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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- 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 |
| CA 2051541 CA2051541A1 (en) | 1990-09-19 | 1991-09-17 | Fluidic flowmeter |
| GB9119861A GB2248300A (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) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991221 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |