JPH0626815Y2 - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
- Publication number
- JPH0626815Y2 JPH0626815Y2 JP4014689U JP4014689U JPH0626815Y2 JP H0626815 Y2 JPH0626815 Y2 JP H0626815Y2 JP 4014689 U JP4014689 U JP 4014689U JP 4014689 U JP4014689 U JP 4014689U JP H0626815 Y2 JPH0626815 Y2 JP H0626815Y2
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- Japan
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- vortex
- pressure
- wake
- diaphragms
- chamber
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Description
【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、複数の渦発生素子からなる複合形の渦発生体
を有する渦流量計、より詳細には、渦検出を高感度で雑
音成分が少なく、より広い流量範囲で使用可能な渦流量
計に関する。
を有する渦流量計、より詳細には、渦検出を高感度で雑
音成分が少なく、より広い流量範囲で使用可能な渦流量
計に関する。
従来技術 渦流量計における渦検出方式として、圧力検知によるも
のがある。この方式では流れにより渦発生体から流出す
るカルマン渦の発生に伴って渦発生体側面に生ずる変動
圧力を利用するものが多く採用されている。この方式に
おいては変動圧力は被測流体の密度と流速の２乗に比例
するので、流速の低い場合は検知圧力を小さく、流量範
囲を広くする場合、圧力検出感度を高くし、小流量範囲
を延ばす方が有利である。しかし、これは外部振動など
の同相ノイズの影響も大きくなるという反面をもってい
る。このため同相ノイズ影響を除く方式が試みられてい
る。その例として実公６１−４８０８号公報がある。こ
れは第４図に示すように、渦発生体１の一端に一体的に
配設されたハウジング２内にダイヤフラム６，７で第１
室３，第２室４，第３室５を構成しており、該第１室３
および第３室５に導びく第１の導圧路８と第２室４に導
びく第２導圧路９とを各々渦発生体１の異なる側面に開
口しており、渦発生に伴って、渦発生体１の第１導圧路
８と第２導圧路９とは反対位相の変動圧力を受ける。こ
の結果、ダイヤフラム６，７は各々反対位相で変位し、
この変位を差動的に加算することにより信号成分は倍加
し、同相ノイズ成分は除去されるというものである。
のがある。この方式では流れにより渦発生体から流出す
るカルマン渦の発生に伴って渦発生体側面に生ずる変動
圧力を利用するものが多く採用されている。この方式に
おいては変動圧力は被測流体の密度と流速の２乗に比例
するので、流速の低い場合は検知圧力を小さく、流量範
囲を広くする場合、圧力検出感度を高くし、小流量範囲
を延ばす方が有利である。しかし、これは外部振動など
の同相ノイズの影響も大きくなるという反面をもってい
る。このため同相ノイズ影響を除く方式が試みられてい
る。その例として実公６１−４８０８号公報がある。こ
れは第４図に示すように、渦発生体１の一端に一体的に
配設されたハウジング２内にダイヤフラム６，７で第１
室３，第２室４，第３室５を構成しており、該第１室３
および第３室５に導びく第１の導圧路８と第２室４に導
びく第２導圧路９とを各々渦発生体１の異なる側面に開
口しており、渦発生に伴って、渦発生体１の第１導圧路
８と第２導圧路９とは反対位相の変動圧力を受ける。こ
の結果、ダイヤフラム６，７は各々反対位相で変位し、
この変位を差動的に加算することにより信号成分は倍加
し、同相ノイズ成分は除去されるというものである。
従来技術の問題点 上に述べた従来例は、ダイヤフラム６，７が変位方向を
有しているため、外部振動によりダイヤフラム６，７お
よびハウジング２内の被測定液体に作用する慣性力が等
しいため、等しい同相成分のノイズとしてのダイヤフラ
ム変位が生ずる。このため渦変動圧力によるダイヤフラ
ム６，７の変位方向が反対になるように変動圧力が作用
し、渦信号をダイヤフラム６，７の変位を減算する形で
検出する場合には、ダイヤフラム６，７の相対変位は倍
増し、同相ノイズは除去される。しかし叙上の特徴は、
ノイズ成分周波数が低いときには有効であるが、高い周
波数となりダイヤフラムに作用する慣性力が等価と見倣
すことができない場合においてはノイズ成分が増加す
る。
有しているため、外部振動によりダイヤフラム６，７お
よびハウジング２内の被測定液体に作用する慣性力が等
しいため、等しい同相成分のノイズとしてのダイヤフラ
ム変位が生ずる。このため渦変動圧力によるダイヤフラ
ム６，７の変位方向が反対になるように変動圧力が作用
し、渦信号をダイヤフラム６，７の変位を減算する形で
検出する場合には、ダイヤフラム６，７の相対変位は倍
増し、同相ノイズは除去される。しかし叙上の特徴は、
ノイズ成分周波数が低いときには有効であるが、高い周
波数となりダイヤフラムに作用する慣性力が等価と見倣
すことができない場合においてはノイズ成分が増加す
る。
例えば、自動車エンジンの燃料噴射制御用に使用する空
気流量計のように振動の多い車輌に搭載する流量計にお
いては、第１，第３室と第１導圧路とで形成される流路
インピーダンスと第２室と第２導圧路とからなる流路イ
ンピーダンスとが等しくない場合、ダイヤフラムに作用
する慣性力は異なるものとなり、所期の効果は得られ
ず、同相ノイズが生ずるという問題点があった。
気流量計のように振動の多い車輌に搭載する流量計にお
いては、第１，第３室と第１導圧路とで形成される流路
インピーダンスと第２室と第２導圧路とからなる流路イ
ンピーダンスとが等しくない場合、ダイヤフラムに作用
する慣性力は異なるものとなり、所期の効果は得られ
ず、同相ノイズが生ずるという問題点があった。
問題点解決の手段 本考案は叙上の問題点を解決するためになされたもの
で、低流量から高流量に到る高範囲の流量域に亘って外
部振動影響がなく高感度でＳ／Ｎの優れた渦流量計を提
供することを目的とするもので、その要旨は、後流側に
底辺をもつ断面二等辺三角形を第１素子とし、該第１素
子の後流に底辺に平行でかつ等しい幅の複数の渦増幅素
子を配設した複合形の渦発生体と、渦変動圧力に応動す
るダイヤフラムを２つの分室に区画するように配設した
第１，第２の検圧室と、該第１，第２の検圧室における
各々の分室に連通し、前記複数素子の何れか２個の素子
両端近傍後流に開口する導通路を渦信号に応動するダイ
ヤフラムの変位方向が基準面に対して反対となるように
配設し、渦信号をダイヤフラム相互の変位量の和として
検出することを特徴とするものである。
で、低流量から高流量に到る高範囲の流量域に亘って外
部振動影響がなく高感度でＳ／Ｎの優れた渦流量計を提
供することを目的とするもので、その要旨は、後流側に
底辺をもつ断面二等辺三角形を第１素子とし、該第１素
子の後流に底辺に平行でかつ等しい幅の複数の渦増幅素
子を配設した複合形の渦発生体と、渦変動圧力に応動す
るダイヤフラムを２つの分室に区画するように配設した
第１，第２の検圧室と、該第１，第２の検圧室における
各々の分室に連通し、前記複数素子の何れか２個の素子
両端近傍後流に開口する導通路を渦信号に応動するダイ
ヤフラムの変位方向が基準面に対して反対となるように
配設し、渦信号をダイヤフラム相互の変位量の和として
検出することを特徴とするものである。
実施例 第１図は、本考案の渦流量計の構成及びその動作原理を
説明するための平断面、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断
面図で、図において、１０は流管、（ここでは断面矩形
を選んでいるが、円形断面のものでもよい）、１ａは流
体流入方向Ｑに対して頂点をもち後流が底辺である二等
辺三角形の第１素子、１ｂは該第１素子１ａの底辺に平
行で且つ等しい幅の平板である第２素子、１ｃは第２素
子と平行で且つ等大の平板の第３素子、１ｄは第３素子
と平行で且つ等大な平板の第４素子であり、第１素子乃
至第４素子が順次等間隔に配設され、複合形の渦発生体
１をなしている。なお、この該渦発生体１は本出願人が
特公昭５５−４０８０４号公報において提案した渦発生
体である。１１０および１２０は各々第１検圧室、第２
検圧室で流管１０外部に図示しない固定手段によって流
管１０に対して対称的に配設され、渦の変動圧力を検知
するもので、各々ダイヤフラム１５および１６により第
１室１１，第２室１２、および、第３室１３，第４室１
４に２分される。ダイヤフラム１５，１６は圧力に応動
して変位する、例えば、半導体ピエゾセンサとか弾性薄
板であり、変位量が抵抗，容量，インダクタンスの変化
として電気変換される。１７は第１導圧路で第１素子１
ｄ後流側の一端部に開口し第１検圧室１１０の第１室に
連通し、１８は第４素子１ｄ後流側の一旦端部に開口し
第１検圧室１１０の第２室に連通する第２導圧路であ
り、該第２導圧路側１８が平均圧に対して正の場合、第
１導圧路１７側は負の圧力となるようにこれらの開口部
が選ばれている。同様に１９，２０は第２検圧室の第１
室１３および第２室１４と第１素子１ａ後流側の他端お
よび第４素子１ｄ後流の他端部に開口する第３および第
４の導圧路である。第３導圧路１９は第１素子１ａの後
流で第１導圧路１７と反対側に位置するので、第１，第
３導圧路１７，１９の変動圧力の位相差は１８０°であ
る。同様に第４導圧路２０は第４素子１ｄの後流で第２
導圧路１８と反対側に位置するので第２，第４導圧路１
９，２０の変動圧力の位相差は１８０°であるから第１
検圧室１１０側の圧力関係が前述の如くであれば第４導
圧路２０側は負で第３導圧路１９側は正の圧力となり、
ダイヤフラム１５および１６は各々反対側に変位する。
而して、渦発生体１の作用は第１素子１ａから第４素子
１ｄに到る間に各々の素子で生じた渦対が千鳥状に順次
発達する渦増幅作用をもって第４素子１ｄより渦が剥離
して流出するものであるから、第１素子１ａから第４素
子１ｄに到る一方側の圧力は交互に異なる位相で変化す
る。第１，第２導圧路１７，１８および第３，第４導圧
路１９，２０の開口位置は叙上の理由によるものであ
る。渦が剥離する第４素子１ｄにおける圧力変動が最も
大きくなり、従って、ダイヤフラム１５，１６の変位
も、これに従って大きく高感度となる。２１，２２は各
々第２，第４導圧路に設けられた可変絞りで、これら可
変絞り２１，２２は、外部振動により被測流体およびダ
イヤフラムにおよぼす慣性力を等しくする流路抵抗要素
で、各々の検圧室の分室と導圧路とで形成される容量と
流路抵抗による１次遅れ要素が外乱による同相ノイズ成
分として等しく作用するように調整される。尚、叙上に
おいては絞り手段２１，２２を装着した第１図について
のみ説明したが該絞り手段２１，２２を除いた第２，第
４導通路のみで構成しても本考案に含まれるものであ
る。
説明するための平断面、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断
面図で、図において、１０は流管、（ここでは断面矩形
を選んでいるが、円形断面のものでもよい）、１ａは流
体流入方向Ｑに対して頂点をもち後流が底辺である二等
辺三角形の第１素子、１ｂは該第１素子１ａの底辺に平
行で且つ等しい幅の平板である第２素子、１ｃは第２素
子と平行で且つ等大の平板の第３素子、１ｄは第３素子
と平行で且つ等大な平板の第４素子であり、第１素子乃
至第４素子が順次等間隔に配設され、複合形の渦発生体
１をなしている。なお、この該渦発生体１は本出願人が
特公昭５５−４０８０４号公報において提案した渦発生
体である。１１０および１２０は各々第１検圧室、第２
検圧室で流管１０外部に図示しない固定手段によって流
管１０に対して対称的に配設され、渦の変動圧力を検知
するもので、各々ダイヤフラム１５および１６により第
１室１１，第２室１２、および、第３室１３，第４室１
４に２分される。ダイヤフラム１５，１６は圧力に応動
して変位する、例えば、半導体ピエゾセンサとか弾性薄
板であり、変位量が抵抗，容量，インダクタンスの変化
として電気変換される。１７は第１導圧路で第１素子１
ｄ後流側の一端部に開口し第１検圧室１１０の第１室に
連通し、１８は第４素子１ｄ後流側の一旦端部に開口し
第１検圧室１１０の第２室に連通する第２導圧路であ
り、該第２導圧路側１８が平均圧に対して正の場合、第
１導圧路１７側は負の圧力となるようにこれらの開口部
が選ばれている。同様に１９，２０は第２検圧室の第１
室１３および第２室１４と第１素子１ａ後流側の他端お
よび第４素子１ｄ後流の他端部に開口する第３および第
４の導圧路である。第３導圧路１９は第１素子１ａの後
流で第１導圧路１７と反対側に位置するので、第１，第
３導圧路１７，１９の変動圧力の位相差は１８０°であ
る。同様に第４導圧路２０は第４素子１ｄの後流で第２
導圧路１８と反対側に位置するので第２，第４導圧路１
９，２０の変動圧力の位相差は１８０°であるから第１
検圧室１１０側の圧力関係が前述の如くであれば第４導
圧路２０側は負で第３導圧路１９側は正の圧力となり、
ダイヤフラム１５および１６は各々反対側に変位する。
而して、渦発生体１の作用は第１素子１ａから第４素子
１ｄに到る間に各々の素子で生じた渦対が千鳥状に順次
発達する渦増幅作用をもって第４素子１ｄより渦が剥離
して流出するものであるから、第１素子１ａから第４素
子１ｄに到る一方側の圧力は交互に異なる位相で変化す
る。第１，第２導圧路１７，１８および第３，第４導圧
路１９，２０の開口位置は叙上の理由によるものであ
る。渦が剥離する第４素子１ｄにおける圧力変動が最も
大きくなり、従って、ダイヤフラム１５，１６の変位
も、これに従って大きく高感度となる。２１，２２は各
々第２，第４導圧路に設けられた可変絞りで、これら可
変絞り２１，２２は、外部振動により被測流体およびダ
イヤフラムにおよぼす慣性力を等しくする流路抵抗要素
で、各々の検圧室の分室と導圧路とで形成される容量と
流路抵抗による１次遅れ要素が外乱による同相ノイズ成
分として等しく作用するように調整される。尚、叙上に
おいては絞り手段２１，２２を装着した第１図について
のみ説明したが該絞り手段２１，２２を除いた第２，第
４導通路のみで構成しても本考案に含まれるものであ
る。
第３図は、本考案の他の実施例をしめす図で、この実施
例は渦発生体１０１が第１図の渦発生体１と異なり、流
れに面して等しい幅の後流側に底片をもつ断面二等辺三
角形をした第１素子１１ａと、平板である第２素子１１
ｂと、該第２素子１１ｂに平行な底辺をもつＴ字形の第
３素子１１ｃとを順次等間隔を隔てて配置した複合渦発
生体で、本出願人が先に提案したものである。渦発生体
１０１の他の構成要素である第１検圧室１１０、第２検
圧室１２０および各々の導圧路は、第１図に示した実施
例と同一の機能、構成をもつもので、第１図に対応する
ものについては同一符号を付して説明を省く。ただ、こ
の実施例の場合第１導圧路１７および第２導圧路１９の
開口位置は第２素子１１ｂと第３素子１１ｃとの区間端
部近傍であり、各々のダイヤフラム１５および１６に対
して各々正負異なる渦変動圧力が印加される。
例は渦発生体１０１が第１図の渦発生体１と異なり、流
れに面して等しい幅の後流側に底片をもつ断面二等辺三
角形をした第１素子１１ａと、平板である第２素子１１
ｂと、該第２素子１１ｂに平行な底辺をもつＴ字形の第
３素子１１ｃとを順次等間隔を隔てて配置した複合渦発
生体で、本出願人が先に提案したものである。渦発生体
１０１の他の構成要素である第１検圧室１１０、第２検
圧室１２０および各々の導圧路は、第１図に示した実施
例と同一の機能、構成をもつもので、第１図に対応する
ものについては同一符号を付して説明を省く。ただ、こ
の実施例の場合第１導圧路１７および第２導圧路１９の
開口位置は第２素子１１ｂと第３素子１１ｃとの区間端
部近傍であり、各々のダイヤフラム１５および１６に対
して各々正負異なる渦変動圧力が印加される。
効果 以上の説明から明らかなように、本考案の渦流量計によ
れば、渦の増幅作用を効果的に利用でき、変動圧力も大
きくなるので小流感度を増す結果、広い流量範囲に亘っ
て流量計測ができ、信号成分は倍加し、同相ノイズ成分
は相殺するのでＳ／Ｎの優れた渦信号が得られる。ま
た、絞り手段を配設することにより導圧路と計測室との
流路インピーダンスを等しくできるので、更にＳ／Ｎの
優れた渦検出が可能となり、特に、被測流体が気体の場
合その効果が発揮できる。
れば、渦の増幅作用を効果的に利用でき、変動圧力も大
きくなるので小流感度を増す結果、広い流量範囲に亘っ
て流量計測ができ、信号成分は倍加し、同相ノイズ成分
は相殺するのでＳ／Ｎの優れた渦信号が得られる。ま
た、絞り手段を配設することにより導圧路と計測室との
流路インピーダンスを等しくできるので、更にＳ／Ｎの
優れた渦検出が可能となり、特に、被測流体が気体の場
合その効果が発揮できる。
第１図は、本考案の渦流量計の構造説明図で、流れ方向
からみた図、第２図は、第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第
３図は、本考案の他の実施例を示す図、第４図は、従来
例を示す図である。 １０……流管、１，１１ａ……渦発生体、１１０……第
１検圧室、１２０……第２検圧室、１５，１６……ダイ
ヤフラム、１７……第１導圧路、１８……第２導圧路、
１９……第３導圧路、２０……第４導圧路、２１，２２
……絞り手段。
からみた図、第２図は、第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第
３図は、本考案の他の実施例を示す図、第４図は、従来
例を示す図である。 １０……流管、１，１１ａ……渦発生体、１１０……第
１検圧室、１２０……第２検圧室、１５，１６……ダイ
ヤフラム、１７……第１導圧路、１８……第２導圧路、
１９……第３導圧路、２０……第４導圧路、２１，２２
……絞り手段。
Claims (3)
- 【請求項１】後流側に底辺をもつ断面二等辺三角形を第
１素子とし、該第１素子後流に底辺に平行でかつ等しい
幅の複数の渦増幅素子を配設した複合形の渦発生体と、
渦変動圧力に応動するダイヤフラムを２つの分室に区画
するように配設した第１，第２の検圧室と、該第１，第
２の検圧室における各々の分室に連通し、前記複数素子
の何れか２個の素子両端近傍後流に開口する導通路を渦
信号に応動するダイヤフラムの変位方向が基準面に対し
て反対となるように配設し、渦信号をダイヤフラム相互
の変位量の和として検出することを特徴とする渦流量
計。 - 【請求項２】渦発生体を後流側に底辺をもつ断面二等辺
三角形を第１素子と、平板である第２素子と、該第２素
子に平行な底辺をもつＴ字形の第３素子とを順次等幅等
間隔で配置したことを特徴とする請求項１記載の渦流量
計。 - 【請求項３】平行な各々のダイヤフラムに関し同一側の
導通路に絞り手段を配設し他方側の導通路の流路抵抗を
等しくしたことを特徴とする請求項１又は２記載の渦流
量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014689U JPH0626815Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014689U JPH0626815Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131625U JPH02131625U (ja) | 1990-11-01 |
| JPH0626815Y2 true JPH0626815Y2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=31549683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4014689U Expired - Fee Related JPH0626815Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626815Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP4014689U patent/JPH0626815Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02131625U (ja) | 1990-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |