JP2559115B2 - Vortex detection method, vortex detection device, and flow measurement device - Google Patents

Vortex detection method, vortex detection device, and flow measurement device

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JP2559115B2
JP2559115B2 JP62076899A JP7689987A JP2559115B2 JP 2559115 B2 JP2559115 B2 JP 2559115B2 JP 62076899 A JP62076899 A JP 62076899A JP 7689987 A JP7689987 A JP 7689987A JP 2559115 B2 JP2559115 B2 JP 2559115B2
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vortex generator
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俊道 酒井
進 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、カルマン渦発生周波数が流速に比例するこ
とを利用した流速(流量)計における、渦発生体から発
生する渦を光学的に検出する渦検出方法および装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention optically detects a vortex generated from a vortex generator in a flow velocity (flow rate) meter utilizing that the Karman vortex generation frequency is proportional to the flow velocity. Vortex detection method and device.

[従来の技術] カルマン渦発生周波数が流速に比例することを利用し
た渦流量計は、構造が簡単で、しかも、流量信号をディ
ジタル値で得られる流量計として種々の提案がなされ実
用に供されている。
[Prior Art] A vortex flowmeter utilizing the fact that the Karman vortex generation frequency is proportional to the flow velocity has a simple structure, and various proposals have been made for practical use as a flowmeter which can obtain a flow rate signal as a digital value. ing.

渦発生体そのものに関しては、形状、関係寸法比等の
選択がなされ、これらが適切であれば、広いレイノルズ
数範囲に亘ってほぼ一定なストローハル数のカルマン渦
が発生し広範囲の流量を高精度で計測することができ
る。
With respect to the vortex generator itself, the shape, the related dimension ratio, etc. are selected, and if these are appropriate, a Karman vortex with a Strouhal number that is almost constant over a wide Reynolds number range is generated, and a wide range of flow rate is highly accurate. Can be measured at.

渦の検出に関しても種々の提案がなされており、大別
すると、渦の発生に伴う揚力の作用を利用した方式と、
渦そのものを渦の速度変化として検出する方式とがあ
る。
Various proposals have been made regarding the detection of vortices, and roughly classified, a method using the action of the lift force accompanying the generation of the vortex,
There is a method of detecting the vortex itself as a change in the velocity of the vortex.

前者(揚力の作用を利用した渦検出方式)は、渦発生
体に作用する力により発生する渦発生体の応力または歪
の変化として検出するものであり、渦発生体に埋没した
圧電素子、歪ゲージ等で電気信号に変換する直接方式
と、渦発生体両側面に発生する圧力変化を利用して静電
容量、圧電効果または交番圧力により磁性体を振動さ
せ、この振動を電磁誘導により電気信号に変換する間接
方法とに分類できる。
The former (a vortex detection method that uses the action of lift) detects as a change in stress or strain of the vortex generator that is generated by the force acting on the vortex generator. Direct method of converting to electric signal with a gauge, etc. and pressure change generated on both sides of the vortex generator vibrates a magnetic body by electrostatic capacity, piezoelectric effect or alternating pressure, and this vibration is an electric signal by electromagnetic induction. It can be classified as an indirect method of converting into.

後者(渦をその速度変化として検出する渦検出方式)
においては、加熱したサーミスタ、抵抗線等の抵抗素子
の熱放散に伴う抵抗値の変化、または超音波の伝播速度
変化による位相または振幅変調信号として渦を検出して
いる。
The latter (vortex detection method that detects a vortex as a change in its velocity)
In (1), a vortex is detected as a phase or amplitude modulation signal due to a change in resistance value due to heat dissipation of a heated thermistor, a resistance element such as a resistance wire, or a change in ultrasonic propagation velocity.

[発明が解決しようとする問題点] 上述した渦流量計における渦検出方法において、渦信
号の処理は、渦信号とともに混入する雑音成分である外
部振動、カルマン渦以外に存在する乱流渦等に起因する
信号をバンドパスフィルタ等で取り除くことが必要とさ
れるが、これに関して信号検出の面で問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the vortex detection method in the vortex flowmeter described above, the processing of the vortex signal is performed on external turbulent vortices existing other than the Karman vortex, which are noise components mixed with the vortex signal. It is necessary to remove the resulting signal with a bandpass filter or the like, but this is problematic in terms of signal detection.

すなわち、渦発生体に作用する揚力を検出する方法に
おいては、渦の発生と同期するこの揚力は流速の2乗の
関数であることから、測定すべき流量に対して2乗の範
囲の信号を検出しなければならない。この結果、信号処
理においては、まず、この範囲の信号をほぼ同一レベル
信号まで増幅する可変帯域の増幅器を必要とする。とこ
ろが、この増幅器による低レベル信号ではS/N比が悪化
し、外部雑音の影響を除くことが困難である。この面か
らみると、渦そのものを検出する後者の方法が優れてい
るといえる。
That is, in the method of detecting the lift force acting on the vortex generator, since the lift force that is synchronized with the generation of the vortex is a function of the square of the flow velocity, a signal in the range of the square of the flow rate to be measured is obtained. Must be detected. As a result, in the signal processing, first, a variable band amplifier for amplifying signals in this range to almost the same level signal is required. However, it is difficult to remove the influence of external noise because the S / N ratio deteriorates with the low level signal by this amplifier. From this point of view, the latter method of detecting the vortex itself is superior.

しかしながら、この後者の方法についても以下のよう
な問題がある。
However, this latter method also has the following problems.

すなわち、従来、この方式の例としての熱式方法であ
るサーミスタ、熱線を検出素子とする検出方法において
は、渦発生周波数に対応した周波数特性の熱検出特性を
もった素子を必要とし、この要求を満たす抵抗素子では
熱容量を小さくし感度を上げるために、線径を細くし抵
抗値を大きくしている。この結果、断線等の問題点の多
く、信頼性に欠けるという問題点もあった。
That is, conventionally, in a thermistor which is a thermal method as an example of this method and a detection method using a heat ray as a detection element, an element having a heat detection characteristic of a frequency characteristic corresponding to the vortex generation frequency is required, and this requirement is required. In order to reduce the heat capacity and increase the sensitivity of the resistance element that satisfies the above condition, the wire diameter is reduced and the resistance value is increased. As a result, there are many problems such as disconnection and lack of reliability.

また、超音波変調により渦を検出する方法では、超音
波発信信号が温度変化等で定在波を発生することを防ぐ
ため、流路内面に吸音材を貼付している。この処置は、
流体が気体の場合には吸音材そのものにより流体流に影
響を与え、吸音材を要することを含めて問題があった。
Further, in the method of detecting a vortex by ultrasonic modulation, a sound absorbing material is attached to the inner surface of the flow channel in order to prevent the ultrasonic wave transmission signal from generating a standing wave due to temperature change or the like. This procedure
When the fluid is a gas, the sound absorbing material itself affects the fluid flow, and there is a problem including the need for the sound absorbing material.

したがって、本発明は、カルマン渦発生周波数が、流
速に比例することを利用した流速計の渦検出方法および
装置であって、簡素な構成で、渦そのものを応答よく検
出することのできる渦検出方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention is a vortex detection method and device for a current meter that utilizes the fact that the Karman vortex generation frequency is proportional to the flow velocity, and is a vortex detection method that can detect the vortex itself with good response with a simple configuration. And to provide a device.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本願第1発明である渦検
出方法は、 流体中に渦を発生させるとともに、熱的変化を与え、 上記渦の通過部に光を照射し、 該照射光の上記渦による光学的変化を検出することに
より、 上記渦の発生周波数求めることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the vortex detection method according to the first invention of the present application generates a vortex in a fluid and imparts a thermal change to the passage portion of the vortex. It is characterized in that the generation frequency of the vortex is obtained by irradiating light and detecting an optical change of the irradiating light due to the vortex.

本願第2発明である渦検出装置は、 流体の流れに対向した方向に軸をもつ渦発生体を加熱
または冷却する温度差発生手段と、 上記渦発生体によって渦が発生する上記渦発生体の後
流部に光を照射する光照射手段と、 上記渦を通過した光を検出する光検出手段とを備え、 該光検出手段の出力の変化に応じて上記渦の発生周波
数を検出することを特徴とする。
A vortex detection device according to a second invention of the present application is a temperature difference generating means for heating or cooling a vortex generator having an axis in a direction opposed to a fluid flow, and the vortex generator for generating a vortex by the vortex generator. A light irradiation unit that irradiates the wake portion with light and a light detection unit that detects light that has passed through the vortex are provided, and the generation frequency of the vortex is detected according to a change in the output of the light detection unit. Characterize.

上記渦発生体としては、種々の態様が可能であるが、
好ましくは、線条体を用いる。また、この線条体は、そ
の長手方向の一部のみを温度差発生部とすることができ
る。
As the vortex generator, various modes are possible,
Preferably, a striatum is used. Moreover, this linear body can use only a part of the longitudinal direction as a temperature difference generation part.

[作用] 本発明は、上述した渦そのものを検出する方法におい
て、渦を光学的に検出しようとするものであり、光学的
に検出する方法として渦発生体を直接加熱または冷却
し、あるいは、渦が剥離する剥離点の前流側近傍にて流
体を加熱または冷却して熱的変化を与え、その結果生ず
る渦の密度変化を利用して、渦への照射光を屈折等によ
り光学的に変させ、その光学的変化量として渦の発生周
波数を検出するものである。
[Operation] The present invention is intended to optically detect a vortex in the above-described method for detecting the vortex itself. As the method for optically detecting, the vortex generator is directly heated or cooled, or the vortex generator is used. The fluid is heated or cooled near the upstream side of the separation point to cause a thermal change, and the resulting change in the density of the vortex is used to optically change the irradiation light to the vortex by refraction, etc. Then, the generation frequency of the vortex is detected as the amount of optical change.

例えば、渦発生体を流れに対向して配設し、この渦発
生体に電圧を印加して加熱し、この結果、渦発生体に沿
って流れて剥離し渦として離脱するカルマン渦列に、こ
の渦列と直交する方向、つまり流れと渦発生体とに直交
する方向に平行光線を照射し、渦により屈折される平行
光線または渦もしくはその近傍にて集束する光線の光量
変化をフォトダイオード等の光電変換手段により検出し
て渦信号とするものである。この渦信号の周波数により
渦発生周波数が求められる。
For example, a vortex generator is arranged to face the flow, a voltage is applied to the vortex generator to heat it, and as a result, a Karman vortex street that flows along the vortex generator and separates and separates as a vortex, A parallel light beam is emitted in a direction orthogonal to this vortex row, that is, in a direction orthogonal to the flow and the vortex generator, and the change in the amount of light of the parallel light beam refracted by the vortex or the light beam converging in the vortex or in the vicinity thereof is detected by a photodiode or the like. It is detected by the photoelectric conversion means of (1) to generate a vortex signal. The frequency of the vortex signal determines the vortex generation frequency.

このような本発明によれば渦そのものを極めて応答よ
く検出することが可能となり、従来の渦の直接検出方法
である抵抗変化を利用した場合のように検出抵抗素子の
細線化による信頼性の低下またはダストの付着による熱
抵抗の増加、応答性の低下等がなくなり、また、超音波
利用のような吸音材の貼付等も不要となり、流れに影響
を与えず、渦流速計または渦流量計を構成することが可
能となる。
According to the present invention as described above, it becomes possible to detect the vortex itself with extremely high response, and the reliability is deteriorated due to the thinning of the detection resistance element as in the case of utilizing the resistance change which is the conventional direct detection method of the vortex. Also, there is no increase in thermal resistance due to the adhesion of dust, deterioration of responsiveness, etc., and no need to attach a sound absorbing material such as ultrasonic wave, so it does not affect the flow and the vortex velocity meter or vortex flowmeter can be used. It becomes possible to configure.

[実施例] 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。この実施例では流体を水としたものについ
て説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In this embodiment, the fluid is water.

<実施例の構成> 第1図に、本発明による渦検出装置の一実施例の横断
面図、第2図にその縦断面図を示す。
<Structure of Embodiment> FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the vortex detector according to the present invention, and FIG. 2 shows a vertical cross-sectional view thereof.

第1図および第2図において、渦発生体2は、被測定
流体を導通させる流管1内の直径方向に、すなわち流れ
に対向して配設されている。この渦発生体2は、スイッ
チSWを介して外部電源Eに接続されたニクロム線等の発
熱体であり、計測時はスイッチSWの閉路により通電加熱
される。したがって、流管1が導電性材料でできている
ときは、渦発生体2は絶縁壁14により流管1と絶縁して
絶縁壁14を貫通して固設される。この場合、絶縁壁14の
内面は流管1の内壁面と段差のないようにすることが望
ましい。
1 and 2, the vortex generator 2 is arranged in the diametrical direction inside the flow tube 1 for conducting the fluid to be measured, that is, facing the flow. The vortex generator 2 is a heating element such as a nichrome wire connected to the external power source E via the switch SW, and is electrically heated by the closed circuit of the switch SW during measurement. Therefore, when the flow tube 1 is made of an electrically conductive material, the vortex generator 2 is insulated from the flow tube 1 by the insulating wall 14 and fixedly installed through the insulating wall 14. In this case, it is desirable that the inner surface of the insulating wall 14 be level with the inner wall surface of the flow tube 1.

渦発生体2の後流には、渦発生体2と直交する直径軸
上の流管1両壁面に、外部に伸びる保護筒12および13が
固設されている。保護筒12および13が取付けられた流管
1の壁には窓11が設けられる。窓11は光透過性のよい材
料で密閉してある。保護筒12の端部にはレーザダイオー
ド3が配設される。このレーザダイオード3から発生し
たレーザ光は、保護筒12内部の焦点距離の位置に配設さ
れたロッドレンズ5に照射され、ロッドレンズ5により
平行光または渦もしくはその近傍で集束する光線となっ
て渦Sに向かう。保護筒13の端部開口の外部には上記平
行光を受光するロッドレンズ6が配設され、このロッド
レンズ6の焦点位置にはフォトダイオード4が配設され
ている。
In the wake of the vortex generator 2, protective cylinders 12 and 13 extending outward are fixed to both wall surfaces of the flow tube 1 on a diameter axis orthogonal to the vortex generator 2. A window 11 is provided on the wall of the flow tube 1 to which the protection tubes 12 and 13 are attached. The window 11 is hermetically sealed with a material having good light transmittance. The laser diode 3 is arranged at the end of the protective cylinder 12. The laser light generated from the laser diode 3 is applied to the rod lens 5 arranged at the position of the focal length inside the protection cylinder 12, and becomes a parallel light or a light beam focused in the vortex or its vicinity by the rod lens 5. Head towards vortex S. A rod lens 6 for receiving the parallel light is provided outside the end opening of the protective cylinder 13, and a photodiode 4 is provided at the focal position of the rod lens 6.

<実施例の作用> 以上の構成からなる本発明の上記実施例の作用につい
て述べる。
<Operation of Embodiment> The operation of the above-described embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

被測定流体が第1図矢印Q方向に流れると、渦発生体
2には渦発生体2の直径Dに逆比例し、流速に比例した
周期でカルマン渦が発生する。このカルマン渦は、渦発
生体2から渦柱として剥離、流出するが、渦発生体2に
は電源Eが接続され加熱されているので、渦柱は周囲流
体と密度の異なる流体柱として流体中に放出され、徐々
に拡散し混合する。しかし、渦発生体2の直後では密度
変化も大きく、レーザ光Lは屈折等の光学的変化を起こ
す。流れのない場合のレーザ光は、保護筒13の底部P点
位置に照射されるが、渦が発生すると屈折のため角度δ
だけ点線のように曲げられ、P点よりずれた位置でロッ
ドレンズ6に入光する。ロッドレンズ6の焦点位置にフ
ォトダイオード4を配設した場合、フォトダイオード4
には渦柱がレーザ光Lを通過する過程における密度変化
の時間経過に従った光量の変化として電気信号が検出さ
れる。
When the fluid to be measured flows in the direction of arrow Q in FIG. 1, Karman vortices are generated in the vortex generator 2 in a cycle that is inversely proportional to the diameter D of the vortex generator 2 and proportional to the flow velocity. This Karman vortex separates and flows out from the vortex generator 2 as a vortex column, but since the power source E is connected to the vortex generator 2 and it is heated, the vortex column is a fluid column whose density is different from that of the surrounding fluid. It is released into and gradually diffuses and mixes. However, the density change is large immediately after the vortex generator 2, and the laser light L undergoes an optical change such as refraction. When there is no flow, the laser beam is applied to the position of point P on the bottom of the protective cylinder 13. However, when a vortex is generated, it is refracted and the angle δ is generated.
Is bent like a dotted line, and light enters the rod lens 6 at a position deviated from the point P. When the photodiode 4 is arranged at the focal position of the rod lens 6, the photodiode 4
The electric signal is detected as a change in the amount of light with time of the density change in the process of the vortex column passing the laser light L.

第3A図にその渦検出信号の例を示す。同図に示す例
は、内径24mmの流路に対し、渦発生体の線条を線径0.16
mmのニクロム線とした場合の渦信号の例を示す。
Fig. 3A shows an example of the vortex detection signal. In the example shown in the figure, the line of the vortex generator has a diameter of 0.16
An example of the vortex signal when a nichrome wire of mm is used is shown.

なお、本実施例において、光学系を渦発生体の線条の
長手方向にそって移動させて、各位置での渦周波数を検
出することにより、流速分布を求めることができる。第
3B図に、流管1内の直径上の位置に対する流速を実施し
た結果を示す。
In this embodiment, the flow velocity distribution can be obtained by moving the optical system along the longitudinal direction of the filament of the vortex generator and detecting the vortex frequency at each position. First
FIG. 3B shows the result of performing the flow velocity with respect to the position on the diameter in the flow tube 1.

第4図は、渦発生体2を一様な熱線とするのではな
く、中央部に熱線22を配置しその両端を電気抵抗の低い
導線21、23とした渦発生体2を示すものであり、この場
合は、熱線22後流近傍の部分における流速のみが検出さ
れる。熱線22の長さを短くすることにより、部分流速が
求められる。
FIG. 4 shows the vortex generator 2 in which the vortex generator 2 is not a uniform heating wire, but the heating wire 22 is arranged in the central portion and the both ends thereof are the conductors 21 and 23 having low electric resistance. In this case, only the flow velocity in the portion near the wake of the heat ray 22 is detected. By reducing the length of the heating wire 22, the partial flow velocity is obtained.

このような渦発生体2を、流れ分布に影響を与えない
程度の太さとして軸方向に移動させることにより、移動
方向の各位置における流速分布を求めることもできる。
この場合、光学系を渦発生体2の軸方向移動に対応させ
て移動させる。
It is also possible to obtain the flow velocity distribution at each position in the moving direction by moving such a vortex generator 2 in the axial direction with a thickness that does not affect the flow distribution.
In this case, the optical system is moved corresponding to the axial movement of the vortex generator 2.

なお、渦発生体2は、任意の形状、例えば、第5図
(a)に示すような断面三角形の渦発生体24でもよい。
この場合には、加熱材を渦発生体24の剥離点27の前流部
に位置する部分にニッケル、鉄系の加熱体薄膜26を、ア
ルミナ等の絶縁層25で渦発生体24と絶縁して蒸着等によ
り固着し、これを加熱する。加熱体薄膜26上を流れた流
体は加熱され、第1図の場合と同様に密度差の与えられ
た渦柱が渦発生体24から離脱流下する。
The vortex generator 2 may be an arbitrary shape, for example, the vortex generator 24 having a triangular cross section as shown in FIG.
In this case, the heating material is insulated from the vortex generator 24 by the insulating layer 25 made of alumina or the like, in a portion of the vortex generator 24 located in the upstream of the separation point 27 of the vortex generator 24. It is fixed by vapor deposition etc. and heated. The fluid flowing on the heating body thin film 26 is heated, and the vortex columns having a density difference are separated from the vortex generator 24 and flow down as in the case of FIG.

第5図(b)は、渦発生体24を流管1に配設した場合
の正面図を示すものであり、渦発生体24の幅Dは渦を最
も安定に発生する関係寸法比に定められる。
FIG. 5 (b) shows a front view when the vortex generator 24 is arranged in the flow tube 1, and the width D of the vortex generator 24 is set to a relative dimension ratio for generating the vortex most stably. To be

上記実施例においては、渦発生体2または24の剥離点
27の前流部を加熱する方法について述べたが、渦発生体
を冷却する方法でもよい。
In the above embodiment, the separation point of the vortex generator 2 or 24
Although the method of heating the upstream portion of 27 has been described, a method of cooling the vortex generator may be used.

第5図(a)の中空軸28は、渦発生体24を冷却する流
体、例えば冷水、液化ガス等を通す冷媒流通孔であり、
渦発生体24を冷却することにより渦に密度差を与えるも
のである。冷却手段は、ペルチエ効果等により与えても
よい。要は、加熱/冷却手段により被測定流体の流れに
配設された渦発生体から流出する渦柱に対して密度差と
いう光学的なマークを与えることである。渦を検出する
ための上記光学的変化の検出もフォトダイオードに限る
ものではなくフォトトランジスタ、その他の光電変換素
子でもよい。
The hollow shaft 28 in FIG. 5 (a) is a refrigerant flow hole through which a fluid that cools the vortex generator 24, such as cold water or liquefied gas, passes.
By cooling the vortex generator 24, a density difference is given to the vortex. The cooling means may be provided by the Peltier effect or the like. The point is that the heating / cooling means gives an optical mark called a density difference to the vortex column that flows out from the vortex generator arranged in the flow of the fluid to be measured. The detection of the above-mentioned optical change for detecting the vortex is not limited to the photodiode, and may be a phototransistor or other photoelectric conversion element.

さらに、上記実施例では光源をレーザ光について述べ
たが、白色光でもよい。また、流体は、水に限らず、そ
の他の液体、さらには気体にも適用可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the light source is laser light, but white light may be used. Further, the fluid is not limited to water, and other liquids and even gas can be applied.

[効果] 上述したように、本発明の渦検出方法および装置によ
れば、渦そのものを極めて応答よく検出することが可能
となり、従来の渦の直接検出方法である抵抗変化を利用
した場合のように検出抵抗素子の細線化による信頼性の
低下またはダストの付着による熱抵抗の増加、応答性の
低下等がなくなり、また、超音波利用のような吸音材の
貼付等も不要となり、流れに影響を与えず、渦流速計ま
たは渦流量計を構成することが可能となる。
[Effects] As described above, according to the vortex detection method and device of the present invention, it is possible to detect the vortex itself with extremely high response, and it is possible to use the resistance change which is the conventional direct vortex detection method. In addition, there is no decrease in reliability due to thinning of the detection resistance element, increase in thermal resistance due to adhesion of dust, decrease in response, etc. Also, it is not necessary to attach a sound absorbing material such as ultrasonic wave, which affects the flow It is possible to configure a vortex velocity meter or a vortex flowmeter without giving the above.

しかも、渦発生体の加熱、冷却いずれかを選択するこ
とにより流体に適した熱手段を選択でき、安全性も高
い。
Moreover, by selecting either heating or cooling of the vortex generator, the heating means suitable for the fluid can be selected, and the safety is high.

さらに、渦発生体の断面積を小さくして加熱する方法
により流速分布等も容易に測定することができ、従来、
レーザドップラー方式等、高価で調整困難な装置を使用
する必要もなくなる。
Furthermore, the method of heating by reducing the cross-sectional area of the vortex generator makes it possible to easily measure the flow velocity distribution.
There is no need to use an expensive and difficult-to-adjust device such as a laser Doppler system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の渦検出装置の実施例の横断面図、第2
図は第1図の装置を流れ方向からみた縦断面図、第3A図
は本発明の渦検出方法および装置により測定した渦検出
信号の例を示すグラフ、第3B図は渦発生体の長手方向に
沿った流速分布を示すグラフ、第4図は本発明の他の実
施例の部分横断面図、第5図(a)は本発明のさらに他
の実施例の発熱体の断面図、および第5図(b)は第5
図(a)の発熱体を流管に配設した断面図である。 1……流管 2,24……渦発生体 3……レーザダイオード 4……フォトダイオード 5,6……ロッドレンズ 12,13……保護筒
FIG. 1 is a transverse sectional view of an embodiment of the vortex detector of the present invention,
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the device of FIG. 1 viewed from the flow direction, FIG. 3A is a graph showing an example of the vortex detection signal measured by the vortex detection method and device of the present invention, and FIG. 3B is the longitudinal direction of the vortex generator. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention, FIG. 5 (a) is a cross-sectional view of a heating element of still another embodiment of the present invention, and FIG. 5 (b) is the fifth
It is sectional drawing which arrange | positioned the heat generating body of FIG. 1 …… Flow tube 2,24 …… Vortex generator 3 …… Laser diode 4 …… Photodiode 5,6 …… Rod lens 12,13 …… Protective cylinder

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】流体中に渦を発生させるとともに、上記渦
を加熱または冷却し、 上記流体中の前記渦の通過部に光を照射し、 前記渦を通過した光の光学的変化量を時間経過にしたが
って検出し、前記光学的変化量から前記渦の発生周波数
を求めること特徴とする渦検出方法。
1. A vortex is generated in a fluid, the vortex is heated or cooled, and a passage portion of the vortex in the fluid is irradiated with light, and an optical change amount of the light passing through the vortex is measured as time. A method of detecting a vortex, characterized by detecting the vortex generation frequency from the optical change amount according to the progress.
【請求項2】前記渦を発生させるために線条の渦発生体
を用い、前記渦発生体の長手方向に沿った各位置につい
て発生する渦の発生周波数を求め、前記渦発生体の長手
方向についての流速分布を求めることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の渦検出方法。
2. A linear vortex generator is used to generate the vortex, the generation frequency of the vortex generated at each position along the longitudinal direction of the vortex generator is determined, and the longitudinal direction of the vortex generator is determined. The vortex detection method according to claim 1, characterized in that the flow velocity distribution is calculated.
【請求項3】流体の流れに対向した方向に軸をもつ渦発
生体から発生する渦を、前記流体と異なる温度にするた
めに、前記渦発生体を加熱または冷却する温度差発生手
段と、 上記渦発生体の後流部の前記渦の通過部に光を照射する
光照射手段と、 前記渦の発生周波数を求めるために、前記渦を通過した
光の光学的変化量を時間経過にしたがって検出する光検
出手段とを有することを特徴とする渦検出装置。
3. A temperature difference generating means for heating or cooling the vortex generator so that the vortex generated from the vortex generator having an axis in the direction opposite to the flow of the fluid has a temperature different from that of the fluid. Light irradiating means for irradiating the passage portion of the vortex in the wake portion of the vortex generator with light, and in order to obtain the generation frequency of the vortex, the optical change amount of the light passing through the vortex is changed with time. A vortex detection device having a light detection means for detecting.
【請求項4】流体の流れに対向した方向に軸をもつ渦発
生体から発生する渦を、前記流体と異なる温度にするた
めに、前記渦発生体を加熱または冷却する温度差発生手
段と、 上記渦発生体の後流部の前記渦の通過部に光を照射する
光照射手段と、 上記渦を通過した光を検出する光検出手段とを有し、 上記温度差発生手段は、線条体であり、前記渦発生体を
兼ねていることを特徴とする渦検出装置。
4. A temperature difference generating means for heating or cooling the vortex generator so that the vortex generated from the vortex generator having an axis in a direction opposite to the flow of the fluid has a temperature different from that of the fluid. The vortex generator has a light irradiating means for irradiating the passage portion of the vortex in the wake portion with light, and a light detecting means for detecting the light passing through the vortex. A vortex detector which is a body and also serves as the vortex generator.
【請求項5】流体の流れに対向した方向に軸をもつ渦発
生体から発生する渦を、前記流体と異なる温度にするた
めに、前記渦発生体を加熱または冷却する温度差発生手
段と、 上記渦発生体の後流部の前記渦の通過部に光を照射する
光照射手段と、 上記渦を通過した光を検出する光検出手段とを有し、 上記温度差発生手段は、前記渦発生体の長手方向の一部
のみを加熱または冷却することを特徴とする渦検出装
置。
5. A temperature difference generating means for heating or cooling the vortex generator so that the vortex generated from the vortex generator having an axis in the direction opposite to the flow of the fluid has a temperature different from that of the fluid. The vortex generator has a light irradiating means for irradiating the passage portion of the vortex in the wake of the vortex generator with light, and a light detecting means for detecting the light passing through the vortex. A vortex detector characterized by heating or cooling only a part of the generator in the longitudinal direction.
【請求項6】流体の流れに対向した方向に軸をもつ渦発
生体から発生する渦を、前記流体と異なる温度にするた
めに、前記渦発生体を加熱または冷却する温度差発生手
段と、 上記渦発生体の後流部の前記渦の通過部に光を照射する
光照射手段と、 上記渦を通過した光を検出する光検出手段とを有するこ
とを特徴とする流量測定装置。
6. A temperature difference generating means for heating or cooling the vortex generator so that the vortex generated from the vortex generator having an axis in the direction opposite to the flow of the fluid has a temperature different from that of the fluid. A flow measuring device comprising: a light irradiating means for irradiating the passage portion of the vortex in the wake portion of the vortex generator with light; and a light detecting means for detecting the light passing through the vortex.
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流れの可視化ハンドブック,昭和61年10月20日発行、株式会社朝倉出版発行流れの可視化学会編,P.317

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