及び４ｂ発生する誘導起
電力から、流量を算出する原理について説明する。管１
内を流れる流体は、磁界発生装置３で発生している磁界
内を通過すると、図４に示すように、ファラデーの法則
に従い、電極４ａ及び４ｂ間には流速にしたがって流量
に比例した誘導起電力が発生する。この発生される電位
は、アース電極８からプリント基板６を介して演算部７
の基準電位として検知される。ところで、管１には、渦
発生体２が設けられているから、管１中の流れには周期
的にカルマン渦列が発生する。このカルマン渦列の渦度
は主流の流れの速度に重畳されるため、カルマン渦列が
磁界発生装置３を通過すると、図４に示すように、速度
の変化が誘導起電力の変化として基準電位に加え、パル
ス状に現われる。したがって、このパルス状に変化する
周波数をカウントすれば、管１内を流れる流体の流量が
算出できることになる。Here, the principle of calculating the flow rate from the induced electromotive force generated by the electrodes 4a and 4b will be described. Tube 1
When the fluid flowing inside passes through the magnetic field generated by the magnetic field generator 3, as shown in FIG. 4, the induced electromotive force is proportional to the flow rate between the electrodes 4a and 4b according to the flow rate, according to Faraday's law. Occurs. The generated potential is calculated from the ground electrode 8 via the printed circuit board 6 through the arithmetic unit 7.
Is detected as a reference potential. By the way, since the tube 1 is provided with the vortex generator 2, a Karman vortex street is periodically generated in the flow in the tube 1. Since the vorticity of this Karman vortex street is superimposed on the velocity of the mainstream flow, when the Karman vortex street passes through the magnetic field generator 3, as shown in FIG. In addition, it appears as a pulse. Therefore, the flow rate of the fluid flowing in the pipe 1 can be calculated by counting the frequency that changes in a pulse shape.
【００２４】尚、本実施の形態の流量測定装置の場合、
流量検知範囲を１Ｌ／ｍｉｎ〜７Ｌ／ｍｉｎに設定する
ために、磁界発生装置３には配管中心の磁束密度を高め
るために、希土類の永久磁石を用い、管径の１／２の幅
をもつ磁石（５ｍｍ×５ｍｍ×３ｍｍ、磁束密度 １
（Ｔ））を用いて、電極４ａ、４ｂ間には１００ｍＶ程
度の誘導起電力を得る設定としている。In the case of the flow rate measuring device according to the present embodiment,
In order to set the flow rate detection range to 1 L / min to 7 L / min, a rare earth permanent magnet is used for the magnetic field generator 3 in order to increase the magnetic flux density at the center of the pipe, and has a width of 1/2 of the pipe diameter. Magnet (5 mm x 5 mm x 3 mm, magnetic flux density 1
(T)) is used to obtain an induced electromotive force of about 100 mV between the electrodes 4a and 4b.
【００２５】しかしながら、得られる誘導起電力の大き
さは設置状態によるノイズの大きさや、回路構成により
設定する必要があり、それに伴い磁界発生装置に使用す
る磁石の磁束密度を適宜設定するのがよい。However, the magnitude of the induced electromotive force to be obtained needs to be set according to the magnitude of noise depending on the installation state and the circuit configuration, and accordingly, it is preferable to appropriately set the magnetic flux density of the magnet used in the magnetic field generator. .
【００２６】続いて、演算部７で行われる流量算出につ
いて説明する。流量Ｑの算出は以下の式によって求め
る。カルマン渦発生の周波数と流速の関係は、一般に周
波数ｆ（Ｈｚ）と流速ｖ（ｍ／ｓ）と、渦発生体の径ｄ
（ｍ）、比例定数をＳｔ（ストローハル数）とおくと ｆ＝Ｓｔ×ｖ／ｄ として求められる。ここで、レイノルズ数Ｒｅは、水の
動粘性係数ν、速度ｖ、渦発生体の径ｄから Ｒｅ＝ｖ×ｄ／ν の関数である。本実施の形態は水の流量を測定するもの
であり、水の動粘性係数ν＝１．００４×１０-6ｍ2／
ｓ（２０℃、１ａｔｍ）、渦発生体の径ｄ＝２．２ｍ
ｍ、流量Ｑ＝１〜７（Ｌ／ｍｉｎ）である。また、流量
Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）＝速度ｖ（ｍ／ｓ）×管断面積Ｓ（ｍ
2）の関係からレイノルズ数Ｒｅを求めると、Ｒｅ＝ｖ
×ｄ／ν＝２．３×１０2〜３．４×１０3となり、この
範囲では、上記ストローハル数はＳｔ＝０．２として与
えることができる。Next, the flow rate calculation performed by the calculation unit 7 will be described. The flow rate Q is calculated by the following equation. Generally, the relationship between the frequency of the Karman vortex generation and the flow velocity is as follows: the frequency f (Hz), the flow velocity v (m / s), and the diameter d of the vortex generator.
(M), assuming that the proportionality constant is St (Strouhal number), f = St × v / d. Here, the Reynolds number Re is a function of Re = v × d / ν from the kinematic viscosity coefficient ν of water, the velocity v, and the diameter d of the vortex generator. In the present embodiment, the flow rate of water is measured, and the kinematic viscosity coefficient of water ν = 1.004 × 10 −6 m 2 /
s (20 ° C., 1 atm), vortex generator diameter d = 2.2 m
m, and the flow rate Q = 1 to 7 (L / min). Further, the flow rate Q (L / min) = the speed v (m / s) × the pipe cross-sectional area S (m
2 ) When the Reynolds number Re is obtained from the relationship, Re = v
× d / ν = 2.3 × 10 2 to 3.4 × 10 3 , and in this range, the Strouhal number can be given as St = 0.2.
【００２７】Ｓｔ＝０．２ したがって、流量Ｑを求める式に変換すると、 Ｑ＝ｆ×Ｓ×ｄ／Ｓｔ となり、本条件を代入し、求められる流量Ｑ１は、 Ｑ１＝０．０５×Ｆ の式にて求めることができる。尚、上記の実施の形態１
では、Ｑ＝１〜７（Ｌ／ｍｉｎ）、ν＝１．００４×１
０-6ｍ2／ｓの水を用いたが、Ｒｅ＝１０2〜１０ 5の範
囲でストローハル数Ｓｔ＝０．２であるから、上記の共
通の式を使用でき、水であればおおむねＱ＝１００（Ｌ
／ｍｉｎ）程度までの測定が可能である。St = 0.2 Therefore, when converted into an equation for calculating the flow rate Q, the following equation is obtained: Q = f × S × d / St. By substituting these conditions, the obtained flow rate Q1 can be calculated as follows: Q1 = 0.05 × F It can be obtained by the formula. In addition, the first embodiment described above.
Then, Q = 1 to 7 (L / min), ν = 1.004 × 1
0-6mTwo/ S water was used, but Re = 10Two-10 FiveRange of
Since the Strouhal number St = 0.2 in the box,
General formula can be used, and if it is water, it is roughly Q = 100 (L
/ Min).
【００２８】このように実施の形態の流量測定装置は、
流体の電位を基準電位として検知するから流体の電位変
化やノイズをキャンセルすることが可能となり、カルマ
ン渦の通過する起電力信号を正確に検知することが可能
をなる。また、演算部を金属ヨークによりシールドした
ことにより空中からの外来ノイズ付加が押さえられ、得
られる起電力信号のＳ／Ｎを損なう事無く高精度な流量
検知が可能となるいう作用を有する。また、電極及び金
属ヨーク、の配線を不要としているため、低コストか
つ、省スペースとなり装置の小型化を可能としていると
いう作用を有している。As described above, the flow rate measuring device of the embodiment is
Since the potential of the fluid is detected as the reference potential, it is possible to cancel a change in potential of the fluid and noise, and it is possible to accurately detect an electromotive force signal passing through the Karman vortex. In addition, since the arithmetic unit is shielded by the metal yoke, the addition of extraneous noise from the air is suppressed, and the flow rate can be detected with high accuracy without impairing the S / N of the obtained electromotive force signal. Further, since the wiring of the electrodes and the metal yoke is not required, there is an effect that the cost is reduced, the space is reduced, and the device can be downsized.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上のように本発明の流量測定装置によ
れば、流体を介してのノイズ、及び空中からの外来ノイ
ズの付加を防止し、高精度な流量検知を可能とし、さら
に低コスト且つコンパクトな流量測定装置を実現でき
る。As described above, according to the flow rate measuring apparatus of the present invention, it is possible to prevent the addition of noise through a fluid and extraneous noise from the air, to enable highly accurate flow rate detection, and to reduce the cost. In addition, a compact flow measuring device can be realized.
【図１】本発明の実施の形態における流量測定装置の構
成を示す第１の断面図FIG. 1 is a first cross-sectional view illustrating a configuration of a flow measurement device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態における流量測定装置の構
成を示す第１の断面に直交する第２の断面図FIG. 2 is a second cross-sectional view orthogonal to the first cross-section showing the configuration of the flow measurement device according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態における流量測定装置の第
１、第２の断面と直交し、正面から見た第３の断面図FIG. 3 is a third cross-sectional view orthogonal to the first and second cross-sections of the flow measuring device according to the embodiment of the present invention and viewed from the front.
【図４】本発明の実施の形態における流量と誘導起電力
の関係を示すグラフFIG. 4 is a graph showing a relationship between a flow rate and an induced electromotive force in the embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態におけるカルマン渦発生に
伴いパルス状に変化する誘導起電力を示すグラフFIG. 5 is a graph showing an induced electromotive force that changes in a pulse shape with the occurrence of Karman vortices in the embodiment of the present invention.
【図６】従来の流量測定装置の第１の断面図FIG. 6 is a first sectional view of a conventional flow measuring device.
【図７】従来の流量測定装置の第１の断面に直交し、正
面から見た第２の断面図FIG. 7 is a second cross-sectional view orthogonal to the first cross-section of the conventional flow measurement device and viewed from the front.
１ 管 ２ 渦発生体 ３ 磁界発生装置 ４ａ、４ｂ 電極 ５ 金属ヨーク ６ プリント基板 ７ 演算部 ８ アース電極 ９ リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube 2 Vortex generator 3 Magnetic field generator 4a, 4b Electrode 5 Metal yoke 6 Printed circuit board 7 Operation part 8 Ground electrode 9 Lead wire
Claims (5)
側に向けてカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記渦
発生体の下流側の前記管の外周に設置され、発生した磁
界が前記管内を横切る磁界発生装置と、前記流体が磁界
内を通過するときの磁界変化による誘導起電力を検出す
る複数の電極と、前記電極に直接接続されるプリント基
板と、前記プリント基板には前記電極に発生する起電力
から前記管内に流れる流量を算出する演算部を備えたこ
とを特徴とする流量測定装置。A vortex generator is provided in a pipe through which a fluid flows, and generates a Karman vortex toward a downstream side of the flow. A vortex generator is provided on an outer periphery of the pipe downstream of the vortex generator, and a generated magnetic field is generated by the vortex generator. A magnetic field generator crossing the tube, a plurality of electrodes for detecting induced electromotive force due to a magnetic field change when the fluid passes through the magnetic field, a printed board directly connected to the electrodes, A flow measuring device comprising: a calculation unit for calculating a flow rate flowing into the pipe from an electromotive force generated in an electrode.
一側に設置され、同じプリント基板上に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。2. The flow rate measuring apparatus according to claim 1, wherein the electrodes are installed on the same side with respect to a center line on a cross section, and are connected on the same printed circuit board.
ークにより磁気的に接続され、前記プリント基板は、前
記金属ヨークの内側に設置されていることを特徴とする
請求項１または２に記載の流量測定装置。3. The magnetic field generating device according to claim 1, wherein both sides of the magnet are magnetically connected by a metal yoke, and the printed circuit board is installed inside the metal yoke. The flow measurement device as described.
一方にアース電極が設置され、前記アース電極は、演算
部の回路グラウンドへ接続されたことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の流量測定装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein a ground electrode is provided at least upstream or downstream of said electrode, and said ground electrode is connected to a circuit ground of a calculation unit. Flow measuring device.
されていることを特徴とする請求項４に記載の流量測定
装置。5. The flow measuring device according to claim 4, wherein said earth electrode is directly connected to said yoke.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084308A JP2001272257A (en) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | Flow-rate measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000084308A JP2001272257A (en) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | Flow-rate measuring apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272257A true JP2001272257A (en) | 2001-10-05 |
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| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071580A (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Yokogawa Electric Corp | Flow meter and method of manufacturing same |
| CN105675651A (en) * | 2016-01-25 | 2016-06-15 | 中国原子能科学研究院 | Apparatus and method for detecting gas content in liquid metal |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084308A patent/JP2001272257A/en active Pending
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