JP3090497B2 - 流体振動型流量センサ - Google Patents
流体振動型流量センサInfo
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- JP3090497B2 JP3090497B2 JP03136901A JP13690191A JP3090497B2 JP 3090497 B2 JP3090497 B2 JP 3090497B2 JP 03136901 A JP03136901 A JP 03136901A JP 13690191 A JP13690191 A JP 13690191A JP 3090497 B2 JP3090497 B2 JP 3090497B2
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- type flow
- fluid vibration
- flow sensor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体（例えば圧縮空気）
振動型流量センサに関する。
振動型流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】フルィディツク発振素子の流体振動が流
量に比例することから、その流体振動を検出して流量を
計測する流体振動型流量計が公知である。
量に比例することから、その流体振動を検出して流量を
計測する流体振動型流量計が公知である。
【０００３】例えば、実開平１−５８１１７号公報の流
体振動型流量計は、絞り部の下流側にターゲットを配
し、更にこのターゲットの両側に側壁を配した流体振動
型流量計において、ターゲットの下流側に流体振動検出
端を配置すると共にこの流体振動検出端の前面であって
流れの方向に対して対称位置に流体振動検出孔を設け、
この検出孔と振動検出センサ間を導圧管にて連通し、流
体振動による圧力変動を電気信号に変換している。この
電気信号の周波数が流量に比例することから流量を計測
する。
体振動型流量計は、絞り部の下流側にターゲットを配
し、更にこのターゲットの両側に側壁を配した流体振動
型流量計において、ターゲットの下流側に流体振動検出
端を配置すると共にこの流体振動検出端の前面であって
流れの方向に対して対称位置に流体振動検出孔を設け、
この検出孔と振動検出センサ間を導圧管にて連通し、流
体振動による圧力変動を電気信号に変換している。この
電気信号の周波数が流量に比例することから流量を計測
する。
【０００４】又、特開昭５７−６６３１３号公報の装置
は、フルィディツク発振素子を用いたフルィディツク流
量計において、ノズル（絞り部）下流の管路の拡大部の
中央部に柱状のターゲットを位置させ、流体発振に応じ
てターゲットに生じる変形や変位を検出するための検出
装置をターゲットの一部に設けたものである。
は、フルィディツク発振素子を用いたフルィディツク流
量計において、ノズル（絞り部）下流の管路の拡大部の
中央部に柱状のターゲットを位置させ、流体発振に応じ
てターゲットに生じる変形や変位を検出するための検出
装置をターゲットの一部に設けたものである。
【０００５】更に又、特開昭５８−４１３１５号公報の
フルィディック流量計は、フルィディツク発振素子のフ
ィードバックループにサーミスタ或いは圧電素子利用の
センサを設けて流体振動を検出している。
フルィディック流量計は、フルィディツク発振素子のフ
ィードバックループにサーミスタ或いは圧電素子利用の
センサを設けて流体振動を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】圧縮空気を利用する産
業機械分野では、利用する圧縮空気の流量を計測する流
量計（流量センサともいう）として、タービン式のよう
な回転部分のない流体振動型流量計の実用化が望まれて
いる。
業機械分野では、利用する圧縮空気の流量を計測する流
量計（流量センサともいう）として、タービン式のよう
な回転部分のない流体振動型流量計の実用化が望まれて
いる。
【０００７】ところが、この種の産業機械は、流量計を
取り付ける場所の振動が大きく、圧縮空気の圧力が１〜
７ｋｇｆ／ｃｍ2 で、流体振動型流量計の流体振動の脈
動圧が水柱０．０１ｍｍ程度の微少圧力変動であること
から、上記従来技術のうち、実開平１−５８１１７号公
報の流量計では、外乱振動によるノイズが、流体振動に
よる信号と同じ程度のレベルで圧力センサに発生し、い
わゆるＳ／Ｎが低下して実用にならないという問題点が
あった。
取り付ける場所の振動が大きく、圧縮空気の圧力が１〜
７ｋｇｆ／ｃｍ2 で、流体振動型流量計の流体振動の脈
動圧が水柱０．０１ｍｍ程度の微少圧力変動であること
から、上記従来技術のうち、実開平１−５８１１７号公
報の流量計では、外乱振動によるノイズが、流体振動に
よる信号と同じ程度のレベルで圧力センサに発生し、い
わゆるＳ／Ｎが低下して実用にならないという問題点が
あった。
【０００８】又、上記従来技術のうち、特開昭５７−６
６３１３号公報の流量計は、ターゲットの構造が複雑と
なるばかりでなく、前記第１の従来技術と同様に、外乱
振動によるＳ／Ｎの悪さから、実用にならないという問
題点があった。
６３１３号公報の流量計は、ターゲットの構造が複雑と
なるばかりでなく、前記第１の従来技術と同様に、外乱
振動によるＳ／Ｎの悪さから、実用にならないという問
題点があった。
【０００９】更に又、上記第３の従来技術では、フィー
ドバックループにセンサを設けて流体振動を検出してお
り、しかも、フィードバックループを流れる流体の流量
は主流路を流れる主噴流の１割以下の量であるため、や
はりＳ／Ｎが低下するばかりでなく、センサとして圧電
素子を用いた場合には、上記第１と第２の従来技術の場
合と同様に、外乱振動によるＳ／Ｎの低下も避けられな
いという問題点があった。
ドバックループにセンサを設けて流体振動を検出してお
り、しかも、フィードバックループを流れる流体の流量
は主流路を流れる主噴流の１割以下の量であるため、や
はりＳ／Ｎが低下するばかりでなく、センサとして圧電
素子を用いた場合には、上記第１と第２の従来技術の場
合と同様に、外乱振動によるＳ／Ｎの低下も避けられな
いという問題点があった。
【００１０】そこで、本発明は、このような従来技術の
問題点を解消して、外乱振動の大きい産業機械で圧縮空
気の流量計測が確実にできる流体振動型流量センサを提
供することを目的とする。
問題点を解消して、外乱振動の大きい産業機械で圧縮空
気の流量計測が確実にできる流体振動型流量センサを提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の流体振動型流量センサは、フルィディツク
発振素子（９）のノズル（３）の下流に設けられたター
ゲット（７）の左右両側の対称位置で、かつノズル
（３）から噴出する主噴流が通る位置に二つの熱式流速
検出部材（１３ａ）（１３ｂ）を配設したことを特徴と
する。
に、本発明の流体振動型流量センサは、フルィディツク
発振素子（９）のノズル（３）の下流に設けられたター
ゲット（７）の左右両側の対称位置で、かつノズル
（３）から噴出する主噴流が通る位置に二つの熱式流速
検出部材（１３ａ）（１３ｂ）を配設したことを特徴と
する。
【００１２】
【作用】流量に比例した周波数でフルィディツク発振素
子（９）が発振し、ノズル（３）から噴出する主噴流は
流体振動に応じてターゲット（７）の左右に交互に偏流
する。従って、この主噴流は、二つの熱式流速検出部材
に交互に強い流れとなって当り、電気信号に変換され
る。
子（９）が発振し、ノズル（３）から噴出する主噴流は
流体振動に応じてターゲット（７）の左右に交互に偏流
する。従って、この主噴流は、二つの熱式流速検出部材
に交互に強い流れとなって当り、電気信号に変換され
る。
【００１３】両熱式流速検出部材の信号を差動増幅する
ことで大きな信号を得る。
ことで大きな信号を得る。
【００１４】
【実施例】図１〜図３の実施例において、１は流量計の
本体で、入口２、ノズル３、側壁４ａ、４ｂ、フィード
バックループ５ａ、５ｂ、出口６が一体的に形成されて
いる。
本体で、入口２、ノズル３、側壁４ａ、４ｂ、フィード
バックループ５ａ、５ｂ、出口６が一体的に形成されて
いる。
【００１５】７はターゲットで、その基部がねじ８によ
り本体１の底面に固定されている。ノズル３、側壁４
ａ、４ｂ、フィードバックループ５ａ、５ｂ及びターゲ
ット７は、周知のフルィディツク発振素子９を構成して
いる。
り本体１の底面に固定されている。ノズル３、側壁４
ａ、４ｂ、フィードバックループ５ａ、５ｂ及びターゲ
ット７は、周知のフルィディツク発振素子９を構成して
いる。
【００１６】１０は本体１の上面に固定した蓋、１１は
蓋１０に取付けた電子回路基板、１２はカバー、１３ａ
と１３ｂはターゲット７の左右両側の対称位置で、ター
ゲット７と側壁４ａ、４ｂとの間の流路に配設された熱
式流速検出部材で、サーミスタや白金薄膜抵抗素子を用
いる。
蓋１０に取付けた電子回路基板、１２はカバー、１３ａ
と１３ｂはターゲット７の左右両側の対称位置で、ター
ゲット７と側壁４ａ、４ｂとの間の流路に配設された熱
式流速検出部材で、サーミスタや白金薄膜抵抗素子を用
いる。
【００１７】熱式流速検出部材１３ａは、図１（ｂ）に
示すように、蓋１０から下方に突出する短かい柱１０ａ
の下端に取付けられている。１３ａ′は熱式流速検出部
材１３ａのリードである。
示すように、蓋１０から下方に突出する短かい柱１０ａ
の下端に取付けられている。１３ａ′は熱式流速検出部
材１３ａのリードである。
【００１８】なお、他方の熱式流速検出部材１３ｂも、
同様に蓋１０から下方に突出する別の柱の下端に取付け
られている。熱式流速検出部材１３ａと１３ｂは、図４
に示すように、比較抵抗１４ａ、１４ｂとそれぞれ直列
に接続されてブリッジ回路を構成しており、直列接続の
両端１５と１６に電源電圧が供給されて、両熱式流速検
出部材１３ａと１３ｂが電流で加熱される。
同様に蓋１０から下方に突出する別の柱の下端に取付け
られている。熱式流速検出部材１３ａと１３ｂは、図４
に示すように、比較抵抗１４ａ、１４ｂとそれぞれ直列
に接続されてブリッジ回路を構成しており、直列接続の
両端１５と１６に電源電圧が供給されて、両熱式流速検
出部材１３ａと１３ｂが電流で加熱される。
【００１９】図１〜図３の入口２から圧縮空気が入り、
ノズル３から下流に噴出する主噴流（メインジェット）
は、フルィディツク発振素子９の流体振動により、図１
（ｂ）に示すように、ターゲット７の左右に矢印Ａ、Ｂ
に示すように交互に偏流する。
ノズル３から下流に噴出する主噴流（メインジェット）
は、フルィディツク発振素子９の流体振動により、図１
（ｂ）に示すように、ターゲット７の左右に矢印Ａ、Ｂ
に示すように交互に偏流する。
【００２０】すると、この主噴流が交互に熱式流体検出
部材１３ａと１３ｂに強く当るため、その電気抵抗が変
化し、両検出部材１３ａと１３ｂの抵抗変化を加算した
電気信号Ｓが図４のブリッジの接続点１７と１８の間に
発生する。
部材１３ａと１３ｂに強く当るため、その電気抵抗が変
化し、両検出部材１３ａと１３ｂの抵抗変化を加算した
電気信号Ｓが図４のブリッジの接続点１７と１８の間に
発生する。
【００２１】流体振動の周波数が７２．５Ｈｚのときの
信号波形を図５に示す。又、このときの信号をスペクト
ラムアナランザで周波数分析した結果を図６に示すが、
Ｓ／Ｎの良いことが明らかである。
信号波形を図５に示す。又、このときの信号をスペクト
ラムアナランザで周波数分析した結果を図６に示すが、
Ｓ／Ｎの良いことが明らかである。
【００２２】因みに、前記第３の従来技術のように、フ
ィードバックループ５ａ、５ｂに熱式流速検出部材を配
置して流体振動を検出することを試みたところ、図７，
図８に示すように、上記本願の実施例に比較して、特に
低減のノイズが多く、Ｓ／Ｎの悪い結果となった。
ィードバックループ５ａ、５ｂに熱式流速検出部材を配
置して流体振動を検出することを試みたところ、図７，
図８に示すように、上記本願の実施例に比較して、特に
低減のノイズが多く、Ｓ／Ｎの悪い結果となった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の流体振動型流量センサは、上述
のように構成されているので、ノズルから下流に流れる
主噴流が、ターゲットの左右両側にそれぞれ配置された
熱式流速検出部材に交互に当るため、検出部材の検出感
度が大きく、しかも外部振動の悪影響を受けない。従っ
て、Ｓ／Ｎの良い信号が得られ、産業機械分野において
も信頼性の高い、可動部のない流量センサを実現でき
た。
のように構成されているので、ノズルから下流に流れる
主噴流が、ターゲットの左右両側にそれぞれ配置された
熱式流速検出部材に交互に当るため、検出部材の検出感
度が大きく、しかも外部振動の悪影響を受けない。従っ
て、Ｓ／Ｎの良い信号が得られ、産業機械分野において
も信頼性の高い、可動部のない流量センサを実現でき
た。
【図１】（ａ）は本発明の実施例における熱式流速検出
部材の配置を説明するための平面図で、流量センサの蓋
を取外した状態の図。 （ｂ）は主噴流の流れを説明する要部拡大平面図。
部材の配置を説明するための平面図で、流量センサの蓋
を取外した状態の図。 （ｂ）は主噴流の流れを説明する要部拡大平面図。
【図２】本発明の実施例の平面図で、蓋の半分を取外し
た状態を示す。
た状態を示す。
【図３】本発明の実施例の一部縦断正面図。
【図４】本発明の実施例の電気回路の要部。
【図５】本発明の実施例の信号波形を示す線図。
【図６】図５の信号の周波数分析結果を示す線図。
【図７】従来技術の一例の信号波形を示す線図。
【図８】図７の信号の周波数分析結果を示す線図。
３ ノズル ７ ターゲット ９ フルィディツク発振素子 １３ａ、１３ｂ 熱式流速検出部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 隆英 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70 号 愛知時計電機株式会社内 (56)参考文献 実開 平２−88114（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/20
Claims (2)
- 【請求項１】 フルィディツク発振素子（９）のノズル
（３）の下流に設けられたターゲット（７）の左右両側
の対称位置で、かつノズル（３）から噴出する主噴流が
通る位置に二つの熱式流速検出部材（１３ａ）（１３
ｂ）を配設したことを特徴とする流体振動型流量セン
サ。 - 【請求項２】 二つの熱式流速検出部材（１３ａ）（１
３ｂ）の信号を差動増幅する電気回路を具備した請求項
１の流体振動型流量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03136901A JP3090497B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 流体振動型流量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03136901A JP3090497B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 流体振動型流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361119A JPH04361119A (ja) | 1992-12-14 |
| JP3090497B2 true JP3090497B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=15186217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03136901A Expired - Fee Related JP3090497B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 流体振動型流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090497B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP03136901A patent/JP3090497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04361119A (ja) | 1992-12-14 |
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Legal Events
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