JPH0584825U - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で、汚れや破損のし難い構造で、安定に
カルマン渦周波数を測定できる渦流量計を実現する。 【構成】 測定流路中に渦発生体を置き、この渦発生体
から発生するカルマン渦の周波数を測定することによ
り、前記流路中の流体の流速および流量を測定する渦流
量計において、前記渦発生体の流れに対して左右の側面
には細管で繋がれた圧力測定孔を有すると共に、前記細
管内にはサーマルフローセンサを備え、前記渦発生体の
側面に生じる差圧により駆動された流体の動きを前記サ
ーマルフローセンサで検知することにより、カルマン渦
周波数を測定するようにしたことを特徴とするものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、渦流量計のカルマン渦周波数測定方式の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

渦流量計は、測定流路中に渦発生体を置き、そこから発生するカルマン渦の周 波数を測定することにより、流速および流量を測定するものである。従来は、こ のカルマン渦の周波数測定を、渦中心部で圧力低下が生じることを利用した差圧 式渦流量計や、渦発生体の下流で渦による速度変動を超音波や熱線風速計で測定 しているものが殆どであった。

【０００３】 差圧式のものは、図４（イ）に示すように、渦発生体１で発生したカルマン渦 による圧力変動を、圧力測定孔２，３から取り込み、圧力センサ４で電圧変化に 変換するものである。また、超音波式のものは、図４（ロ）に示すように、渦発 生体１で発生したカルマン渦による速度変動を、渦発生体１の下流の超音波送信 部５から送信した超音波の周波数変化を超音波受信部６で受信して、カルマン渦 周波数を測定するものである。さらに、熱線風速式のものは、図４（ハ）に示す ように、渦発生体１で発生したカルマン渦による速度変動を、渦発生体１の下流 にある熱線７で測定し、カルマン渦周波数を測定するものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術に示す構成において、差圧式のものは、低流速か ら高流速を測定しようとした時、微差圧から高圧まで測定できるようなレンジア ビリティの大きな圧力センサを使用しなければならなかった。また、超音波式の ものは、超音波の送信部と受信部の両方に素子を設けなければならないため高価 であった。さらに、熱線風速式のものは、熱線が流路中に露出しており、熱線が 汚れたり、破損したりする危険があった。したがって、安価で、汚れや破損など の危険を伴わない構造で、低流速から高流速まで安定に測定することは困難であ った。

【０００５】 本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、安価で、汚れ や破損のし難い構造で、安定にカルマン渦周波数を測定できる渦流量計を提供す ることを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 測定流路中に渦発生体を置き、この渦発生体から発生するカルマン渦の周波数 を測定することにより、前記流路中の流体の流速および流量を測定する渦流量計 において、 前記渦発生体の流れに対して左右の側面には細管で繋がれた圧力測定孔を有す ると共に、前記細管内にはサーマルフローセンサを備え、 前記渦発生体の側面に生じる差圧により駆動された流体の動きを前記サーマル フローセンサで検知することにより、カルマン渦周波数を測定するようにしたこ とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、カルマン渦によって発生する差圧により駆動される流体の動 きをサーマルフローセンサで測定し、流速測定を行うようにしている。このサー マルフローセンサは、ＩＣ製造技術により、安価に大量に生産可能であり、セン サ素子が流体中に露出していないので、汚れ難く、また破損し難い。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の渦流量計の一実施例を示す構成図である。図１において、渦発 生体１１は、図示しない測定流路中に、流れに対して垂直に取り付けてある。こ の渦発生体１１の流れに対して左右の側面には、圧力測定孔１２，１３が形成さ れており、細管１４で繋がっている。その細管流路１４中には、サーマルフロー センサ１５が設置されている。

【０００９】 ここで、サーマルフローセンサ１５は、図２（イ）に示すように、ＩＣ製造技 術により製造されるＮｉフィルムであり、数ミリ角の間に何本ものＮｉ細線が張 られた形状をしている。このＮｉ格子を極めて狭い間隔で対向させ、図２（ロ） に示すように、細管流路に直角に固定する。このサーマルフローセンサ１５に電 流を流し、Ｎｉ格子を加熱する。このセンサ上を流体が移動すると、Ｎｉ細線が 冷やされ、この温度変化により、Ｎｉ抵抗値が変化し、その抵抗変化は、電圧変 化に変換されて出力される。このサーマルフローセンサ１５からの信号を処理回 路１６で処理し、カルマン渦周波数を算出する。

【００１０】 このような構成において、渦発生体１１によって、カルマン渦が流れ方向に対 して渦発生体１１の左右に交互に発生する。発生したカルマン渦の中心部では、 圧力低下が起きるので、このカルマン渦により圧力変動が生じる。したがって、 渦発生体１１側面での圧力変動は、左右交互に生じる。渦発生体１１の側面にあ る圧力測定孔１２，１３は、細管１４で繋がっているので、圧力変動によって生 じた差圧により細管１４の中には、左右交互の流れが生じる。一方、サーマルフ ローセンサ１５のＮｉ格子には、電流が流され、加熱されており、流れのない状 態では、図３（ａ）に示すような温度分布となる。しかし、差圧によって発生し た流れによって、細管１４中にあるサーマルフローセンサ１５のＮｉ格子が冷や される。この時、左側から流体が当たる場合には、左側のＮｉ格子が冷やされ、 右側のＮｉ格子には、左側のＮｉ格子によって加熱された流体が当たるため、温 度が上昇し、図３（ｂ）に示すような温度分布となる。また、右側から流体が当 たる場合には、同様にして、図３（ｃ）に示すような温度分布となる。この温度 変化により、Ｎｉ抵抗値が変化し、その抵抗変化は電圧変化に変換されて出力さ れる。この電圧変化周波数がカルマン渦周波数と一致しており、この周波数を測 定することにより、流速が求められる。

【００１１】 このように、上記実施例によれば、カルマン渦によって発生する差圧により駆 動される流体の動きをサーマルフローセンサで測定し、流速測定を行うようにし ている。このサーマルフローセンサは、ＩＣ製造技術により、安価に大量に生産 可能であり、センサ素子が流体中に露出していないので、汚れ難く、また破損し 難く、安定に流速測定が行える。

【００１２】 なお、サーマルフローセンサの素材としては、Ｎｉ以外の材料を使用しても良 く、また、Ｎｉ格子は２列対向させずに、１列でその変化を測定するものであっ ても良い。さらに、渦発生体や圧力測定孔は、どのような形状であっても良く、 圧力測定孔は渦発生体の側面に開ける必要はなく、渦発生体の下流側に設けても 良く、いずれの構成の場合においても、上記実施例と同様な効果を期待できる。

【００１３】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、安価で、汚れ や破損のし難い構造で、安定にカルマン渦周波数を測定できる渦流量計を実現で きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の渦流量計の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】図１装置に用いられるサーマルフローセンサの
構成図である。

【図３】本考案の渦流量計の動作を説明するためのサー
マルフローセンサの温度分布を示す図である。

【図４】従来の渦流量計を示す構成図である。

【符号の説明】

１１ 渦発生体 １２、１３ 圧力測定孔 １４ 細管 １５ サーマルフローセンサ １６ 処理回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定流路中に渦発生体を置き、この渦発
   生体から発生するカルマン渦の周波数を測定することに
   より、前記流路中の流体の流速および流量を測定する渦
   流量計において、 前記渦発生体の流れに対して左右の側面には細管で繋が
   れた圧力測定孔を有すると共に、前記細管内にはサーマ
   ルフローセンサを備え、 前記渦発生体の側面に生じる差圧により駆動された流体
   の動きを前記サーマルフローセンサで検知することによ
   り、カルマン渦周波数を測定するようにしたことを特徴
   とする渦流量計。