JPH0460534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、渦流量計、より詳細には、気体を渦
流量計で計測する場合、気体流内を伝播する外乱
としての超音波により信号検出が影響を受けるこ
となく安定に検出することができるようにした流
量計に関する。

従来技術 流体の流れの中に渦発生体を対向して配置した
場合、渦発生体後流に流速に比例した周波数のカ
ルマン渦が発生することは周知であり、これを利
用した渦流量計も周知である。而して、本出願人
は、特願昭58−60333号公報において、第３図に
示すような構造の渦流量計を開示した。

第３図において、Ａ図は平断面図、Ｂ図はＡ図
のＢ−Ｂ線断面図で、この渦流量計は、渦検出手
段として超音波を用いたものであり、被測定流体
が流れる管体１内に流れに対向して渦発生体２が
配設され、この渦発生体２の後流に該渦発生体２
と交差して管状体３が管体１の管壁を貫通して固
着されている。管状体３には導圧孔３１が穿孔さ
れており、渦発生に伴なう変動圧を該管状体３内
に導入することにより、該管状体３内に生じる変
動流を超音波発振素子４から発信された超音波と
前記変動流との速度ベクトル和による変調信号と
して受信素子５で受信するものである。

従来技術の問題点 上記従来の渦流量計は、渦変動圧を管状体３に
導入することにより単振動的な一軸方向の流れ変
動とし、超音波の干渉、拡散等による雑音の除か
れたＳ／Ｎの優れた信号として検出するものであ
る。しかし、上記従来の渦流量計は、流量計の上
流に配設された弁装置等から発生する超音波エネ
ルギーが管状体３中に導入され、この超音波エネ
ルギーと前記超音波発振素子４から発信された検
出用の超音波との干渉により変調され、この結
果、流量停止時においても誤信号が発信される等
の問題点があつた。

問題点を解決するための手段 本発明は、叙上の問題点を解決するため、導圧
孔への圧力導入前に消音要素を付加することによ
り管状体３内を流れる検出流中に外部雑音超音波
成分を除去しようとするものである。

実施例 第１図は、本発明による渦流量計の一実施例を
説明するための構成図で、Ａ図は平断面図、Ｂ図
はＡ図のＢ−Ｂ線断面図、Ｃ図はＡ図のＣ−Ｃ線
断面図で、図中、第３図に示した従来の渦流量計
と同様の作用をする部分には第３図と同一の参照
番号を付してある。而して、本発明は、第３図に
示した従来の渦流量計における導圧孔３１を第１
の導圧孔として、この第１の導圧孔３１を含む管
状体３の外周に空室壁８により空室７を形成し、
更に、空室壁に第２の導圧孔３２を穿孔したもの
である。尚、第１，第２の各々の導圧孔は流れ方
向軸に対して異なる位置に開孔している。従つ
て、上流の超音波発生源から伝播した超音波は、
第２の導圧孔３２を通つて第１の導圧孔３１に直
進して管状体３内に直接進入することなく空室７
の内壁で反射を繰返すとともに空室７の内容積と
第１の導圧孔３１と第２の導圧孔３２との１次遅
れ要素により超音波の消音器を形成するもので、
実験によると、第３図に示した従来の渦流量計に
対して−40db以上の雑音低減がみられた。消音
効果は１次遅れ要素を増すことにより上昇するの
で、空室７内の第１の導圧孔と第２の導圧孔間を
複数の板で遮閉して、この遮閉板に流れ軸上位相
の異なる貫通孔を配置することにより一層有効に
実現される。

また、管状体３は渦発生体の幅ｄの５倍以上下
流側で安定した検出信号が得られ、第２の導圧孔
間の間隔ｌを渦間距離の長さにすると、渦変動圧
として最も大きい圧力が印加される。渦発生体２
が３角柱の実施例ではｌ≒1.25dである。このと
きの第１の導圧孔は管体１の壁面近くに配置した
方が位相変化量を有効に活用できる。更に、管状
体３の内径Ｄを超音波の波長λに対して、Ｄ≦
0.586λに選定することにより超音波は平面波とし
て管軸方向にのみ伝搬する音響管の作用を与える
ことになり、コヒーレントな超音波を伝送するこ
とになるので、Ｓ／Ｎの優れた検出ができる。

第２図Ａ〜Ｆは、管状体３内の流体に対して消
音効果を単純な形で与えるものとしての他の実施
例を示す図で、第２図Ａは、第１図に示した実施
例における第１の導圧孔３１を管体１の壁面に隣
接して開孔し、よりＳ／Ｎの向上を計つたもので
ある。第２図Ｂは、第１の導圧孔３１を複数と
し、その各々が第２の導圧孔３２を含む流れ方向
の軸上にないようにしたもので、このようにする
と、第２の導圧孔３２から進入した超音波は第１
の導圧孔３１に直進することなしに空室７の内壁
で反射を繰返し減衰されて管状体３内に導入され
る。第２図Ｃは、第２の導圧孔３２を複数として
第２図Ｂの場合と同様の効果を与えるようにした
ものである。第２図Ｄは、空室７内に金属又は有
機材の多孔質体３３を内装したもので、該多孔質
体３３により該多孔質体３３内に進入した超音波
を呼吸するようにしている。なお、有機材の多孔
質体として不織布のような布を空室内壁に貼付け
ても同様の効果が得られる。第２図Ｅは、上記多
孔質体３３を第１の導圧孔３１の前面に貼付けた
もので、これによつて第２図Ｄの場合と同等の減
衰効果を得るようにしたものである。第２図Ｆ
は、空室７内に第１の導圧孔３１と第２の導圧孔
３２に挟まれるように遮閉板３５を配設したもの
で、該遮閉板３５は第１の導圧孔３１と第２の導
圧孔３２を通る流れ方向軸上にない流通孔３６を
形成するためのものであり、該遮閉板３５に複数
個の貫通孔を穿設して前記流通孔３６を形成する
ようにしてもよい。なお、第２図Ｆには、遮閉板
３５を１枚使用した場合の例を示したが、複数枚
内装することにより、より一層の効果を期待する
ことができる。

効 果 上述の説明から明らかなように、本発明による
と、渦流量計の上流側に配設された弁等から発生
する超音波により、渦による流れ変動が影響を受
け、渦発生個数を誤計数する不具合を簡単な手段
により防止できるとともに検出信号のＳ／Ｎも向
上し、安定した渦流量計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による渦流量計の一実施例を
説明するための構成図で、第１図Ａは平断面図、
第１図Ｂは第１図ＡのＢ−Ｂ線方向からみた断面
図、第１図Ｃは第１図ＡのＣ−Ｃ線方向から見た
断面図、第２図Ａ〜Ｆは、それぞれの他の実施例
を示す要部断面面図、第３図は、従来の渦流量計
の一例を示す図で、第３図Ａは平断面図、第３図
Ｂは第３図ＡのＢ−Ｂ線断面図である。 １……管体、２……渦発生体、３……管状体、
４……発振素子、５……受信素子、７……空室、
８……空室壁、３１，３２……導圧孔、３３，３
４……多孔質体、３５……遮閉板、３６……流通
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管体中に該管体を貫通してかつ該管体中の流
   れに対向して配設された渦発生体と、この渦発生
   体の後流側に前記渦発生体と交差する方向に前記
   管体を貫通して該管体に固着される管状体と、該
   管状体の両端部に対向して設けられた超音波素子
   とからなり、前記管状体の管体内両壁面近傍に設
   けられた一対の渦変動圧導入部より導入される管
   状体内の変動流れを前記超音波素子により検知す
   る渦流量計において、前記管状体の渦変動圧導入
   部は前記管状体の流れに面して設けられた空室で
   あり、該空室に管状体固着部近傍に穿孔した第１
   の導圧孔と、流れ方向第１の導圧孔と異なる空室
   の流れに面して穿孔した第２の導圧孔とを設けた
   ことを特徴とする渦流量計。 ２ 前記第１の導圧孔を各々前記管体の内壁近傍
   に配設し、前記第２の導圧孔間の距離をほぼ渦間
   間隔の長さにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の渦流量計。 ３ 前記第１の導圧孔を複数とし、その各々が、
   前記第２の導圧孔を含む流れ方向軸上にないこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の渦流量計。 ４ 前記第２の導圧孔を複数とし、その各々が前
   記第１の導圧孔を含む流れ方向軸上にないことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか項に記載の渦流量計。 ５ 前記第１の導圧孔と第２の導圧孔を複数と
   し、前記空室内に金属または有機材からなる多孔
   質体を内装したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の渦流量計。 ６ 前記第１導圧孔を複数とし、これら導圧孔全
   面に多孔質体を固着して実質的に前記第２導圧孔
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の渦流量計。 ７ 前記空室内に、前記第１の導圧孔と第２の導
   圧孔間にこの導圧孔を遮閉する１又は複数の各々
   が同一流れ軸上にない孔を穿孔した遮閉板を内装
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の渦流量計。 ８ 渦による流体変位を超音波の位相変化として
   検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第７項のいずれか１項に記載の渦流量計。 ９ 前記管状体の内径を検出超音波の長波λに対
   し、0.586λ以下にしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載の
   渦流量計。