JP3025046B2 - 流体振動式流量計 - Google Patents
流体振動式流量計Info
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- JP3025046B2 JP3025046B2 JP3108765A JP10876591A JP3025046B2 JP 3025046 B2 JP3025046 B2 JP 3025046B2 JP 3108765 A JP3108765 A JP 3108765A JP 10876591 A JP10876591 A JP 10876591A JP 3025046 B2 JP3025046 B2 JP 3025046B2
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- Japan
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- flow meter
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- fluid vibration
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広い測定範囲にわたり
高精度の流量計測が可能な流体振動式流量計に関する。
高精度の流量計測が可能な流体振動式流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、流量計本体内に、順次下流に向っ
て、噴出ノズル,柱状ターゲット及び絞り部が形成され
てなる流体振動式の流量計が知られている。これは、噴
出ノズルから噴出した噴流の向きが、流体の物性によら
ず、流量に比例した振動数で柱状ターゲットの両側に交
互に偏向する現象(流体振動)を利用し、圧力変化等か
ら検知したこの流体振動の振動数により流量を演算しこ
れを表示するものである。
て、噴出ノズル,柱状ターゲット及び絞り部が形成され
てなる流体振動式の流量計が知られている。これは、噴
出ノズルから噴出した噴流の向きが、流体の物性によら
ず、流量に比例した振動数で柱状ターゲットの両側に交
互に偏向する現象(流体振動)を利用し、圧力変化等か
ら検知したこの流体振動の振動数により流量を演算しこ
れを表示するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記流量計は、機械的
可動部がなく、流体の物性に依存しないという優れたも
のであるが、改善すべき問題点を有していた。すなわ
ち、流量の小さな範囲では、性能が安定せず測定誤差が
非常に大きくなるという問題があった。これは、従来の
流量計が、前記噴流の一部が噴出ノズル側に戻る流れ、
すなわち帰還流と呼ばれるものにより前記流体振動を発
生させる構成をとっていたことに起因することが大きか
った。
可動部がなく、流体の物性に依存しないという優れたも
のであるが、改善すべき問題点を有していた。すなわ
ち、流量の小さな範囲では、性能が安定せず測定誤差が
非常に大きくなるという問題があった。これは、従来の
流量計が、前記噴流の一部が噴出ノズル側に戻る流れ、
すなわち帰還流と呼ばれるものにより前記流体振動を発
生させる構成をとっていたことに起因することが大きか
った。
【0004】そこで、出願人は、特願平2−24954
1号により、柱状ターゲットの後方に発生させた渦によ
り前記流体振動を発生させる新方式の流体振動式流量計
を提案した。この方式であると、従来の帰還流によるも
のに比べ、同じ流量であっても流体の振動数が高くな
り、又流体振動が安定的に生じ易くなるので、測定精度
が向上するという効果があった。
1号により、柱状ターゲットの後方に発生させた渦によ
り前記流体振動を発生させる新方式の流体振動式流量計
を提案した。この方式であると、従来の帰還流によるも
のに比べ、同じ流量であっても流体の振動数が高くな
り、又流体振動が安定的に生じ易くなるので、測定精度
が向上するという効果があった。
【0005】しかしながら、この渦による流量計におい
ても、柱状ターゲットの寸法によっては小流量域におい
て前記渦が安定的に生じないことがあり、広い測定範囲
でさらなる精度の向上を図る上で問題となっていた。例
えば、図6は、柱状ターゲットの寸法設定を特に特定し
なかった場合の流量と測定誤差との関係を示すデータの
一例であるが、小流量域で誤差が増大していることが分
る。
ても、柱状ターゲットの寸法によっては小流量域におい
て前記渦が安定的に生じないことがあり、広い測定範囲
でさらなる精度の向上を図る上で問題となっていた。例
えば、図6は、柱状ターゲットの寸法設定を特に特定し
なかった場合の流量と測定誤差との関係を示すデータの
一例であるが、小流量域で誤差が増大していることが分
る。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、広い測定範囲でさらなる精度の向上が図られた流体
振動式流量計を提供することを目的としている。
で、広い測定範囲でさらなる精度の向上が図られた流体
振動式流量計を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の流体振動
式流量計は、噴出ノズルと柱状ターゲットと絞り部とが
内部中心線上に順次形成された流量計本体よりなる流体
振動式流量計であって、前記噴出ノズルの幅tと、前記
柱状ターゲットの幅aが、1.0≦a/t≦1.4を満足する
ように設定されていることを特徴とする。
式流量計は、噴出ノズルと柱状ターゲットと絞り部とが
内部中心線上に順次形成された流量計本体よりなる流体
振動式流量計であって、前記噴出ノズルの幅tと、前記
柱状ターゲットの幅aが、1.0≦a/t≦1.4を満足する
ように設定されていることを特徴とする。
【0008】また、請求項2記載の流体振動式流量計
は、前記柱状ターゲットの幅aと前記柱状ターゲットの
厚さbとが、b/a≦0.6を満足するように設定されて
いることを特徴とする。
は、前記柱状ターゲットの幅aと前記柱状ターゲットの
厚さbとが、b/a≦0.6を満足するように設定されて
いることを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成であると、流体振動を生じさせる柱状
ターゲット後方の渦が、小流量においても安定的に発生
するようになる。
ターゲット後方の渦が、小流量においても安定的に発生
するようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図5により
説明する。図1は、本実施例の流量計本体11を示す側
断面図である。流量計本体11は、内部に下流に向って
噴出ノズル12,流路拡大部14及び流路絞り部15が
順次形成され、さらに前記流路拡大部14内の中心線J
上に柱状ターゲット13が形成されたものである。
説明する。図1は、本実施例の流量計本体11を示す側
断面図である。流量計本体11は、内部に下流に向って
噴出ノズル12,流路拡大部14及び流路絞り部15が
順次形成され、さらに前記流路拡大部14内の中心線J
上に柱状ターゲット13が形成されたものである。
【0011】なお、噴出ノズル12,流路拡大部14及
び流路絞り部15の軸直角断面形状はすべて矩形とされ
ている。(すなわち、図1において紙面に直交する方向
には内部形状が変化しない。)
び流路絞り部15の軸直角断面形状はすべて矩形とされ
ている。(すなわち、図1において紙面に直交する方向
には内部形状が変化しない。)
【0012】この流量計本体11は、以下のような特徴
的な構成とされている。第一に、噴出ノズル12の幅t
と柱状ターゲットの幅aとが下記式(1)を満足するよ
うに設定されている。 1.0≦a/t≦1.4 ……(1)
的な構成とされている。第一に、噴出ノズル12の幅t
と柱状ターゲットの幅aとが下記式(1)を満足するよ
うに設定されている。 1.0≦a/t≦1.4 ……(1)
【0013】第二に、柱状ターゲット13の幅aと柱状
ターゲット13の厚さbとが下記式(2)を満足するよ
うに設定されている。 b/a≦0.6 ……(2)
ターゲット13の厚さbとが下記式(2)を満足するよ
うに設定されている。 b/a≦0.6 ……(2)
【0014】第三に、柱状ターゲット13に直交する平
面上において、噴出ノズル12の出口内面の一方の端部
12aより接線方向に出て、軸線Jに対して前記端部1
2aと反対側に位置する柱状ターゲット13の端部13
bにに接する円弧16aの延長線が、流路拡大部14の
内側面14bに達する手前で、絞り部15から延びる壁
面15bに達し、また円弧16bについても同様の条件
が満足されるように、噴出ノズル12の幅t,噴出ノズ
ル12から柱状ターゲット13までの距離H,噴出ノズ
ル12から絞り部15までの距離L,絞り部15の幅
T,流路拡大部14の幅Wが設定されている。
面上において、噴出ノズル12の出口内面の一方の端部
12aより接線方向に出て、軸線Jに対して前記端部1
2aと反対側に位置する柱状ターゲット13の端部13
bにに接する円弧16aの延長線が、流路拡大部14の
内側面14bに達する手前で、絞り部15から延びる壁
面15bに達し、また円弧16bについても同様の条件
が満足されるように、噴出ノズル12の幅t,噴出ノズ
ル12から柱状ターゲット13までの距離H,噴出ノズ
ル12から絞り部15までの距離L,絞り部15の幅
T,流路拡大部14の幅Wが設定されている。
【0015】第四に、前記壁面15a,15bと流路拡
大部14の内側面14a,14bとはぞれぞれ明らかに
分離した形状とされている。すなわち、なだらかな曲面
で接続されておらず、噴出ノズル12からの噴流が前記
壁面15a,15bに当っても噴出ノズル12側に戻る
帰還流が生じない形状とされている。
大部14の内側面14a,14bとはぞれぞれ明らかに
分離した形状とされている。すなわち、なだらかな曲面
で接続されておらず、噴出ノズル12からの噴流が前記
壁面15a,15bに当っても噴出ノズル12側に戻る
帰還流が生じない形状とされている。
【0016】第五に、噴出ノズル12の出口から絞り部
15までの距離Lと、噴出ノズル12の出口から柱状タ
ーゲット13までの距離Hとが、下記式(3)を満足す
るように設定されている。 H/L≧0.5 ……(3)
15までの距離Lと、噴出ノズル12の出口から柱状タ
ーゲット13までの距離Hとが、下記式(3)を満足す
るように設定されている。 H/L≧0.5 ……(3)
【0017】第六に、前記円弧16a,16bの延長線
のそれぞれが前記壁面15b,15aと交差する各点間
の距離Cと、柱状ターゲット13の幅a及び絞り部15
の幅Tとが、下記式(4)を満足するように設定されて
いる。 a≦T≦C ……(4)
のそれぞれが前記壁面15b,15aと交差する各点間
の距離Cと、柱状ターゲット13の幅a及び絞り部15
の幅Tとが、下記式(4)を満足するように設定されて
いる。 a≦T≦C ……(4)
【0018】なお、図1において符号18で示すもの
は、流量拡大部14内の圧力あるいは流速をを検出する
センサであり、符号19で示すものはこのセンサ18か
ら出力される信号を受けてこれを処理することにより流
量を求め表示する測定器である。
は、流量拡大部14内の圧力あるいは流速をを検出する
センサであり、符号19で示すものはこのセンサ18か
ら出力される信号を受けてこれを処理することにより流
量を求め表示する測定器である。
【0019】今、上記流量計本体11を流量を計測した
い流路に接続すると、まず、噴出ノズル12から噴出し
た噴流は、柱状ターゲット13の作用によってどちらか
に偏向し、例えば壁面15aに向う流れとなる。する
と、柱状ターゲット13の下流側に図2に示すような渦
8が発生し、この渦8によって柱状ターゲット13の廻
りに循環流が発生する。この循環流9は、噴流を反対側
へ偏向させる向きに発生するので、これによって噴流は
壁面15bに向うように切換わる。そして、この切換え
が交互に発生し、流量に比例した周波数の流体振動とな
る。
い流路に接続すると、まず、噴出ノズル12から噴出し
た噴流は、柱状ターゲット13の作用によってどちらか
に偏向し、例えば壁面15aに向う流れとなる。する
と、柱状ターゲット13の下流側に図2に示すような渦
8が発生し、この渦8によって柱状ターゲット13の廻
りに循環流が発生する。この循環流9は、噴流を反対側
へ偏向させる向きに発生するので、これによって噴流は
壁面15bに向うように切換わる。そして、この切換え
が交互に発生し、流量に比例した周波数の流体振動とな
る。
【0020】したがって、流路拡大部14内の圧力ある
いは流速を検出するセンサ18から出力される信号を測
定器19で処理することによって、流量を知ることがで
きる。
いは流速を検出するセンサ18から出力される信号を測
定器19で処理することによって、流量を知ることがで
きる。
【0021】そして、上記流量計は、噴出ノズル12の
幅tと柱状ターゲットの幅a、あるいは柱状ターゲット
13の幅aと柱状ターゲット13の厚さbとが、前記式
(1),(2)を満足するように設定されているので、小流
量域でも、前記渦8が安定的に発生して、高精度な計測
が可能となる。
幅tと柱状ターゲットの幅a、あるいは柱状ターゲット
13の幅aと柱状ターゲット13の厚さbとが、前記式
(1),(2)を満足するように設定されているので、小流
量域でも、前記渦8が安定的に発生して、高精度な計測
が可能となる。
【0022】図3は、小流量域の一定値に流量を保ち、
a/tを変化させた場合の最大誤差の値を示すグラフで
あるが、1.0≦a/t≦1.4の範囲では誤差が格段に少な
いことが分る。これは、柱状ターゲット13の幅aが噴
出ノズル12の幅t(言換えれば、噴流の幅)より小さ
くても、また逆に大き過ぎても、渦8の発生が不安定と
なるからである。
a/tを変化させた場合の最大誤差の値を示すグラフで
あるが、1.0≦a/t≦1.4の範囲では誤差が格段に少な
いことが分る。これは、柱状ターゲット13の幅aが噴
出ノズル12の幅t(言換えれば、噴流の幅)より小さ
くても、また逆に大き過ぎても、渦8の発生が不安定と
なるからである。
【0023】また、図4は、小流量域の一定値に流量を
保ち、b/aを変化させた場合の最大誤差の値を示すグ
ラフであるが、b/a≦0.6の範囲では誤差が格段に少
ないことが分る。これも、柱状ターゲット13の厚さb
が幅aに比し大きくなると、渦8の発生が不安定となる
からである。
保ち、b/aを変化させた場合の最大誤差の値を示すグ
ラフであるが、b/a≦0.6の範囲では誤差が格段に少
ないことが分る。これも、柱状ターゲット13の厚さb
が幅aに比し大きくなると、渦8の発生が不安定となる
からである。
【0024】そして、図5は、上記式(1),(2)を満足
する本実施例の流量計の誤差特性を示すグラフである
が、小流量域においても極めて誤差が少ないことがわか
る。
する本実施例の流量計の誤差特性を示すグラフである
が、小流量域においても極めて誤差が少ないことがわか
る。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の流体振動式流量計によれば、小流量域における測定精
度がさらに向上し、広範囲にわたり極めて高精度な流量
測定が可能になるという効果がある。
の流体振動式流量計によれば、小流量域における測定精
度がさらに向上し、広範囲にわたり極めて高精度な流量
測定が可能になるという効果がある。
【図1】流量計本体の断面図である。
【図2】流量計本体内における流れの状態を示す図であ
る。
る。
【図3】噴出ノズルの幅と柱状ターゲットの幅の比が変
化した場合の最大誤差の測定結果を示す図である。
化した場合の最大誤差の測定結果を示す図である。
【図4】柱状ターゲットの幅と厚さの比が変化した場合
の最大誤差の測定結果を示す図である。
の最大誤差の測定結果を示す図である。
【図5】流量が変化した場合の誤差の測定結果を示す図
である。
である。
【図6】従来の流量計を説明するための図であって、流
量が変化した場合の誤差の測定結果を示す図である。
量が変化した場合の誤差の測定結果を示す図である。
11 流量計本体 12 噴出ノズル 13 柱状ターゲット 15 絞り部 t 噴出ノズルの幅 a 柱状ターゲットの幅 b 柱状ターゲットの厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 繁憲 大阪府大阪市西区千代崎3丁目2番95号 大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−66313(JP,A) 特開 平4−128612(JP,A) 実開 昭63−90123(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/20
Claims (2)
- 【請求項1】 噴出ノズルと柱状ターゲットと絞り部と
が内部中心線上に順次形成された流量計本体よりなる流
体振動式流量計であって、前記噴出ノズルの幅tと、前
記柱状ターゲットの幅aが、1.0≦a/t≦1.4を満足す
るように設定されていることを特徴とする流体振動式流
量計。 - 【請求項2】 前記柱状ターゲットの幅aと前記柱状タ
ーゲットの厚さbとが、b/a≦0.6を満足するように
設定されていることを特徴とする請求項1記載の流体振
動式流量計。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108765A JP3025046B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 流体振動式流量計 |
GB9119861A GB2248300A (en) | 1990-09-19 | 1991-09-17 | Fluidic flowmeter |
CA 2051541 CA2051541A1 (en) | 1990-09-19 | 1991-09-17 | Fluidic flowmeter |
FR9111563A FR2667146A1 (fr) | 1990-09-19 | 1991-09-19 | Debitmetre de fluide. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108765A JP3025046B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 流体振動式流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04315012A JPH04315012A (ja) | 1992-11-06 |
JP3025046B2 true JP3025046B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=14492926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3108765A Expired - Fee Related JP3025046B2 (ja) | 1990-09-19 | 1991-04-12 | 流体振動式流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3025046B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3108765A patent/JP3025046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04315012A (ja) | 1992-11-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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