JPH0552614A - Karman vortex-type flow meter - Google Patents

Karman vortex-type flow meter

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JPH0552614A
JPH0552614A JP23866691A JP23866691A JPH0552614A JP H0552614 A JPH0552614 A JP H0552614A JP 23866691 A JP23866691 A JP 23866691A JP 23866691 A JP23866691 A JP 23866691A JP H0552614 A JPH0552614 A JP H0552614A
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JP
Japan
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flow rate
temperature
fluid
vortex
flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP23866691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Utsuki
晃 宇津木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP23866691A priority Critical patent/JPH0552614A/en
Publication of JPH0552614A publication Critical patent/JPH0552614A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase measurement accuracy of flow by measuring the flow with good response and accurately even when the flow rate of fluid varies, to stabilize the form of a vortex producing body. CONSTITUTION:When a Karman vortex 4 is made into contract with a heat- sensitive resistant wire 16, the heat-sensitive resistant wire 16 is cooled to vary its resistance value. A control unit 17 forms signal waveforms as frequency signals from variation in resnstant value, obtauns produce frequency of the karman vortex 4 from the signal waves, and calculates the flow rate V of air. Also a temperature measuring circuit reads out characteristic curves in a temperature map from the flow rate V, and measures the temperature of air by means of the resistance values read out from the characteristic curves and signal wave forms. By this, the control unit 17 measures the flow of mass by means of a flow of volume obtained from the product of the flow rate V and flow path area S and the density of air at the measured air temperature. Also a vortex producing body 11 produces heat by current from a battery power 13 for each start of an engine to burn out and remove foreign matter adhered on its surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気、ガス等の
気体や、水、燃料等の液体の流量を計測するのに用いて
好適なカルマン渦式流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Karman vortex flowmeter suitable for measuring the flow rate of gas such as air and gas, and liquid such as water and fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に従来技術によるカルマン渦式流量
計を、自動車用エンジンの吸入空気量を検出するエアフ
ローメータとして用いた場合を例に挙げて説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example in which a conventional Karman vortex flowmeter is used as an air flow meter for detecting the intake air amount of an automobile engine.

【0003】図において、1は吸気マニホールド(図示
せず)の途中に設けられた段付筒状のケーシングを示
し、該ケーシング1の流入口1A側は拡径して形成さ
れ、該流入口1Aには、吸入空気を整流する整流用ネッ
ト2が取付けられている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a stepped cylindrical casing provided in the middle of an intake manifold (not shown). The casing 1 has an inlet 1A side formed to have an enlarged diameter. A rectifying net 2 that rectifies the intake air is attached to the.

【0004】3はケーシング1の軸線上に位置して該ケ
ーシング1の中間部に設けられ、三角柱状に形成された
渦発生体を示し、該渦発生体3は、矢示方向に流通する
整流状態の空気に接触することにより、その下流側に空
気の流速に比例したカルマン渦4,4,…を交互に発生
させるものである。
Reference numeral 3 denotes a vortex generator formed in the shape of a triangular prism, which is provided on the axial line of the casing 1 and is provided in the intermediate portion of the casing 1. The vortex generator 3 is a rectifier flowing in the direction of the arrow. By contacting the air in the state, Karman vortices 4, 4, ... Which are in proportion to the flow velocity of the air are alternately generated on the downstream side.

【0005】5,5,…は、渦発生体3の下流側に位置
してケーシング1内に設けられ、平板状に形成された複
数の渦安定板を示し、該各渦安定板5は空気の流れに対
して直交するように取付けられている。そして、該各渦
安定板5は、渦発生体3により発生したカルマン渦4を
安定化させるものである。
Reference numerals 5, 5, ... Denote a plurality of flat plate-shaped vortex stabilizers which are provided in the casing 1 at the downstream side of the vortex generator 3, and each of the vortex stabilizers 5 is air. It is installed so that it is orthogonal to the flow of. Each of the vortex stabilizers 5 stabilizes the Karman vortex 4 generated by the vortex generator 3.

【0006】6はケーシング1の壁部に取付けられた超
音波センサを示し、該超音波センサ6は、渦安定板5の
下流側に位置してケーシング1に固定され、その前面が
ケーシング1内に臨むように設けられた超音波発信器6
Aと、該超音波発信器6Aと対向してケーシング1に固
定された超音波受信器6Bとから構成されている。ま
た、該各発信器6A,受信器6Bは、リード線7A,7
Bを介して後述のコントロールユニット8と接続されて
いる。そして、該超音波センサ6は、超音波発信器6A
からケーシング1内に発信された超音波を超音波受信器
6Bで受信することにより、超音波の位相ずれ等からカ
ルマン渦4を検出し、この渦検出信号をオンオフのパル
ス信号としてコントロールユニット8に出力するもので
ある。
Reference numeral 6 denotes an ultrasonic sensor mounted on the wall portion of the casing 1. The ultrasonic sensor 6 is located downstream of the vortex stabilizer 5 and fixed to the casing 1, and the front surface thereof is inside the casing 1. Ultrasonic transmitter 6 provided to face
A and an ultrasonic receiver 6B fixed to the casing 1 so as to face the ultrasonic transmitter 6A. The transmitter 6A and the receiver 6B are connected to the lead wires 7A, 7
It is connected to a control unit 8 described later via B. Then, the ultrasonic sensor 6 is an ultrasonic transmitter 6A.
By receiving the ultrasonic wave transmitted from the casing 1 into the casing 1 by the ultrasonic wave receiver 6B, the Karman vortex 4 is detected from the phase shift of the ultrasonic wave and the vortex detection signal is sent to the control unit 8 as an on / off pulse signal. It is output.

【0007】8はCPU等からマイクロコンピュータと
して構成されたコントロールユニットを示し、該コント
ロールユニット8は、その出力側に超音波センサ6の超
音波発信器6Aがリード線7Aを介して接続され、入力
側には超音波センサ6の受信器6Bがリード線7Bを介
して接続されている。また、該コントロールユニット8
のRAM等からなる記憶エリア8A内には、下記数1に
示す演算式が記憶されている。
Reference numeral 8 denotes a control unit composed of a CPU and the like as a microcomputer. The control unit 8 has an output side to which an ultrasonic wave transmitter 6A of an ultrasonic wave sensor 6 is connected via a lead wire 7A and an input. The receiver 6B of the ultrasonic sensor 6 is connected to the side via a lead wire 7B. Also, the control unit 8
In a storage area 8A composed of a RAM or the like, the arithmetic expression shown in the following Expression 1 is stored.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】そして、該コントロールユニット8は、超
音波受信器6Bからの渦検出信号からケーシング1内を
矢示方向に流通する吸入空気の流速Vを前記数1により
求め、この流速Vと予め記憶エリア8Aに記憶されたケ
ーシング1の流路面積Sとから、空気の体積流量Aを、
Then, the control unit 8 obtains the flow velocity V of the intake air flowing in the casing 1 in the direction of the arrow from the vortex detection signal from the ultrasonic receiver 6B by the above mathematical expression 1, and stores this flow velocity V in advance. From the flow passage area S of the casing 1 stored in the area 8A, the volume flow rate A of air is

【0010】[0010]

【数2】A=V・S として求めるものである。## EQU2 ## This is obtained as A = V.multidot.S.

【0011】従来技術によるカルマン渦式流量計は上述
の如き構成を有するもので、次に、その作動について説
明する。
The Karman vortex flowmeter according to the prior art has the above-mentioned structure, and its operation will be described below.

【0012】まず、ケーシング1内に流入した空気は、
整流用ネット2により整流されて渦発生体3に接触す
る。そして、渦発生体3は空気に対する障害物となって
いるため、該渦発生体3の下流側には、空気の流速Vに
比例するカルマン渦4,4,…が規則正しく交互に発生
し、該各カルマン渦4は各渦安定板5によって安定化さ
れつつ、下流側に向けて移動する。次に、コントロール
ユニット8がリード線7Aを介して超音波センサ6の超
音波発信器6Aに高周波電圧を印加すると、該超音波発
信器6Aはこの高周波電圧に応じた超音波を発信し、こ
の超音波は超音波受信器6Bによって受信される。
First, the air flowing into the casing 1 is
It is rectified by the rectifying net 2 and contacts the vortex generator 3. Since the vortex generator 3 is an obstacle to the air, Karman vortices 4, 4, ... Which are proportional to the flow velocity V of the air are regularly and alternately generated on the downstream side of the vortex generator 3. Each Karman vortex 4 moves toward the downstream side while being stabilized by each vortex stabilizer 5. Next, when the control unit 8 applies a high frequency voltage to the ultrasonic transmitter 6A of the ultrasonic sensor 6 via the lead wire 7A, the ultrasonic transmitter 6A transmits an ultrasonic wave according to the high frequency voltage, The ultrasonic waves are received by the ultrasonic receiver 6B.

【0013】そして、カルマン渦4がこの超音波の波を
横切ると、超音波受信器6Bによる超音波の受信状態
(超音波の位相ずれ等)が変化するから、該超音波受信
器6Bは、カルマン渦4の通過をオンオフのパルス信号
として検出し、このパルス信号を渦検出信号としてコン
トロールユニット8に出力する。
When the Karman vortex 4 crosses this ultrasonic wave, the ultrasonic wave reception state (ultrasonic wave phase shift, etc.) by the ultrasonic wave receiver 6B changes, so that the ultrasonic wave receiver 6B The passage of the Karman vortex 4 is detected as an on / off pulse signal, and this pulse signal is output to the control unit 8 as a vortex detection signal.

【0014】次に、コントロールユニット8は、超音波
受信器6Bからの渦検出信号を読込んで、カルマン渦4
の発生周波数fを算出し、この渦発生周波数fから前記
数1に基づいて空気の流速Vを求める。これにより、コ
ントロールユニット8は、この流速Vとケーシング1の
流路面積Sとから前記数2に基づいて空気の体積流量A
を演算し、この体積流量Aを外部に表示出力する。
Next, the control unit 8 reads the vortex detection signal from the ultrasonic receiver 6B, and the Karman vortex 4
Is calculated, and the flow velocity V of the air is obtained from the vortex generation frequency f based on the above equation 1. As a result, the control unit 8 uses the flow velocity V and the flow passage area S of the casing 1 to calculate the volumetric flow rate A of the air based on the equation 2.
Is calculated, and this volume flow rate A is displayed and output to the outside.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるカルマン渦式流量計では、超音波センサ6
の超音波受信器6Bが受信した超音波の位相ずれ、周波
数変化等からカルマン渦4を検出しているから、空気の
温度変化による影響をほとんど受けない。しかし、超音
波センサ6による検出では、空気の流速Vが変化したと
きに、応答性が低くなって精度も低下するばかりか、超
音波センサ6の分だけ全体が大型化するという問題があ
る。また、計測できるのは体積流量Aであるから、質量
流量が必要な場合には、空気の密度補正をするために別
体の温度センサをケーシング1に設けなくてはならず、
全体構成が複雑化するという問題がある。
In the Karman vortex flowmeter according to the above-mentioned conventional technique, the ultrasonic sensor 6 is used.
Since the Karman vortex 4 is detected from the phase shift of the ultrasonic wave received by the ultrasonic receiver 6B, the frequency change, etc., it is hardly affected by the temperature change of the air. However, the detection by the ultrasonic sensor 6 has a problem that when the flow velocity V of the air changes, not only the response becomes low and the accuracy also deteriorates, but also the entire ultrasonic sensor 6 becomes large in size. Further, since the volume flow rate A can be measured, if the mass flow rate is required, a separate temperature sensor must be provided in the casing 1 to correct the density of air,
There is a problem that the overall configuration becomes complicated.

【0016】さらに、流量計を長時間使用すると、空気
中の異物が徐々に渦発生体3の表面に付着して堆積物
9,9が生じ、該各堆積物9によって該渦発生体3の形
状が変化してしまう。特に、自動車用エンジンの吸入空
気量の計測に用いた場合には、空気中にガム質、カーボ
ン等の異物が多く混入しているから、渦発生体3の形状
も変化し易い。ところが、カルマン渦式流量計は、渦発
生体3の形状寸法の精度によって、流量の計測精度が決
定されてしまうから、渦発生体3の形状が変化すると、
正確に体積流量Aを計測することができず、信頼性が大
幅に低下するという問題がある。
Further, when the flowmeter is used for a long time, foreign matter in the air gradually adheres to the surface of the vortex generator 3 to form deposits 9, 9, and the deposits 9 cause the vortex generator 3 to deposit. The shape changes. In particular, when it is used for measuring the intake air amount of an automobile engine, the shape of the vortex generator 3 is likely to change because a lot of foreign substances such as gum and carbon are mixed in the air. However, in the Karman vortex flowmeter, the accuracy of the flow rate measurement is determined by the accuracy of the shape and size of the vortex generator 3, so if the shape of the vortex generator 3 changes,
There is a problem that the volumetric flow rate A cannot be measured accurately and the reliability is significantly reduced.

【0017】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、流体の流速が変化した場合でも、応答性
よく正確に流体の流量を計測することができ、渦発生体
の形状を長期に亘って安定化し、流量の計測精度を向上
できるようにしたカルマン渦式流量計を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. Even if the flow velocity of the fluid changes, the flow rate of the fluid can be accurately measured with good responsiveness, and the shape of the vortex generator can be maintained for a long period of time. It is an object of the present invention to provide a Karman vortex flowmeter which is stabilized over a period of time and is capable of improving flow rate measurement accuracy.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、流体が流れる筒状のケ
ーシングと、該ケーシング内に流体の流れ方向に対して
垂直に設けられ、流体の流れにより下流側にカルマン渦
を発生させる渦発生体と、該渦発生体の下流側に位置し
て前記ケーシングに設けられ、カルマン渦の有無に応じ
て抵抗値が変化する炭化珪素繊維からなる感温抵抗線
と、該感温抵抗線の抵抗値の変化を周波数信号として検
出する信号検出手段と、該信号検出手段が検出した検出
信号に基づいて流速または流量を演算する流速・流量演
算手段とからなる。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure adopted by the present invention is a cylindrical casing through which a fluid flows, and is provided in the casing perpendicularly to the flow direction of the fluid. A vortex generator that generates a Karman vortex on the downstream side by the flow of a fluid, and a silicon carbide fiber that is provided on the casing located on the downstream side of the vortex generator and has a resistance value that changes depending on the presence of the Karman vortex Temperature sensitive resistance wire, a signal detecting means for detecting a change in resistance value of the temperature sensitive resistance wire as a frequency signal, and a flow velocity / flow rate operation for calculating a flow velocity or a flow rate based on a detection signal detected by the signal detecting means. And means.

【0019】また、前記信号検出手段が検出した検出信
号と流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流
量とに基づいて、流体の温度を計測する温度計測手段
と、該温度計測手段が計測した流体の温度から流体の密
度を演算する密度演算手段と、該密度演算手段で演算し
た流体の密度と前記流速・流量演算手段が演算した流体
の流速または流量とから、前記流体の質量流量を演算す
る質量流量演算手段とを設けるのが好ましい。
Further, temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid based on the detection signal detected by the signal detecting means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculating means, and the temperature measuring means. The mass flow rate of the fluid is calculated from the density calculating means for calculating the density of the fluid from the temperature of the fluid, and the density of the fluid calculated by the density calculating means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculating means. It is preferable to provide a mass flow rate calculation means for calculation.

【0020】さらに、前記渦発生体は、電流によって発
熱する発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給す
ることにより、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切
り手段を設けてもよい。
Further, the vortex generator is made of a heat-generating material that generates heat with an electric current, and a burnout means is provided for burning foreign matter attached to the vortex generator by supplying an electric current to the vortex generator. Good.

【0021】[0021]

【作用】ケーシング内を流体が流れて渦発生体に接触す
ると、該渦発生体の下流側にカルマン渦が交互に発生
し、感温抵抗線はカルマン渦の有無に応じて抵抗値が変
化する。そして、信号検出手段は、この抵抗値の変化を
周波数信号として検出し、流速・流量演算手段は、この
検出信号に基づいて流体の流速または流量を演算するこ
とができる。
When the fluid flows in the casing and comes into contact with the vortex generator, Karman vortices are alternately generated on the downstream side of the vortex generator, and the resistance value of the temperature-sensitive resistance wire changes depending on the presence or absence of the Karman vortex. .. The signal detecting means detects the change in the resistance value as a frequency signal, and the flow velocity / flow rate calculating means can calculate the flow velocity or flow rate of the fluid based on the detection signal.

【0022】また、信号検出手段が検出した検出信号と
流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流量と
に基づいて流体の温度を計測する温度計測手段と、該温
度計測手段が計測した流体の温度から流体の密度を演算
する密度演算手段と、該密度演算手段で演算した流体の
密度と流速・流量演算手段が演算した流体の流速または
流量とから流体の質量流量を演算する質量流量演算手段
とを設ければ、ケーシング内を流通する流体の質量流量
を演算して求めることができる。
Further, temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid based on the detection signal detected by the signal detecting means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculating means, and the fluid measured by the temperature measuring means. Density calculation means for calculating the density of the fluid from the temperature of, and mass flow rate calculation for calculating the mass flow rate of the fluid from the density of the fluid calculated by the density calculation means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculation means By providing the means, the mass flow rate of the fluid flowing in the casing can be calculated and obtained.

【0023】さらに、渦発生体を電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切り手段
を設ければ、渦発生体の表面に付着した異物を焼切って
除去し、該渦発生体の形状が変化するのを防止すること
ができる。
Further, if the vortex generator is made of a heat-generating material that generates heat by an electric current, and electric current is supplied to the vortex generator, a burnout means for burning foreign matter attached to the vortex generator is provided. Foreign matter attached to the surface of the vortex generator can be burned and removed to prevent the shape of the vortex generator from changing.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図6に基
づいて説明する。なお、実施例では前述した図7に示す
従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the embodiment, the same components as those of the conventional technique shown in FIG. 7 described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0025】図中、11は本実施例による渦発生体を示
し、該渦発生体11は、従来技術で述べた渦発生体3と
ほぼ同様に、ケーシング1の軸線上に位置して該ケーシ
ング1の中間部に設けられているものの、該渦発生体1
1は、図2にも示す如く、発熱材料としての炭化珪素繊
維から長尺な円柱状に形成されている。また、該渦発生
体11の軸方向上,下両端にはリード線12A,12B
が接続され、該各リード線12A,12Bを介して後述
するバッテリ電源13および通電スイッチ14と接続さ
れている。ここで、該渦発生体11を形成する炭化珪素
繊維は、温度の上昇に伴ってその抵抗値が低下するサー
ミスタ特性を有するものである。そして、該渦発生体1
1は、空気の流れによって下流側にカルマン渦4,4,
…を交互に生じせしめると共に、通電スイッチ14等を
介してバッテリ電源13からの電流が供給されたときに
は、この電流によって所定温度(例えば1000℃程
度)まで発熱するものである。
In the figure, reference numeral 11 denotes a vortex generator according to the present embodiment, which is located on the axis of the casing 1 in substantially the same manner as the vortex generator 3 described in the prior art. 1, which is provided in the middle part of the vortex generator 1
As shown in FIG. 2, 1 is formed into a long columnar shape from silicon carbide fiber as a heat generating material. In addition, the lead wires 12A and 12B are provided on the axially upper and lower ends of the vortex generator 11, respectively.
Is connected to the battery power source 13 and the energizing switch 14 which will be described later via the respective lead wires 12A and 12B. Here, the silicon carbide fiber forming the vortex generator 11 has a thermistor characteristic in which its resistance value decreases as the temperature rises. And the vortex generator 1
1 is a Karman vortex 4, 4, 4 downstream due to the flow of air
Are alternately generated, and when a current is supplied from the battery power source 13 via the energizing switch 14 or the like, the current generates heat to a predetermined temperature (for example, about 1000 ° C.).

【0026】13は自動車に搭載されたバッテリ電源、
14は該バッテリ電源13のプラス側と渦発生体11の
上端側との間に位置してリード線12Aの途中に設けら
れ、該バッテリ電源13、後述の焼切り回路18等と共
に焼切り手段を構成する通電スイッチを示し、該通電ス
イッチ14は常開型リレーから構成されている。そし
て、該通電スイッチ14はリード線15を介して後述の
焼切り回路18と接続され、該焼切り回路18からの制
御信号により閉成し、バッテリ電源13からの電流を渦
発生体11に供給するものである。
Reference numeral 13 denotes a battery power source mounted on the automobile,
14 is provided between the plus side of the battery power source 13 and the upper end side of the vortex generator 11 and is provided in the middle of the lead wire 12A. The energizing switch is shown, and the energizing switch 14 is a normally open relay. The energizing switch 14 is connected to a burnout circuit 18, which will be described later, via a lead wire 15, is closed by a control signal from the burnout circuit 18, and supplies a current from the battery power source 13 to the vortex generator 11. To do.

【0027】16は渦発生体11の下流側に位置してケ
ーシング1に設けられ、小径な炭化珪素繊維から形成さ
れた感温抵抗線を示し、該感温抵抗線16は後述のコン
トロールユニット17と接続されている。そして、該感
温抵抗線16は、空気の流速Vが増大したり、カルマン
渦4と接触すると、自身の温度が低下して抵抗値が増大
するサーミスタ特性を有するものである。
Reference numeral 16 denotes a temperature-sensitive resistance wire which is provided on the casing 1 at the downstream side of the vortex generator 11 and is made of a small-diameter silicon carbide fiber. The temperature-sensitive resistance wire 16 is a control unit 17 described later. Connected with. The temperature-sensitive resistance wire 16 has a thermistor characteristic in which, when the flow velocity V of air increases or when it contacts the Karman vortex 4, the temperature of itself decreases and the resistance value increases.

【0028】17はCPU等からマイクロコンピュータ
として構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット17は、焼切り回路18と後述の流量
測定部20とから構成されている。
Reference numeral 17 denotes a control unit composed of a CPU and the like as a microcomputer, and the control unit 17 is composed of a burning circuit 18 and a flow rate measuring unit 20 described later.

【0029】18はコントロールユニット17内に設け
られた焼切り回路を示し、該焼切り回路18は、その出
力側に通電スイッチ14が接続され、入力側には自動車
用エンジンを始動するキースイッチ19が接続されてい
る。そして、該焼切り回路18は、キースイッチ19が
オン操作されると通電スイッチ14に制御信号を出力
し、該通電スイッチ14を所定時間(2秒程度)だけ閉
成させて渦発生体11にバッテリ電源13からの電流を
供給させ、該渦発生体11を約1000℃程度に発熱さ
せるものである。
Reference numeral 18 denotes a burnout circuit provided in the control unit 17. The burnout circuit 18 is connected to the energizing switch 14 at its output side, and has a key switch 19 for starting an automobile engine at its input side. Are connected. When the key switch 19 is turned on, the burn-out circuit 18 outputs a control signal to the energizing switch 14 to close the energizing switch 14 for a predetermined time (about 2 seconds), and the vortex generator 11 is closed. A current is supplied from the battery power source 13 to heat the vortex generator 11 to about 1000 ° C.

【0030】20はコントロールユニット17内に設け
られた流量測定部を示し、該流量測定部20は、図3に
も示す如く後述の抵抗値検出回路21、流速演算回路2
5、温度計測回路26、質量流量演算回路30等から構
成されている。
Reference numeral 20 denotes a flow rate measuring unit provided in the control unit 17, and the flow rate measuring unit 20 has a resistance value detecting circuit 21 and a flow velocity calculating circuit 2 which will be described later as shown in FIG.
5, a temperature measuring circuit 26, a mass flow rate calculating circuit 30 and the like.

【0031】21は流量測定部20の入力側に設けら
れ、感温抵抗線16と接続された抵抗値検出回路を示
し、該抵抗値検出回路21は感温抵抗線16の抵抗値R
を検出して検出信号を出力するものである。22は該抵
抗値検出回路21の出力側に設けられた信号検出手段と
しての波形検出回路を示し、該波形検出回路22は、抵
抗値検出回路21からの検出信号を、RAM等からなる
メモリ内に時間変化に応じて格納することにより、図4
に示す如く周波数信号としての抵抗値Rの信号波形23
を検出するものである。ここで、前記信号波形23は、
感温抵抗線16にカルマン渦4が接触したときには、該
感温抵抗線16がカルマン渦4により冷却されてその抵
抗値Rが増大するため、規則正しく発生するカルマン渦
4に応じて抵抗値Rが増減する正弦波形状となってい
る。
Reference numeral 21 denotes a resistance value detecting circuit provided on the input side of the flow rate measuring unit 20 and connected to the temperature-sensitive resistance wire 16. The resistance value detecting circuit 21 is a resistance value R of the temperature-sensitive resistance wire 16.
Is detected and a detection signal is output. Reference numeral 22 denotes a waveform detection circuit as signal detection means provided on the output side of the resistance value detection circuit 21. The waveform detection circuit 22 stores the detection signal from the resistance value detection circuit 21 in a memory such as a RAM. 4 according to the time change.
Signal waveform 23 of the resistance value R as a frequency signal as shown in FIG.
Is to detect. Here, the signal waveform 23 is
When the Karman vortex 4 comes into contact with the temperature sensitive resistance wire 16, the temperature sensitive resistance wire 16 is cooled by the Karman vortex 4 and its resistance value R increases. It has a sinusoidal shape that increases and decreases.

【0032】24は波形検出回路22の出力側に設けら
れた発生周波数検出回路を示し、該発生周波数検出回路
24は、波形検出回路22が検出した信号波形23か
ら、図4に示す如くカルマン渦4の時間あたりの発生
数、即ちカルマン渦4の発生周波数fを検出するもので
ある。25は該発生周波数検出回路24および後述の体
積流量演算回路29と共に流速・流量演算手段を構成す
る流速演算回路を示し、該流速演算回路25は、発生周
波数検出回路24が検出した発生周波数fに基づき、前
記数1に示す演算式とほぼ同様の下記数3から空気の流
速Vを演算するものである。
Reference numeral 24 denotes a generated frequency detection circuit provided on the output side of the waveform detection circuit 22. The generated frequency detection circuit 24 uses the signal waveform 23 detected by the waveform detection circuit 22 as shown in FIG. The number of occurrences of 4 per time, that is, the generation frequency f of the Karman vortex 4 is detected. Reference numeral 25 denotes a flow velocity calculation circuit that constitutes flow velocity / flow rate calculation means together with the generation frequency detection circuit 24 and a volume flow rate calculation circuit 29 described later. The flow velocity calculation circuit 25 determines the generation frequency f detected by the generation frequency detection circuit 24. On the basis of this, the flow velocity V of the air is calculated from the following equation 3 which is almost the same as the equation shown in the above equation 1.

【0033】[0033]

【数3】V=(d1 /s)・f 但し、d1 :渦発生体11の直径寸法[Formula 3] V = (d1 / s) · f, where d1: diameter of vortex generator 11

【0034】26は流量測定部20内に位置し、波形検
出回路22と接続された温度計測手段としての温度計測
回路を示し、該温度計測回路26のメモリ内には図5に
示す温度マップ27が記憶されている。そして、該温度
計測回路26は、波形検出回路22が検出した信号波形
23の谷の部分23Aの抵抗値を、感温抵抗線16がカ
ルマン渦4と接触していない状態の最低抵抗値R0 とし
て読込み、この抵抗値R0 と流速演算回路25が求めた
流速Vとから、温度マップ27に基づいて空気の温度T
を計測するものである。ここで、前記温度マップ27
は、図5に示す如く複数の流速V1 ,V2 ,V3 …(3
本のみ図示)に応じて、感温抵抗線16の抵抗値Rと空
気の温度Tとがマップとして記憶されているものであ
る。
Reference numeral 26 denotes a temperature measuring circuit which is located in the flow rate measuring unit 20 and is connected to the waveform detecting circuit 22 as a temperature measuring means. The temperature map 27 shown in FIG. Is remembered. Then, the temperature measuring circuit 26 sets the resistance value of the valley portion 23A of the signal waveform 23 detected by the waveform detecting circuit 22 as the minimum resistance value R0 in the state where the temperature sensitive resistance wire 16 is not in contact with the Karman vortex 4. The temperature T of the air is read based on the temperature map 27 by reading the resistance value R0 and the flow velocity V obtained by the flow velocity calculating circuit 25.
Is to measure. Here, the temperature map 27
Is a plurality of flow velocities V1, V2, V3 ... (3
The resistance value R of the temperature-sensitive resistance wire 16 and the temperature T of the air are stored as a map according to (only the book is shown).

【0035】28は温度計測回路26の出力側に設けら
れた密度演算手段としての密度演算回路を示し、該密度
演算回路28は、温度計測回路26からの温度Tに基づ
いて密度マップ(図示せず)を読出し、その温度Tにお
ける空気密度ρを演算し、この空気密度ρを質量流量演
算回路30に出力するものである。ここで、前記密度マ
ップは、空気、ガソリン等の流体の種類に応じて、流体
温度と流体密度との関係がマップとして記憶されている
ものである。
Reference numeral 28 denotes a density calculation circuit as a density calculation means provided on the output side of the temperature measurement circuit 26. The density calculation circuit 28 is based on the temperature T from the temperature measurement circuit 26 and has a density map (not shown). No.), the air density ρ at that temperature T is calculated, and this air density ρ is output to the mass flow rate calculation circuit 30. Here, in the density map, the relationship between the fluid temperature and the fluid density is stored as a map according to the type of fluid such as air and gasoline.

【0036】29は流速演算回路25の出力側に設けら
れ、流速演算回路25と共に流速・流量演算手段を構成
する体積流量演算回路を示し、該体積流量演算回路のメ
モリ内には前記数2に示す演算式が記憶されている。そ
して、該体積流量演算回路29は、流速演算回路25が
演算した流速Vから前記数2に基づいて体積流量Aを演
算するものである。
Reference numeral 29 denotes a volume flow rate calculation circuit which is provided on the output side of the flow rate calculation circuit 25 and constitutes a flow rate / flow rate calculation means together with the flow rate calculation circuit 25. The arithmetic expression shown is stored. The volumetric flow rate calculation circuit 29 calculates the volumetric flow rate A from the flow velocity V calculated by the flow velocity calculation circuit 25 based on the equation (2).

【0037】30は流量測定部20内に設けられた質量
流量演算手段としての質量流量演算回路を示し、該質量
流量演算回路30のメモリ内には下記数4に示す演算式
が記憶されている。そして、該質量流量演算回路30
は、体積流量演算回路29からの体積流量Aと密度演算
回路28からの空気密度ρとに基づいて質量流量Bを演
算するものである。
Reference numeral 30 denotes a mass flow rate calculation circuit as a mass flow rate calculation means provided in the flow rate measurement unit 20, and the memory of the mass flow rate calculation circuit 30 stores the calculation formula shown in the following equation 4. .. Then, the mass flow rate calculation circuit 30
Is for calculating the mass flow rate B based on the volume flow rate A from the volume flow rate calculation circuit 29 and the air density ρ from the density calculation circuit 28.

【0038】[0038]

【数4】B=A・ρ[Equation 4] B = A · ρ

【0039】31は体積流量演算回路29と質量流量演
算回路30との間に設けられた出力切換回路を示し、該
出力切換回路31は、作業者によって切換操作されるこ
とにより、体積流量Aか質量流量Bのいずれかを選択し
て切換え、各流量A,Bを表示器32に出力して表示さ
せるものである。
Reference numeral 31 denotes an output switching circuit provided between the volume flow rate calculation circuit 29 and the mass flow rate calculation circuit 30. The output switching circuit 31 is switched to a volume flow rate A by being switched by an operator. One of the mass flow rates B is selected and switched, and the respective flow rates A and B are output to the display 32 and displayed.

【0040】本実施例によるカルマン渦式流量計は上述
の如き構成を有するもので、次にその作動について説明
する。
The Karman vortex flowmeter according to this embodiment has the above-mentioned structure, and its operation will be described below.

【0041】まず、ケーシング1内に整流用ネット2に
よって整流された空気が流入すると、この空気は渦発生
体11に接触し、該渦発生体11の下流側にはカルマン
渦4が交互に規則正しく発生する。そして、このカルマ
ン渦4が感温抵抗線16に接触すると、該感温抵抗線1
6はカルマン渦4により冷却されるから、自身の温度が
低下して抵抗値Rが増大する。次に、抵抗値検出回路2
1は感温抵抗線16の抵抗値Rを検出し、波形検出回路
22は、抵抗値検出回路21からの検出抵抗値Rに基づ
き信号波形23を形成する。そして、発生周波数検出回
路24は、この信号波形23からカルマン渦4の発生周
波数fを検出し、流速演算回路25は、この発生周波数
fに基づき、前記数3から空気の流速Vを演算する。ま
た、ここで、図6に示す如く、空気温度Tが低温T1 か
ら高温T2 に変化したり、流速Vが速くなったりした場
合には、空気の流速Vの増大等に伴って感温抵抗線16
の抵抗値Rが変化する。しかし、波形検出回路22は、
感温抵抗線16の抵抗値変化を時系列に並べて信号波形
23を形成し、発生周波数検出回路24は該信号波形2
3から発生周波数fを検出しているため、空気温度T、
流速Vの変化に影響されることなく発生周波数fを検出
できる。
First, when the air rectified by the rectifying net 2 flows into the casing 1, the air comes into contact with the vortex generator 11, and the Karman vortices 4 are alternately arranged regularly on the downstream side of the vortex generator 11. Occur. When the Karman vortex 4 contacts the temperature-sensitive resistance wire 16, the temperature-sensitive resistance wire 1
Since 6 is cooled by the Karman vortex 4, the temperature of itself decreases and the resistance value R increases. Next, the resistance value detection circuit 2
1 detects the resistance value R of the temperature sensitive resistance wire 16, and the waveform detection circuit 22 forms a signal waveform 23 based on the detected resistance value R from the resistance value detection circuit 21. Then, the generation frequency detection circuit 24 detects the generation frequency f of the Karman vortex 4 from the signal waveform 23, and the flow velocity calculation circuit 25 calculates the flow velocity V of air from the equation 3 based on the generation frequency f. Further, as shown in FIG. 6, when the air temperature T changes from the low temperature T1 to the high temperature T2 or the flow velocity V increases, the temperature-sensitive resistance line increases as the flow velocity V of the air increases. 16
The resistance value R changes. However, the waveform detection circuit 22
The change in resistance value of the temperature-sensitive resistance wire 16 is arranged in time series to form a signal waveform 23.
Since the generated frequency f is detected from 3, the air temperature T,
The generated frequency f can be detected without being affected by the change in the flow velocity V.

【0042】一方、温度計測回路26は、波形検出回路
22から信号波形23の谷23Aの部分の抵抗値を最低
抵抗値R0 として読込むと共に、流速演算回路25から
空気の流速Vを読込む。そして、該温度計測回路26
は、流速演算回路25からの流速Vから、予め記憶され
た各流速V1 ,V2 ,V3 ,…のうち最も近い一の流速
を選択し、この流速において最低抵抗値R0 が現われる
温度を空気温度Tとして密度演算回路28に出力し、該
密度演算回路28は、密度マップを読出してその温度T
における空気の密度ρを演算する。
On the other hand, the temperature measuring circuit 26 reads the resistance value of the valley 23A of the signal waveform 23 from the waveform detecting circuit 22 as the minimum resistance value R0, and also reads the flow velocity V of the air from the flow velocity calculating circuit 25. Then, the temperature measuring circuit 26
Selects the closest flow velocity among the flow velocity V1, V2, V3, ... Stored in advance from the flow velocity V from the flow velocity calculation circuit 25, and the temperature at which the lowest resistance value R0 appears at this flow velocity is the air temperature T. To the density calculation circuit 28, and the density calculation circuit 28 reads the density map and outputs the temperature T
The density ρ of the air at is calculated.

【0043】次に、体積流量演算回路29は、流速演算
回路25から出力された流速Vから前記数2に基づき体
積流量Aを演算し、質量流量演算回路30は、この体積
流量Aと密度演算回路28から出力された空気密度ρと
から、前記数4に基づいて質量流量Bを演算する。そし
て、出力切換回路31は、作業者の選択により、体積流
量演算回路29と質量流量演算回路30とを切換えるこ
とにより、体積流量A,質量流量Bを表示器32に出力
して表示させる。
Next, the volume flow rate calculation circuit 29 calculates the volume flow rate A from the flow rate V output from the flow rate calculation circuit 25 based on the above equation 2, and the mass flow rate calculation circuit 30 calculates the volume flow rate A and the density. From the air density ρ output from the circuit 28, the mass flow rate B is calculated based on the equation (4). Then, the output switching circuit 31 switches the volume flow rate calculation circuit 29 and the mass flow rate calculation circuit 30 according to the operator's selection to output the volume flow rate A and the mass flow rate B to the display 32 for display.

【0044】また、キースイッチ19がオン操作された
ときには、焼切り回路18は通電スイッチ14に制御信
号を出力して該通電スイッチ14を所定時間だけ閉成さ
せ、バッテリ電源13からの電流を各リード線12A,
12Bを介して渦発生体11に供給し、該渦発生体11
を約1000℃程度に発熱させる。これにより、渦発生
体11の表面に付着したガム質、カーボン等の異物は、
該渦発生体11の発熱により焼切られて除去される。
When the key switch 19 is turned on, the burnout circuit 18 outputs a control signal to the energizing switch 14 to close the energizing switch 14 for a predetermined time so that the current from the battery power source 13 is changed. Lead wire 12A,
Is supplied to the vortex generator 11 via 12B,
Is heated to about 1000 ° C. As a result, foreign substances such as gum and carbon attached to the surface of the vortex generator 11 are
The vortex generator 11 is burnt and removed by heat generation.

【0045】かくして、本実施例によれば、渦発生体1
1によって発生したカルマン渦4を感温抵抗線16の抵
抗値変化として確実に検出することができ、この抵抗値
変化から信号波形23を生じせしめ、該信号波形23か
ら発生周波数fを検出することにより、流速Vを求めて
体積流量Aを確実に演算することができる。この結果、
従来技術で述べた如く、空気の流速Vが変化した場合で
も、図6に示す如く感温抵抗線16はこの流速変化に速
やかに追従して抵抗値が変化するから、高い応答性をも
って流速Vを求めることができ、精度よく体積流量Aを
測定することができる。
Thus, according to this embodiment, the vortex generator 1
The Karman vortex 4 generated by 1 can be reliably detected as a change in the resistance value of the temperature-sensitive resistance wire 16, a signal waveform 23 is generated from this change in the resistance value, and the generation frequency f is detected from the signal waveform 23. Thus, the flow rate V can be obtained and the volumetric flow rate A can be reliably calculated. As a result,
As described in the prior art, even when the flow velocity V of air changes, the resistance value of the temperature-sensitive resistance wire 16 quickly follows this change in flow velocity as shown in FIG. 6, so that the flow velocity V has high responsiveness. Can be obtained, and the volumetric flow rate A can be accurately measured.

【0046】また、温度計測回路26によって、温度マ
ップ27に基づいて流速Vに応じた空気温度Tを計測
し、密度演算回路28によってその温度Tにおける空気
の密度ρを演算することができる。この結果、別体の温
度センサを用いずに、単一の感温抵抗線16の抵抗値変
化と流速V等とから空気温度Tを効果的に計測すること
ができ、その温度Tにおける空気密度ρを確実に演算し
て、正確に質量流量Bを求めることができ、全体構成を
コンパクトに形成することができる。
Further, the temperature measuring circuit 26 can measure the air temperature T corresponding to the flow velocity V based on the temperature map 27, and the density calculating circuit 28 can calculate the air density ρ at the temperature T. As a result, the air temperature T can be effectively measured from the resistance value change of the single temperature-sensitive resistance wire 16 and the flow velocity V without using a separate temperature sensor, and the air density at that temperature T can be measured. The mass flow rate B can be accurately calculated by reliably calculating ρ, and the overall configuration can be made compact.

【0047】さらに、渦発生体11を発熱体としての炭
化珪素繊維から形成し、焼切り回路18はキースイッチ
19がオン操作されたときに、通電スイッチ14を閉成
させて渦発生体11にバッテリ電源13からの電流を供
給する構成としたから、エンジンの始動時毎に、渦発生
体11を発熱させて該渦発生体11の表面に付着した異
物を焼切って確実に除去することができる。この結果、
長時間流量計を使用した場合でも、渦発生体11の表面
に従来技術で述べた堆積物9が生じるのを効果的に防止
でき、該渦発生体11の形状が変化するのを防止して、
空気の体積流量A,質量流量Bを長期に亘って高精度に
計測することができ、信頼性を大幅に向上することがで
きる。
Further, the vortex generator 11 is formed of silicon carbide fiber as a heating element, and the burnout circuit 18 closes the energizing switch 14 to turn the vortex generator 11 on when the key switch 19 is turned on. Since the current is supplied from the battery power source 13, the vortex generator 11 can be made to generate heat every time the engine is started, and foreign matter adhering to the surface of the vortex generator 11 can be burned off and reliably removed. it can. As a result,
Even when the flowmeter is used for a long time, it is possible to effectively prevent the deposits 9 described in the prior art from being generated on the surface of the vortex generator 11 and prevent the shape of the vortex generator 11 from changing. ,
The volume flow rate A and the mass flow rate B of air can be measured with high accuracy over a long period of time, and the reliability can be significantly improved.

【0048】なお、前記実施例では、渦発生体11は、
発熱材料としてサーミスタ特性を有する炭化珪素繊維か
ら円柱状に形成するものとして述べたが、これに替え
て、例えば三角形状、四角形状等の他の形状に形成して
もよい。また、場合によっては、炭化珪素繊維に替え
て、例えばニクロム線、白金等の他の発熱材料を用いて
もよい。
In the above embodiment, the vortex generator 11 is
Although the heat-generating material is described as being formed in a columnar shape from silicon carbide fibers having thermistor characteristics, it may be formed in another shape such as a triangular shape or a quadrangular shape instead. Depending on the case, other heat generating materials such as nichrome wire and platinum may be used instead of the silicon carbide fiber.

【0049】さらに、前記実施例では、渦発生体11に
約2秒間だけ電流を供給し、該渦発生体11を1000
℃程度に発熱させるものとして述べたが、これに替え
て、例えば、渦発生体11に2秒以下、あるいは2秒以
上電流を供給してもよく、また、該渦発生体11を10
00℃以下、あるいは1000℃以上発熱させる構成と
してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the vortex generator 11 is supplied with current for about 2 seconds, and the vortex generator 11 is heated to 1000
Although it has been described that the heat is generated at about ℃, instead of this, for example, the vortex generator 11 may be supplied with an electric current for 2 seconds or less, or for 2 seconds or more.
It may be configured to generate heat at 00 ° C or lower, or 1000 ° C or higher.

【0050】また、前記実施例では、出力切換回路31
によって体積流量演算回路29と質量流量演算回路30
とを切換えるものとして述べたが、これに替えて、質量
流量のみ表示する構成としてもよい。また、出力切換回
路31を廃止して、体積流量と質量流量を同時に表示さ
せてもよく、さらに、温度計測回路26で求めた温度T
も表示する構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the output switching circuit 31
According to the volume flow rate calculation circuit 29 and the mass flow rate calculation circuit 30,
Although it has been described as switching between and, the configuration may be such that only the mass flow rate is displayed instead. Further, the output switching circuit 31 may be eliminated and the volume flow rate and the mass flow rate may be displayed at the same time, and the temperature T calculated by the temperature measuring circuit 26 may be displayed.
May be displayed.

【0051】さらに、前記実施例では、渦発生体11の
下流側に複数の渦安定板5,5,…を配設するものとし
て述べたが、場合によっては、各渦安定板5を廃止して
もよい。
Further, in the above embodiment, a plurality of vortex stabilizers 5, 5, ... Are arranged on the downstream side of the vortex generator 11, but in some cases, each vortex stabilizer 5 is omitted. May be.

【0052】また、前記実施例では、カルマン渦式流量
計を自動車用エンジンのエアフローメータに用いた場合
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、フロ
ンガス等の工業用ガス、ガソリン等の燃料、工場用水等
の種々の流体の流量計測にも広く適用することができ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the Karman vortex flowmeter is used for the air flow meter of the automobile engine has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and an industrial gas such as CFC gas, It can be widely applied to flow rate measurement of various fluids such as fuels such as gasoline and factory water.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、カ
ルマン渦が接触して温度変化した炭化珪素繊維からなる
感温抵抗線の抵抗値を、信号検出手段により周波数信号
として検出し、流速・流量演算手段は、信号検出手段が
検出した検出信号に基づいて流体の流速または流量を演
算することができる。この結果、流体の流速または流量
が変化した場合でも、カルマン渦の有無に応じて感温抵
抗線の抵抗値を変化させ、正確に流体の流速または流量
を演算することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the resistance value of the temperature-sensitive resistance wire made of silicon carbide fiber which is brought into contact with the Karman vortex and changes in temperature is detected as a frequency signal by the signal detecting means, The flow velocity / flow rate calculation means can calculate the flow rate or flow rate of the fluid based on the detection signal detected by the signal detection means. As a result, even when the flow velocity or flow rate of the fluid changes, the resistance value of the temperature-sensitive resistance wire can be changed according to the presence or absence of the Karman vortex, and the flow velocity or flow rate of the fluid can be accurately calculated.

【0054】また、温度計測手段は、信号検出手段から
の検出信号と流速・流量演算手段からの流速または流量
とに基づいて流体の温度を正確に検出し、密度演算手段
は、この流体温度における流体の密度を演算することが
でき、流量演算手段は、この流体密度と流速または流量
とから流体の質量流量を確実に演算して求めることがで
きる。この結果、別体の温度センサを用いることなく流
体温度を計測でき、効果的に流体の質量流量を求めるこ
とができる。
The temperature measuring means accurately detects the temperature of the fluid on the basis of the detection signal from the signal detecting means and the flow velocity or flow rate from the flow velocity / flow rate calculating means, and the density calculating means determines the temperature of the fluid at this temperature. The density of the fluid can be calculated, and the flow rate calculation means can reliably calculate and determine the mass flow rate of the fluid from the fluid density and the flow velocity or flow rate. As a result, the fluid temperature can be measured without using a separate temperature sensor, and the mass flow rate of the fluid can be effectively obtained.

【0055】さらに、渦発生体を電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る構成とした
から、該渦発生体の表面に付着した異物を確実に除去す
ることができる。この結果、長時間流量計を使用した場
合でも、渦発生体の表面に異物が付着して該渦発生体の
形状が変化するのを効果的に防止することができ、流体
の流量を長期に亘って精度よく計測することができ、信
頼性を向上することができる。
Further, since the vortex generator is made of a heat-generating material that generates heat by an electric current, and a current is supplied to the vortex generator, the foreign matter attached to the vortex generator is burned out. It is possible to reliably remove foreign matter attached to the surface of the body. As a result, even when the flow meter is used for a long time, it is possible to effectively prevent foreign matter from adhering to the surface of the vortex generator and changing the shape of the vortex generator, and to keep the flow rate of the fluid for a long time. It is possible to perform accurate measurement over a range and improve reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例によるカルマン渦式流量計の全
体の回路構成を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an overall circuit configuration of a Karman vortex flowmeter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の電気回路を示す電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an electric circuit in FIG.

【図3】図2中の流量測定部20の回路構成を示すブロ
ック回路図である。
3 is a block circuit diagram showing a circuit configuration of a flow rate measuring unit 20 in FIG.

【図4】信号波形を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing signal waveforms.

【図5】温度マップを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a temperature map.

【図6】流速、空気温度が変化したときの抵抗値が変化
する状態を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the resistance value changes when the flow velocity and the air temperature change.

【図7】従来技術によるカルマン渦式流量計の全体構成
を示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing an overall configuration of a Karman vortex flowmeter according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 4 カルマン渦 11 渦発生体 14 通電スイッチ(焼切り手段) 16 感温抵抗線 22 波形検出回路(信号検出手段) 25 流速演算回路(流速・流量演算手段) 26 温度計測手段(温度計測手段) 28 密度演算回路(密度演算手段) 29 体積流量演算回路 30 質量流量演算回路(質量流量演算手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 4 Karman vortex 11 Vortex generator 14 Energizing switch (burning-out means) 16 Temperature-sensitive resistance wire 22 Waveform detection circuit (signal detection means) 25 Flow velocity calculation circuit (flow velocity / flow rate calculation means) 26 Temperature measurement means (temperature measurement means) ) 28 density calculation circuit (density calculation means) 29 volume flow calculation circuit 30 mass flow calculation circuit (mass flow calculation means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体が流れる筒状のケーシングと、該ケ
ーシング内に流体の流れ方向に対して垂直に設けられ、
流体の流れにより下流側にカルマン渦を発生させる渦発
生体と、該渦発生体の下流側に位置して前記ケーシング
に設けられ、カルマン渦の有無に応じて抵抗値が変化す
る炭化珪素繊維からなる感温抵抗線と、該感温抵抗線の
抵抗値の変化を周波数信号として検出する信号検出手段
と、該信号検出手段が検出した検出信号に基づいて流速
または流量を演算する流速・流量演算手段とからなるカ
ルマン渦式流量計。
1. A cylindrical casing through which a fluid flows, and a casing provided in the casing perpendicularly to the flow direction of the fluid,
A vortex generator that generates a Karman vortex on the downstream side by the flow of a fluid, and a silicon carbide fiber that is provided on the casing located on the downstream side of the vortex generator and has a resistance value that changes depending on the presence of the Karman vortex Temperature sensitive resistance wire, a signal detecting means for detecting a change in resistance value of the temperature sensitive resistance wire as a frequency signal, and a flow velocity / flow rate operation for calculating a flow velocity or a flow rate based on a detection signal detected by the signal detecting means. Karman vortex flowmeter consisting of means.
【請求項2】 前記信号検出手段が検出した検出信号と
流速・流量演算手段が演算した流体の流速または流量と
に基づいて、流体の温度を計測する温度計測手段と、該
温度計測手段が計測した流体の温度から流体の密度を演
算する密度演算手段と、該密度演算手段で演算した流体
の密度と前記流速・流量演算手段が演算した流体の流速
または流量とから、前記流体の質量流量を演算する質量
流量演算手段とを設けたことを特徴とする請求項1に記
載のカルマン渦式流量計。
2. A temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid based on the detection signal detected by the signal detecting means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculating means, and the temperature measuring means measures the temperature. The mass flow rate of the fluid is calculated from the density calculating means for calculating the density of the fluid from the temperature of the fluid, and the density of the fluid calculated by the density calculating means and the flow velocity or flow rate of the fluid calculated by the flow velocity / flow rate calculating means. The Karman vortex flowmeter according to claim 1, further comprising a mass flow rate calculation means for performing a calculation.
【請求項3】 前記渦発生体は、電流によって発熱する
発熱材料から形成し、該渦発生体に電流を供給すること
により、該渦発生体に付着した異物を焼切る焼切り手段
を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記
載のカルマン渦式流量計。
3. The vortex generator is formed of a heat-generating material that generates heat with an electric current, and a burn-out means for burning foreign matter attached to the vortex generator by supplying an electric current to the vortex generator is provided. The Karman vortex flowmeter according to claim 1 or 2, characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10365294B2 (en) 2013-09-20 2019-07-30 Oxford University Innovation Limited Sensor for high temperature turbulent flow

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