JP2582003Y2 - フルイディック流量計 - Google Patents
フルイディック流量計Info
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- JP2582003Y2 JP2582003Y2 JP6125193U JP6125193U JP2582003Y2 JP 2582003 Y2 JP2582003 Y2 JP 2582003Y2 JP 6125193 U JP6125193 U JP 6125193U JP 6125193 U JP6125193 U JP 6125193U JP 2582003 Y2 JP2582003 Y2 JP 2582003Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、噴出ノズルから流路
内に噴出した流体の振動現象に基づき、流体の流量を測
定するフルイディック流量計に関する。
内に噴出した流体の振動現象に基づき、流体の流量を測
定するフルイディック流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】フルイディック流量計は、例えばＬＰガ
スなどのガス流量を測定するものについては、異常時に
流路を遮断してガスの供給を停止する遮断弁とともにガ
スメータ内に設置されており、遮断弁のガス出口側に連
通する上流側流路、上流側流路に連通する噴出ノズル、
この噴出ノズルの噴出方向前方に配置されるターゲッ
ト、このターゲットを挟んで両側に対称的に設けられる
一対の側壁を有する下流側流路から主として構成されて
いる。
スなどのガス流量を測定するものについては、異常時に
流路を遮断してガスの供給を停止する遮断弁とともにガ
スメータ内に設置されており、遮断弁のガス出口側に連
通する上流側流路、上流側流路に連通する噴出ノズル、
この噴出ノズルの噴出方向前方に配置されるターゲッ
ト、このターゲットを挟んで両側に対称的に設けられる
一対の側壁を有する下流側流路から主として構成されて
いる。
【０００３】噴出ノズルから下流側流路に流出した噴流
のガスは、前記ターゲットに衝突することによって直進
することなく、ターゲットの片側を通過した後、一方の
側壁に衝突し、噴流の一部が逆流する、いわゆる帰還流
となる。この帰還流は、噴出ノズルの下流側流路への開
口部付近にて、噴流主流に対して直交する方向に流体エ
ネルギを付与し制御流としての役割を果たす。つまり、
噴流主流は制御流（帰還流）の影響を受けると、ターゲ
ットの前記とは逆側を通過し、下流側流路の他方の側壁
に衝突した後、一部が逆流する帰還流となり、これによ
り噴出ノズルから噴出する噴流がターゲットの両側面を
左右交互に流れる現象が発生することになる。この左右
交互に流れる噴流の流れの現象により生じる圧力の変化
は、一対の圧力検出機構により検出し、この流体の圧力
が切替わる頻度を振動数として計測することにより流量
が測定される。
のガスは、前記ターゲットに衝突することによって直進
することなく、ターゲットの片側を通過した後、一方の
側壁に衝突し、噴流の一部が逆流する、いわゆる帰還流
となる。この帰還流は、噴出ノズルの下流側流路への開
口部付近にて、噴流主流に対して直交する方向に流体エ
ネルギを付与し制御流としての役割を果たす。つまり、
噴流主流は制御流（帰還流）の影響を受けると、ターゲ
ットの前記とは逆側を通過し、下流側流路の他方の側壁
に衝突した後、一部が逆流する帰還流となり、これによ
り噴出ノズルから噴出する噴流がターゲットの両側面を
左右交互に流れる現象が発生することになる。この左右
交互に流れる噴流の流れの現象により生じる圧力の変化
は、一対の圧力検出機構により検出し、この流体の圧力
が切替わる頻度を振動数として計測することにより流量
が測定される。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】ところで、このような
フルイディック流量計では、流量Ｑと周波数（振動数）
ｆとの間に、ほぼ比例関係となる直線近似式Ｑ＝Ａｆ
（Ａは定数）が成立し、この直線式による検量線に基づ
きマイクロコンピュータなどを用いて周波数ｆから流量
Ｑを算出している。
フルイディック流量計では、流量Ｑと周波数（振動数）
ｆとの間に、ほぼ比例関係となる直線近似式Ｑ＝Ａｆ
（Ａは定数）が成立し、この直線式による検量線に基づ
きマイクロコンピュータなどを用いて周波数ｆから流量
Ｑを算出している。
【０００５】ところが、実際には、噴出ノズルやターゲ
ット及び、下流側流路の側壁など高度な加工精度が要求
される部位を作成するときに生ずる微妙な構造上の誤差
が、複雑な流動状態を発生させることから、流量Ｑと周
波数ｆとの比例関係が適正に得られていない。つまり、
検量線は流量Ｑが周波数ｆの数次の多項式で表されるも
のとなり、上記直線近似式では流量Ｑを正確に求めるこ
とが難しく、演算誤差も大きいものとなっている。
ット及び、下流側流路の側壁など高度な加工精度が要求
される部位を作成するときに生ずる微妙な構造上の誤差
が、複雑な流動状態を発生させることから、流量Ｑと周
波数ｆとの比例関係が適正に得られていない。つまり、
検量線は流量Ｑが周波数ｆの数次の多項式で表されるも
のとなり、上記直線近似式では流量Ｑを正確に求めるこ
とが難しく、演算誤差も大きいものとなっている。
【０００６】この対策として従来では、噴出ノズルの入
口付近に、整流器となる金網（特開平４−１５１５１８
号公報参照）や、半円筒部材（特開平４−２７８４２１
号公報参照）を設けるなど構造上の工夫を施していた。
口付近に、整流器となる金網（特開平４−１５１５１８
号公報参照）や、半円筒部材（特開平４−２７８４２１
号公報参照）を設けるなど構造上の工夫を施していた。
【０００７】しかしながら、上記のように構造上の工夫
を施しても、前記比例関係は充分ではなく、また例え比
例関係が成立したとしても、各種の整流器が必要となっ
て部品点数が増加し構造も複雑化して、コストアップを
招く虞がある。
を施しても、前記比例関係は充分ではなく、また例え比
例関係が成立したとしても、各種の整流器が必要となっ
て部品点数が増加し構造も複雑化して、コストアップを
招く虞がある。
【０００８】そこで、この考案は、整流器を設けるなど
構造上の工夫を施すことなく、測定精度を向上させるこ
とを目的としている。
構造上の工夫を施すことなく、測定精度を向上させるこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この考案は、流体の流量Ｑに対応した流体振動周波
数ｆの発振出力を得る流量検出手段と、この流量検出手
段から得られる流体振動パルスを入力する演算手段を有
し、更にこの演算手段は、前記流量Ｑと流体振動周波数
ｆとの関係を両対数紙上にプロットした複数の測定点に
沿って結ぶ直線から求められる式Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは
定数）に従って流量Ｑを算出する構成としてある。
に、この考案は、流体の流量Ｑに対応した流体振動周波
数ｆの発振出力を得る流量検出手段と、この流量検出手
段から得られる流体振動パルスを入力する演算手段を有
し、更にこの演算手段は、前記流量Ｑと流体振動周波数
ｆとの関係を両対数紙上にプロットした複数の測定点に
沿って結ぶ直線から求められる式Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは
定数）に従って流量Ｑを算出する構成としてある。
【００１０】
【作用】このような構成のフルイディック流量計によれ
ば、流量Ｑと流体振動周波数ｆとの両対数紙上での関係
を表す直線から求めた式Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは定数）に
従って流量Ｑを算出することで、流量演算の誤差が少な
いものとなる。
ば、流量Ｑと流体振動周波数ｆとの両対数紙上での関係
を表す直線から求めた式Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは定数）に
従って流量Ｑを算出することで、流量演算の誤差が少な
いものとなる。
【００１１】
【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づき説明
する。
する。
【００１２】図１は、この考案の一実施例を示すフルイ
ディック流量計の内部構造を主体とした全体構成図であ
る。このフルイディック流量計は、一方の面が開口した
箱状の本体ケース１、その開口をシートパッキンを介し
て気密に覆う板状の図示しない蓋体を有している。本体
ケース１には、流体が導入される上流側流路３、上流側
流路３に一端が連通する噴出ノズル５、噴出ノズル５の
他端が連通し左右対称的に形成された側壁７を有する下
流側流路９、下流側流路９内にて前記噴出ノズル５の噴
出方向前方に配置されるターゲット１１がそれぞれ形成
されている。
ディック流量計の内部構造を主体とした全体構成図であ
る。このフルイディック流量計は、一方の面が開口した
箱状の本体ケース１、その開口をシートパッキンを介し
て気密に覆う板状の図示しない蓋体を有している。本体
ケース１には、流体が導入される上流側流路３、上流側
流路３に一端が連通する噴出ノズル５、噴出ノズル５の
他端が連通し左右対称的に形成された側壁７を有する下
流側流路９、下流側流路９内にて前記噴出ノズル５の噴
出方向前方に配置されるターゲット１１がそれぞれ形成
されている。
【００１３】噴出ノズル１１の出口部の両側には、噴出
流を挟む一対の流量検出手段としての圧力検出機構１３
が設けられ、この圧力検出機構１３には、噴流の流体振
動に起因する圧力変動の変化する頻度を求める周波数検
出機構１５及び演算手段としてのマイクロコンピュータ
などから構成される演算回路１７が接続されている。前
記圧力検出機構１３は、噴流がターゲット１１の両側面
を交互に流れる現象により生じる圧力を検出し、周波数
検出機構１５は圧力検出機構１３より送られる信号より
流体振動が発生する頻度すなわち流体振動周波数を求
め、演算回路１７はこの検出値、つまり流体の圧力が切
り替わる頻度として求めた振動数（周波数）に基づいて
流量を演算する。また演算回路１７は、周波数を所定時
間毎に計測してこの所定時間毎の流量を積算し、表示器
１９に積算流量を表示させる。
流を挟む一対の流量検出手段としての圧力検出機構１３
が設けられ、この圧力検出機構１３には、噴流の流体振
動に起因する圧力変動の変化する頻度を求める周波数検
出機構１５及び演算手段としてのマイクロコンピュータ
などから構成される演算回路１７が接続されている。前
記圧力検出機構１３は、噴流がターゲット１１の両側面
を交互に流れる現象により生じる圧力を検出し、周波数
検出機構１５は圧力検出機構１３より送られる信号より
流体振動が発生する頻度すなわち流体振動周波数を求
め、演算回路１７はこの検出値、つまり流体の圧力が切
り替わる頻度として求めた振動数（周波数）に基づいて
流量を演算する。また演算回路１７は、周波数を所定時
間毎に計測してこの所定時間毎の流量を積算し、表示器
１９に積算流量を表示させる。
【００１４】上記のようなフルイディック流量計では、
流量Ｑと振動周波数ｆの実測データを両対数紙上にプロ
ットすると、図２に示すような傾き１のほぼ直線的な関
係を有する検量線（実線で示してある）が得られる。し
かしながら、実際には、この図からも分かるように、特
に流量Ｑが０．１ｍ3 ／ｈ付近において、実測値は検量
線に対して大きな偏差が発生している。つまり、実際に
は流量Ｑと周波数ｆとは比例関係が成立しておらず、検
量線は流量Ｑが周波数ｆの数次の多項式で表されること
になる。このため上記直線から得られる比例式 Ｑ＝Ａｆ（Ａは定数） (1) から流量Ｑを算出する従来の方式では、誤差が大きく流
量測定精度が低いものとなる。なお、上記式（１）は、
図２ではＱ＝１．３８×１０-2ｆとなる。
流量Ｑと振動周波数ｆの実測データを両対数紙上にプロ
ットすると、図２に示すような傾き１のほぼ直線的な関
係を有する検量線（実線で示してある）が得られる。し
かしながら、実際には、この図からも分かるように、特
に流量Ｑが０．１ｍ3 ／ｈ付近において、実測値は検量
線に対して大きな偏差が発生している。つまり、実際に
は流量Ｑと周波数ｆとは比例関係が成立しておらず、検
量線は流量Ｑが周波数ｆの数次の多項式で表されること
になる。このため上記直線から得られる比例式 Ｑ＝Ａｆ（Ａは定数） (1) から流量Ｑを算出する従来の方式では、誤差が大きく流
量測定精度が低いものとなる。なお、上記式（１）は、
図２ではＱ＝１．３８×１０-2ｆとなる。
【００１５】このような従来の方式に対し、この考案の
実施例では、図２に示した実測データに沿った破線で示
す直線を引き、この直線から Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂはグラフにより求まる定数） (2) という式を求める。この式を利用して流量Ｑを算出する
と、実測値と計算値の誤差が少なくなることは自明であ
るので、式（２）を利用して流量Ｑを演算する。実際に
は、上記式（２）は、図２よりｆ＝７３×Ｑ1.019が得
られ、これを変形すると、次式となる。
実施例では、図２に示した実測データに沿った破線で示
す直線を引き、この直線から Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂはグラフにより求まる定数） (2) という式を求める。この式を利用して流量Ｑを算出する
と、実測値と計算値の誤差が少なくなることは自明であ
るので、式（２）を利用して流量Ｑを演算する。実際に
は、上記式（２）は、図２よりｆ＝７３×Ｑ1.019が得
られ、これを変形すると、次式となる。
【００１６】 Ｑ＝１．４８×１０-2×ｆ0.9814 そして、式（２）にテーラ展開を適用すると、式（３）
となる。
となる。
【００１７】 Ｑ(f) ＝Ｑ（fa）＋｛Ｑ' （fa）／１！｝Δf ＋｛Ｑ''（fa）／２！｝Δf 2 ＋｛Ｑ''' （fa）／３！｝Δf 3 ＋…… (3) ［但し、ｆa はＱ＝ＡｆB が成立する最小値で、 Δｆ＝ｆ−ｆa ，Ｑ' ＝ｄＱ／ｄｆ， Ｑ''＝ｄ2 Ｑ／ｄｆ2 ，Ｑ''' ＝ｄ3 Ｑ／ｄｆ3 ，……である。
【００１８】ここでは３階微分まで示してあり、４階微
分以降は省略してあるが、実際にはさらに高次まで求め
る。］上記式（３）に従って、演算回路１７は流量Ｑを
演算する。
分以降は省略してあるが、実際にはさらに高次まで求め
る。］上記式（３）に従って、演算回路１７は流量Ｑを
演算する。
【００１９】流量Ｑの演算動作に先立って、演算回路１
７への式（３）の設定（記憶）を次のようにして行う。
まず、流量Ｑとこれに対応する振動周波数ｆを計測す
る。この計測データを複数とり、図２のように両対数紙
上にプロットすることで、破線の直線を得、この直線か
ら前記したＱ＝ＡｆB という式（２）を求める。次に、
式（２）をテーラ展開して得た多項式（３）を演算回路
１７に設定（記憶）する。
７への式（３）の設定（記憶）を次のようにして行う。
まず、流量Ｑとこれに対応する振動周波数ｆを計測す
る。この計測データを複数とり、図２のように両対数紙
上にプロットすることで、破線の直線を得、この直線か
ら前記したＱ＝ＡｆB という式（２）を求める。次に、
式（２）をテーラ展開して得た多項式（３）を演算回路
１７に設定（記憶）する。
【００２０】以上で、演算回路１７の設定が終了し、次
に実際に演算回路１７の演算動作がスタートする。
に実際に演算回路１７の演算動作がスタートする。
【００２１】まず、計測データとして振動周波数ｆを計
測し（ステップ１０１）、この計測した振動周波数ｆを
多項式（３）に代入して流量Ｑを算出する（ステップ１
０３）。この流量Ｑは、所定の時間（Δｔ）毎に算出
し、次式に従って積算流量Ｓを求め（ステップ１０
５）、表示器１９に表示させる（ステップ１０７）。
測し（ステップ１０１）、この計測した振動周波数ｆを
多項式（３）に代入して流量Ｑを算出する（ステップ１
０３）。この流量Ｑは、所定の時間（Δｔ）毎に算出
し、次式に従って積算流量Ｓを求め（ステップ１０
５）、表示器１９に表示させる（ステップ１０７）。
【００２２】
【数１】 このように、流量Ｑを求めるにあたり、実測データに沿
った直線（図２で示す破線）を利用し、流量Ｑと振動周
波数ｆとの関係を数次の多項式で表すことで、噴出ノズ
ルの入口部に整流器を設けるなどの構造上の工夫を施す
ことがなくても、流量演算の誤差が少なく算出精度がよ
り向上することになる。
った直線（図２で示す破線）を利用し、流量Ｑと振動周
波数ｆとの関係を数次の多項式で表すことで、噴出ノズ
ルの入口部に整流器を設けるなどの構造上の工夫を施す
ことがなくても、流量演算の誤差が少なく算出精度がよ
り向上することになる。
【００２３】また、上記のような多項式（３）を導くた
めに、測定点としては最低二点あればよく、計測点が少
なくても流量Ｑと振動周波数ｆとの高精度の関係式が得
られる。
めに、測定点としては最低二点あればよく、計測点が少
なくても流量Ｑと振動周波数ｆとの高精度の関係式が得
られる。
【００２４】さらに、製造上の誤差により製品相互間で
検量線にばらつきが発生しても、前記した数次の多項式
（３）を用いることで、検出精度の低下は防止でき、し
たがってこのような方法によれば、フルイディック流量
計を大量に製造する場合に適している。
検量線にばらつきが発生しても、前記した数次の多項式
（３）を用いることで、検出精度の低下は防止でき、し
たがってこのような方法によれば、フルイディック流量
計を大量に製造する場合に適している。
【００２５】
【考案の効果】以上説明してきたように、この考案によ
れば、流量Ｑと流体振動周波数ｆとの関係を両対数紙上
にプロットした複数の測定点に沿って結ぶ直線から求め
たＱ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは定数）に従って流量Ｑを算出す
るようにしたため、噴出ノズルの入口部に整流器を設け
るなど構造上の工夫を施すことなく、流量演算の誤差を
少なくし、測定精度をより向上させることができる。
れば、流量Ｑと流体振動周波数ｆとの関係を両対数紙上
にプロットした複数の測定点に沿って結ぶ直線から求め
たＱ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは定数）に従って流量Ｑを算出す
るようにしたため、噴出ノズルの入口部に整流器を設け
るなど構造上の工夫を施すことなく、流量演算の誤差を
少なくし、測定精度をより向上させることができる。
【図１】この考案の一実施例を示すフルイディック流量
計の内部構造を主体とした全体構成図である。
計の内部構造を主体とした全体構成図である。
【図２】フルイディック流量計における流量と周波数と
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
【図３】演算回路による演算動作を示すフローチャート
である。
である。
１３ 圧力検出機構（圧力検出手段） １５ 演算回路（演算手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 流体の流量Ｑに対応した流体振動周波数
ｆの発振出力を得る流量検出手段と、この流量検出手段
から得られる流体振動パルスを入力する演算手段を有
し、更にこの演算手段は、前記流量Ｑと流体振動周波数
ｆとの関係を両対数紙上にプロットした複数の測定点に
沿って結ぶ直線から求められる式Ｑ＝ＡｆB （Ａ，Ｂは
定数）に従って流量Ｑを算出する構成であることを特徴
とするフルイディック流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125193U JP2582003Y2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フルイディック流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125193U JP2582003Y2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フルイディック流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732522U JPH0732522U (ja) | 1995-06-16 |
| JP2582003Y2 true JP2582003Y2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=13165836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6125193U Expired - Fee Related JP2582003Y2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | フルイディック流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582003Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP6125193U patent/JP2582003Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732522U (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |