JPH0521410B2

JPH0521410B2 -

Info

Publication number: JPH0521410B2
Application number: JP15952284A
Authority: JP
Inventors: Koji Hotsuta
Original assignee: OOBARU KK
Current assignee: OOBARU KK
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1993-03-24
Also published as: JPS6138421A

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、渦信号を
検出整形増幅して発信されるパルス信号としての
メータ係数を求める新規な渦流量計に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vortex flowmeter, and more particularly to a novel vortex flowmeter that detects, shapes, and amplifies a vortex signal to obtain a meter coefficient as a pulse signal transmitted.

従来技術無限流路内に置かれた物体、即ち、渦発生体の
後流に生ずる所謂カルマン渦の発生周波数（Hz）
は、渦発生体の代表長さをｄとし、流速をＶとす
ると、＝ＳＶ／ｄ ……(1) であらわされることは周知の通りである。ここ
に、比例定数Ｓはストローハル数と呼び、渦発生
体の形状が定まれば、あるレイノズル数の範囲で
一定な無次元数である。このように無限流路内に
おいてはストローハル数は一義的に定められる。
しかし、口径Ｄの管路内を流れる流体に対向して
代表長さｄの渦発生体が配設される場合において
は、カルマン渦は管壁の影響を受ける。この影響
の度合は渦と壁面との距離に関係するため、ｄ／
Ｄの大きさによりストローハル数が変化し、上記
無限流路内でのようにストローハル数一定として
流速を求めることはできない。実験によると、渦
発生体の形状を断面三角とした場合、ストローハ
ル数は、ｄ／Ｄが大きくなるに従つて漸増する。
ここにおいて、今、Ｓを管路内流速Ｖを基準とし
たストローハル数、S′を渦発生体を通過する流速
V′を基準としたストローハル数とすると、これ
らの間には、＝ＳＶ／ｄ＝S′V′／ｄ ……(2) の関係がある。ストローハル数S′はＳに比し、
ｄ／Ｄの変化に対する変化は小さいが、ストロー
ハル数一定として渦周波数を算出することは誤差
を大きくし、このようにして求めた渦周波数から
メータ係数を算出することは、誤差が大きすぎて
実用的でなく、従来はこのメータ係数を実験的に
求めなければならなず不経済で、また、わずらわ
しかつた。Prior art Generation frequency (Hz) of the so-called Karman vortex that occurs in the wake of an object placed in an infinite flow path, that is, a vortex generator
As is well known, it is expressed as =SV/d (1) where d is the representative length of the vortex generator and V is the flow velocity. Here, the proportionality constant S is called the Strouhal number, and once the shape of the vortex generator is determined, it is a dimensionless number that is constant within a certain Raynozzle number range. In this way, the Strouhal number is uniquely determined within the infinite flow path.
However, in a case where a vortex generating body having a representative length d is disposed opposite to a fluid flowing in a pipe having a diameter D, the Karman vortex is influenced by the pipe wall. The degree of this influence is related to the distance between the vortex and the wall, so d/
The Strouhal number changes depending on the size of D, and the flow velocity cannot be determined by assuming a constant Strouhal number as in the infinite flow path described above. According to experiments, when the shape of the vortex generator is triangular in cross section, the Strouhal number gradually increases as d/D increases.
Here, S is the Strouhal number based on the flow velocity V in the pipe, and S' is the flow velocity passing through the vortex generator.
Assuming that the Strouhal number is based on V', there is a relationship between them as follows: =SV/d=S'V'/d...(2). The Strouhal number S′ is compared to S,
Although the change in response to changes in d/D is small, calculating the vortex frequency by assuming a constant Strouhal number increases the error, and calculating the meter coefficient from the vortex frequency determined in this way causes too large an error. Conventionally, this meter coefficient had to be determined experimentally, which was uneconomical and troublesome.

目的本発明は、以上に述べた問題点を解決するため
になされたもので、ｄ／Ｄの変化に対して極値を
もつデルタ数δという無次元数を導入することに
より渦発生体の代表長さｄと管路径Ｄを計算して
ｄ／Ｄを求めるようにし、もつて、実験によらず
にδ数を算出し得るようにして正確に渦流量計の
メータ係数を求めるようにしたものである。Purpose The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and by introducing a dimensionless number called delta number δ that has an extreme value with respect to changes in d/D, the vortex generating body can be improved. The representative length d and the pipe diameter D are calculated to determine d/D, and the δ number can be calculated without experimentation, thereby accurately determining the meter coefficient of the vortex flowmeter. It is something.

構成第１図は、渦流量計の一例を説明するたの断面
図で、Ａ図は側断面図、Ｂ図はＡ図のＢ−Ｂ線断
面図で、図中、１０は被測定流体が流れる管路、
１は渦発生体で、無限流路１０内に置かれた渦発
生体１の後流に生ずるカルマン渦に関して、渦の
発生周波数（Hz）が、＝ＳＶ／ｄで表わされることは前述の通りである。ここで、
は周波数、Ｖは流速、ｄは渦発生体の代表長
さ、Ｓはストローハル数と呼ばれる無次元量で、
あるレイノズル数の範囲で一定値を保つとされて
いる。Configuration Fig. 1 is a sectional view for explaining an example of a vortex flowmeter, Fig. A is a side sectional view, and Fig. B is a sectional view taken along the line B-B of Fig. A. In the figure, 10 indicates the fluid to be measured. The pipe through which the
1 is a vortex generator, and as mentioned above, regarding the Karman vortex generated in the wake of the vortex generator 1 placed in the infinite flow path 10, the vortex generation frequency (Hz) is expressed as =SV/d. It is. here,
is the frequency, V is the flow velocity, d is the representative length of the vortex generator, and S is a dimensionless quantity called the Strouhal number.
It is said to maintain a constant value within a certain Raynozzle number range.

しかしながら、密閉された管路１０内に渦発生
体１がある渦流量計の場合、カルマン渦は管壁の
影響（鏡像）を受け、第２図の曲線Ａ，Ｂに示す
ように、ｄ／Ｄの変化に対してストローハル数は
一定とならない。デルタ型渦流量計（三角柱）に
よる実験によると、ストローハル数は第３図の曲
線Ａ，Ｂに示す如く、ｄ／Ｄが大きくなるに従つ
て漸増する。ここで、Ｓは管内流速Ｖを基準とし
たもの、S′は渦発生体を通過する流速V′を基準と
したもので、これらの間には、前述のように、＝ＳＶ／ｄ＝S′V′／ｄの関係がある。即ち、ストローハル数は管内流速
Ｖよりも渦発生体近傍の流速V′を基準にした方
が一定性を保つが、S′＝constと考えるとその誤
差は、非常に大きく、渦流量計として使用するこ
とは出来ない。一方、渦流量計のパルス定数（メ
ータ係数）をＫ（cm³／ｐ）（ｐはパルス数）とする
と、Ａを管路の断面積、A′を渦発生体翌傍の断
面積として、Ｋ＝１／AV＝１／A′V′ ……(3) となる。 However, in the case of a vortex flowmeter with a vortex generator 1 in a sealed pipe 10, the Karman vortex is influenced by the pipe wall (mirror image), and as shown in curves A and B in FIG. The Strouhal number does not remain constant as D changes. According to experiments using a delta-type vortex flowmeter (triangular prism), the Strouhal number gradually increases as d/D increases, as shown by curves A and B in FIG. Here, S is based on the flow velocity V in the pipe, and S' is based on the flow velocity V' passing through the vortex generator, and between these, as mentioned above, =SV/d=S There is a relationship of 'V'/d. In other words, the Strouhal number remains more constant when based on the flow velocity V' near the vortex generator than on the flow velocity V in the pipe, but if we consider that S' = const, the error is extremely large, and it cannot be used as a vortex flowmeter. It cannot be used. On the other hand, if the pulse constant (meter coefficient) of the vortex flowmeter is K (cm ³ /p) (p is the number of pulses), then A is the cross-sectional area of the pipe, and A' is the cross-sectional area next to the vortex generator. K=1/AV=1/A'V'...(3).

ｄ／Ｄ＝0.35の場合 A′≒Ａ（１−1.25d／Ｄ）と考えられるので、Ｋ＝π／4SD²ｄ＝π／4S′（１−1.25ｄ／Ｄ）D²ｄ＝π／4S ｄ／ＤD³＝π／4S′ ｄ／Ｄ（１−1.25ｄ
／Ｄ）D³ ……(4) となる。故に δ＝π／4S ｄ／Ｄ＝π／4S′ ｄ／Ｄ（１−1.25
ｄ／Ｄ） ……(5) とし、このδをデルタ数と名付けると、δは無次
元量で、Ｋ＝δD³ ……(6) で表わされる。このδを求めると、第３図の曲線
Ｃの如くなる。通常、渦流量計の場合、ｄ／Ｄの
値は0.2〜0.3程度であり、この範囲では、ストロ
ーハル数Ｓを一定と考えるより、デルタ数δを一
定とした方が誤差は少ないことが判る。即ち、
ｄ／Ｄ＝0.2〜0.3の範囲に於ける平均ストローハ
ル数S₀，S₀′及び平均デルタ数δ₀を用い、（S₀−
Ｓ）／S₀，（S₀′−S′）／S₀′、及び（δ₀−δ）／
δ₀を求めると、S₀＝CONST／S₀′＝constと考え
たときの誤差は10％以上に及ぶが、δ₀＝constと
することによる誤差は1.5以内に留まる。従つて、
渦流量計の場合、管の口径Ｄを正確に計測し、Ｋ
＝δ₀D³とすることにより、その流量計のパルス
定数Ｋを定めることが出来る。 When d/D=0.35, it is considered that A'≒A (1-1.25d/D), so K=π/4SD ² d=π/4S'(1-1.25d/D) D ² d = π/ 4S d/DD ³ = π/4S' d/D (1-1.25d
/D)D ³ ...(4). Therefore, δ=π/4S d/D=π/4S' d/D(1-1.25
d/D) ...(5) and this δ is named the delta number, δ is a dimensionless quantity and is expressed as K=δD ³ ...(6). When this δ is determined, it becomes a curve C in FIG. Normally, in the case of a vortex flowmeter, the value of d/D is around 0.2 to 0.3, and in this range, it is clear that the error is smaller if the delta number δ is constant than if the Strouhal number S is constant. . That is,
Using the average Strouhal numbers S ₀ , S ₀ ′ and the average delta number δ ₀ in the range of d/D=0.2 to 0.3, (S ₀ −
S)/S ₀ , (S ₀ ′−S′)/S ₀ ′, and (δ ₀ −δ)/
When determining δ ₀ , the error when considering S ₀ =CONST/S ₀ ′=const is more than 10%, but the error due to setting δ ₀ =const remains within 1.5. Therefore,
In the case of a vortex flowmeter, accurately measure the pipe diameter D, and
By setting = δ ₀ D ³ , the pulse constant K of the flowmeter can be determined.

効果以上の説明から明らかなように、本発明による
と、渦発生体の代表長さｄと管路径Ｄを計測して
ｄ／Ｄを求め、これよりδ数を算出してメータ係
数を求めるようにしたので、実験によることなく
メータ係数を求めることができるので、従来技術
に比して経済的にかつ容易にメータ係数を求める
ことができる。Effects As is clear from the above explanation, according to the present invention, the representative length d of the vortex generator and the pipe diameter D are measured to obtain d/D, and the δ number is calculated from this to obtain the meter coefficient. With this arrangement, the meter coefficient can be determined without experimentation, and therefore the meter coefficient can be determined more economically and easily than in the prior art.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は、デルタメータの一例を説明するため
の図、第２図は、渦発生体の代表長さｄと管路径
Ｄとの比ｄ／Ｄとストローハル数Ｓ及びデルタ数
δとの関係を示す図、第３図は、ｄ／Ｄと誤差の
関係を示す図である。１……渦発生体、１０……流路管。 FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a delta meter, and FIG. 2 is a diagram showing the ratio d/D of the representative length d of the vortex generator and the pipe diameter D, the Strouhal number S, and the delta number δ. A diagram showing the relationship, FIG. 3, is a diagram showing the relationship between d/D and error. 1... Vortex generator, 10... Channel pipe.

Claims

[Scope of Claims] 1. A flow path pipe having a diameter D, and a vortex generator having a representative length d disposed within the flow path facing the flow, wherein the representative length d of the vortex generator and the flow The ratio d/D to the pipe diameter D is
In a vortex flowmeter that transmits an alternating vortex signal as a pulse signal that is proportional to the Strouhal number S, which is determined based on the flow velocity in the flow pipe in the range of 0.2 to 0.3, the dimensionless delta number δ is expressed as δ=π /4S d/D, and the meter coefficient K as the above-mentioned pulse signal having a weight of the flow rate is determined from K=δD ³ .