JPH05322610A - 流体振動式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は構成の簡略化とともに計測精度の向
上を図るよう構成した流体振動式流量計を提供すること
を目的とする。 【構成】 流体振動式流量計はケーシング１内に下流に
向って噴出ノズル２、柱状ターゲット３、第１〜第４の
ガイド部材を有する。ケーシング１の下面には流速セン
サ８と圧電膜センサ９とが設けられ、噴出ノズル２の底
面には流速センサ８に連通する孔１０が設けられ、噴出
ノズル２と柱状ターゲット３との間の底面には噴流Ａの
流れＤ，Ｅに対向する位置近傍に圧電膜センサ９に連通
する圧力導入孔２０，２１を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体振動式流量計に係
り、特に噴流の圧力を圧力センサに供給する経路の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック素子を利用して流体を振
動させる流体振動式流量計では、小流量域での流量計測
時噴流の圧力が弱まり外部振動による流体の圧力変動と
区別できなくなるため、噴出ノズルの流れを検出する流
速センサと噴出ノズルからの噴流の振動を検出する圧電
膜センサとが設けられている。この種の従来の流量計と
しては、例えば図５，図６に示すような構成の流量計が
ある。両図中、ケーシング１の底板１ａの上面には噴出
ノズル２、柱状ターゲット３、第１〜第４のガイド部材
４〜７が設けられ、底板１ａの下面にはマイクロブリッ
ジチップをセンサ基板に取り付けた熱式流速センサ８と
圧電効果を有する高分子膜よりなる一対の圧電膜センサ
９とが取付けられている。

【０００３】噴出ノズル２からの噴流Ａは柱状ターゲッ
ト３の作用及びコアンダ効果により図５中左方向又は右
方向に偏向され第１のガイド部材４と第３のガイド部材
６との間を流れる帰還流Ｂ又は第２のガイド部材５と第
３のガイド部材６との間を流れる帰還流Ｃとなる。この
帰還流Ｂにより噴流Ａの向きが右方向に切換り、そして
帰還流Ｃによりこの噴流Ａの向きが左方向に切換わる。
この噴流Ａの振動周波数は流体の物性にかかわらず、ケ
ーシング１内を流れる流量に比例する。

【０００４】流速センサ８は噴流ノズル２を流れる小流
量まで検出するため、噴流ノズル２の真下に位置するよ
うに底板１ａの下側に取付けられ、噴出ノズル２の下方
に穿設された孔１０を介して噴出ノズル２と連通してい
る。

【０００５】又、圧電膜センサ９は噴流Ａの流速が最も
大きい噴出噴出ノズル２の出口で圧力検出することが望
ましいが、その位置に上記流速センサ８があるため、噴
出ノズル２の出口近傍に取付けることができなかった。
そのため、従来は圧電膜センサ９を流速センサ８の隣
り、すなわち噴出ノズル２の出口より離れた位置に取付
けるとともに、ケーシング１の底板１ａに噴出ノズル２
の出口と圧電膜センサ９の圧力導入口９ａとを連通する
一対の圧力導入路１１，１２が設けられていた。この圧
力導入路１１，１２は底板１ａの上面に設けられ噴出ノ
ズル２の出口に開口する開口部１１ａ，１２ａと、円形
状の凹部１１ｂ，１２ｂと、底板１ａの下面側に設けら
れた長円形状の溝１１ｃ，１２ｃ（図４中破線で示す）
とよりなる。円形状の凹部１１ｂ，１２ｂには円盤状の
蓋１３，１４が嵌合し接着され、蓋１３，１４の下面に
は開口部１１ａ，１２ａと溝１１ｃ，１２ｃとを連通す
る溝１３ａ，１４ａ（図５中破線で示す）が形成されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の流
体振動式流量計では、ケーシング１の底板１ａの下側に
流速センサ８と圧電膜センサ９とが近接して設けられて
いるので、上記一対の圧力導入路１１，１２を底板１ａ
に形成し、さらに円盤状の蓋１３，１４を取付けなけれ
ばならず、その分部品点数が多くなるばかりか組付工程
での手間も余分にかかるといった課題がある。

【０００７】さらに、従来は噴出ノズル２の出口から圧
電膜センサ９の圧力導入口９ａまでを連通する一対の圧
力導入路１１，１２が底板１ａの上面及び下面に沿って
延在する通路であるので、開口部１１ａ，１２ａで導入
された噴流Ａの圧力は開口部１１ａ，１２ａ、溝１３
ａ，１４ａ、溝１１ｃ，１２ｃを通過する間に減圧され
てしまい、噴流Ａの振動検出感度が低下し、ひいては流
量計測精度の低下を招くおそれがある。

【０００８】そこで、本発明は上記課題を解決した流体
振動式流量計を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシングの
底板上面に噴出ノズル、柱状ターゲット、複数の流体付
着壁を有し、該ケーシングの底板下面に該柱状ターゲッ
トによる噴流の振動を検出するセンサを有する流体振動
式流量計において、前記噴出ノズルと前記流体付着壁と
を結ぶ線上であって、そのほぼ中間の位置の前記ケーシ
ングの底板に前記センサへの圧力導入孔を設けてなる。

【００１０】

【作用】噴出ノズルと流体付着壁とを結ぶ線上のほぼ中
間位置のケーシングの底板に、噴流の圧力をセンサに導
入する圧力導入孔を設けることにより、圧力導入経路の
構成が簡略化されるとともに圧力検出の精度を高められ
る。

【００１１】

【実施例】図１乃至図３に本発明になる流体振動式流量
計の一実施例を示す。尚、同図中、前述した図５，図６
と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
又、図１，図２は夫々ケーシングの蓋を外した状態の図
である。

【００１２】各図中、噴出ノズル２、柱状ターゲット
３、第１〜第４のガイド部材４〜７、流速センサ８、圧
電膜センサ９の形状及び取付位置は図５，図６に示す従
来の流量計と同一である。

【００１３】ケーシング１は左側の側壁１ｂに流入口１
６を有し、前側の側壁１ｃに流出口１７を有する。

【００１４】又、ケーシング１内には流入口１６が連通
する流入室１８と、流出口１７が連通する発振室１９と
が画成されている。

【００１５】そして、流入室１８と発振室１９との間に
は噴射ノズル２が設けられている。従って、流入口１６
より流入室１８へ流入した流体は、噴出ノズル２が加速
されて噴流Ａとなり発振室１９へ噴出され、柱状ターゲ
ット３及びコアンダ効果により生ずる帰還流Ｂ，Ｃの作
用で発振した後流出口１７より流出する。

【００１６】噴流Ａが左右方向に発振した際に通過する
位置は図１中実線で示すように流体付着壁としてのガイ
ド部材４と６との間に向う左方向の流れＤと、図１中破
線で示すように流体付着壁としてのガイド部材５と６と
の間に向う右方向の流れＥである。

【００１７】この噴流Ａが通過する流れＤ，Ｅの下方の
底板１ａには圧力導入孔２０，２１が穿設されている。
この圧力導入孔２０，２１は噴出ノズル２の出口とガイ
ド部材６の両側に向う線上の略中間位置より設けられ、
且つ噴流Ａの流れＤ，Ｅより外側に位置するように開口
している。しかし、圧力導入孔２０，２１の位置は図１
に示す位置に限るものではなく、例えば噴出ノズル２と
柱状ターゲット３との間の流れＤ，Ｅの近傍であれば流
れＤ，Ｅの真下あるいは内側でも良い。そして、底板１
ａの下面には図２，図３に示すように圧力導入孔２０，
２１に連通する長円形の溝２２，２３が設けられてい
る。

【００１８】即ち、底板１ａの下面に設けられた流速セ
ンサ取付部２４の中央には噴出ノズル２に沿う孔１０が
開口し、圧電膜センサ取付部２５には溝２２，２３が開
口している。

【００１９】そして、上記圧力導入孔２０，２１は一対
の圧電膜センサ９の上方に穿設されており、圧力導入孔
２０，２１から導入された圧力は直接圧電膜センサ９に
より検出される。

【００２０】従って、流量計測時、噴流Ａの振動に伴う
圧力変動は圧力導入孔２０，２１及び溝２２，２３を介
して一対の圧電膜センサ９に供給される。

【００２１】よって、従来（図５，図６参照）のように
複雑な圧力導入路１１，１２及び蓋１３，１４を設けず
に済み、その分構成が簡略化され、組立工程も容易に行
える。又、圧電膜センサ９は圧力導入孔２０，２１から
の圧力を損失のない状態で検出できるので、計測感度が
向上し、ひいては流量計測精度が高められている。

【００２２】図４は図５に示す従来の流量計と本発明の
流量計の特性を比較した線図であり、流量に対するメー
タ定数の変化を表わしている。

【００２３】図４中□の線図は図５に示す従来の流量計
の特性を示しており、△の線図は図１に示す本発明の流
量計の特性を示している。同図において圧力導入孔の位
置が噴出ノズル２の出口近傍に設けられた従来の流量計
に対し、圧力導入孔２０，２１の位置が柱状ターゲット
近傍の噴流通過位置に設けられた本発明になる流量計の
メータ定数−流量の特性は略同一レベルであることがわ
かる。しかし、圧電膜センサ９の出力特性を比較する
と、従来が１．１０ｍｖの出力電圧であるのに対し上記
本発明の構成では１．３７ｍｖの出力電圧が得られるこ
とから、圧電膜センサ９の出力電圧が約２０％程度増加
していることがわかる。

【００２４】従って、噴流Ａの振動を測定する際の計測
感度が向上し、その結果流量計測精度がより高められる
とともに計測可能な最小流量を下げることができ計測範
囲を広範囲に設定することができる。

【００２５】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる流体振動式流
量計は、噴出ノズルと流体付着壁とを結ぶ線上のほぼ中
間位置のケーシングの底板に噴流の圧力をセンサに導入
する圧力導入孔を設けることにより、圧力導入経路の構
成を簡略化することができ、従来使用された圧力導入経
路の蓋を不要にして部品点数の削減を図り、組立工程に
おける余分な手間を無くして組立工程の能率を高めるこ
とができる。又、センサが噴流の圧力を直接検出できる
ので、センサの出力を高めて計測感度の向上を図り、流
量計測精度を高めることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる流体振動式流量計の一実施例の平
面図である。

【図２】本発明の要部の縦断面図である。

【図３】ケーシングの下面を示す底面図である。

【図４】従来の流量計と本発明の流量計の特性（メータ
定数−流量）を比較した線図である。

【図５】従来の流量計の平面図である。

【図６】従来の流量計の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 噴射ノズル ３ 柱状ターゲット ４〜７ 第１〜第４のガイド部材 ８ 流速センサ ９ 圧電膜センサ １０ 孔 ２０，２１ 圧力導入孔 ２２，２３ 溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの底板上面に噴出ノズル、柱
   状ターゲット、複数の流体付着壁を有し、該ケーシング
   の底板下面に該柱状ターゲットによる噴流の振動を検出
   するセンサを有する流体振動式流量計において、 前記噴出ノズルと前記流体付着壁とを結ぶ線上であっ
   て、そのほぼ中間の位置の前記ケーシングの底板に前記
   センサへの圧力導入孔を設けてなることを特徴とする流
   体振動式流量計。