JPH06307902A - Current velocity/flow rate detector - Google Patents

Current velocity/flow rate detector

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Publication number
JPH06307902A
JPH06307902A JP5101623A JP10162393A JPH06307902A JP H06307902 A JPH06307902 A JP H06307902A JP 5101623 A JP5101623 A JP 5101623A JP 10162393 A JP10162393 A JP 10162393A JP H06307902 A JPH06307902 A JP H06307902A
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JP
Japan
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pressure
diaphragm
diaphragms
flow rate
pressure transmission
Prior art date
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Pending
Application number
JP5101623A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Konosu
直広 鴻巣
Michihiko Tsuruoka
亨彦 鶴岡
Noriyuki Hirayama
則行 平山
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP5101623A priority Critical patent/JPH06307902A/en
Publication of JPH06307902A publication Critical patent/JPH06307902A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To introduce the variation in the inner pressure of fluid occurring across a pressure vibration generator to a pair of diaphragms having parallel direction of displacement through a simple structure. CONSTITUTION:The current velocity/flow rate detector comprises a pair of diaphragms 17, 18 having parallel direction of displacement, a detecting section 6 equipped with pressure transmission paths 9, 34, 10, 33 for introducing chambers 13, 27 partitioned by the diaphragm 17 and chambers 14, 28 partitioned by the diaphragm 18 to the rear surfaces thereof, a pressure vibration generator, i.e., a vortex generating column 1, equipped with pressure transmission paths 37, 38 for introducing the pressure variation of fluid between the opposite sides 39, 40 to the surfaces thereof, a passage 19 provided between the detecting section 6 and the vortex generating column 1 while communicating the pressure transmission paths 9, 17, 21, and a seal member 5 provided with a passage 20 communicating the pressure transmission paths 10, 18, 22.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は流路中の流体の流速ない
し流量を検出する流速・流量検出装置に関し、流体中の
圧力振動の発生波数から流体の流速ないし流量を検出す
るカルマン渦流量計やフルイディクス流量計に用いられ
る流速・流量検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow velocity / flow rate detecting device for detecting a flow velocity or flow rate of a fluid in a flow channel, and a Karman vortex flowmeter for detecting the flow velocity or flow rate of the fluid from the wave number of pressure oscillation in the fluid. And flow velocity / flow rate detector used for fluidics flow meters.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばカルマン渦流量計においては、被
測定流体の流路中に流体の流れに抗する物体を設ける
と、ある条件の下ではカルマン渦列が発生する。このカ
ルマン渦の発生周波数はある一定のレイノズル数の範囲
で流体の流速に比例し、従って単位時間に発生するこの
渦数を検出することにより、流体の流速、更には流量が
測定できる。
2. Description of the Related Art For example, in a Karman vortex flowmeter, when an object that resists the flow of a fluid is provided in the flow path of a fluid to be measured, a Karman vortex street is generated under certain conditions. The generation frequency of this Karman vortex is proportional to the flow velocity of the fluid within a certain range of Reynolds number, and therefore by detecting the number of vortex generated per unit time, the flow velocity of the fluid and further the flow rate can be measured.

【0003】この種の流速・流量検出装置として、実公
昭61−4808号公報に記載されたものがある。図4
はその流速・流量検出装置を示し、(a)は縦断面図、
(b)は(a)のXY横断面図である。図4において1
は内部を被測定流体2がA方向に流れている管3に固定
された渦発生柱である。渦発生柱1は所望の形状で形成
される。渦発生柱1の管3からの突出部4には凹所5,
6を有する検出部用ハウジング7が固定されており、ハ
ウジング7と突出部4とによって室8,9が形成されて
いる。室8はダイアフラム10によって室11,12に
画成されており、室9はダイアフラム13によって室1
4,15に画成されている。
As a flow velocity / flow rate detecting device of this type, there is one disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-4808. Figure 4
Shows the flow velocity / flow rate detection device, (a) is a longitudinal sectional view,
(B) is an XY transverse sectional view of (a). 1 in FIG.
Is a vortex generating column fixed to the pipe 3 in which the fluid 2 to be measured flows in the A direction. The vortex generating column 1 is formed in a desired shape. The protrusion 4 from the tube 3 of the vortex generating column 1 has a recess 5,
A detection unit housing 7 having 6 is fixed, and the housing 7 and the protrusion 4 form chambers 8 and 9. The chamber 8 is bounded by a diaphragm 10 into chambers 11 and 12, and the chamber 9 is bounded by a diaphragm 13 into the chamber 1.
It is divided into 4,15.

【0004】室11と室15は連通路16で連通されて
おり、連通路16は渦発生柱1の一方の側面17に開口
18aを有して開口している孔18と連通されている。
室12と14とは連通路19で連通されており、連通路
19は渦発生柱1の他方の側面20に開口21aを有し
て開口している孔21と連通されている。室11,1
2,14,15、連通路16,19、孔18,21は流
体で、被測定流体2が液体の場合好ましくは液体で満た
されている。
The chamber 11 and the chamber 15 are communicated with each other by a communication passage 16. The communication passage 16 is communicated with a hole 18 having an opening 18a on one side surface 17 of the vortex generating column 1.
The chambers 12 and 14 are communicated with each other through a communication passage 19, and the communication passage 19 is communicated with a hole 21 that has an opening 21a on the other side surface 20 of the vortex generating column 1. Chamber 11, 1
The fluids 2, 14, 15 and the communication passages 16, 19 and the holes 18, 21 are filled with a fluid when the fluid 2 to be measured is a liquid.

【0005】前記において、第1および第3室はそれぞ
れ室11,15からなり、第2の室は室12,14およ
び連通路19からなり、第1の圧力伝達路は孔18から
なり、第2の圧力伝達路は孔21からなる。なお、図5
は図4の検出装置の変形例を示し、図5のようにダイア
フラム10,13の感位検出を容易とすべくダイアフラ
ム10,13を渦発生柱1の長手方向に垂直に配設して
もよい。ダイアフラム10,13(ないしその変位方
向)は互に平行であれば、渦発生柱1の長手方向に対し
て傾いていてもよい。
In the above description, the first and third chambers are composed of the chambers 11 and 15, respectively, the second chamber is composed of the chambers 12 and 14 and the communication passage 19, and the first pressure transmission passage is composed of the hole 18. The pressure transmission path 2 comprises a hole 21. Note that FIG.
4 shows a modified example of the detection device of FIG. 4, and even if the diaphragms 10 and 13 are arranged vertically to the longitudinal direction of the vortex generating column 1 in order to facilitate detection of the sense of the diaphragms 10 and 13 as shown in FIG. Good. The diaphragms 10 and 13 (or their displacement directions) may be inclined with respect to the longitudinal direction of the vortex generating column 1 as long as they are parallel to each other.

【0006】渦発生柱1の側面17,20でそれぞれ発
生される渦列23a,23bにより開口18aでの圧力
が開口21aでの圧力より高くなるとダイアフラム10
はB方向に変位し、ダイアフラム13はC方向に変位す
る。一方、渦列23a,23bの生起により開口18a
での圧力が開口21aでの圧力より低くなるとダイアフ
ラム10はC方向に変位し、ダイアフラム13はB方向
に変位する。
When the pressure in the opening 18a becomes higher than the pressure in the opening 21a due to the vortex rows 23a, 23b generated on the side surfaces 17, 20 of the vortex generating column 1, respectively, the diaphragm 10
Is displaced in the B direction, and the diaphragm 13 is displaced in the C direction. On the other hand, due to the occurrence of the vortex rows 23a and 23b, the opening 18a
When the pressure at (1) becomes lower than the pressure at the opening 21a, the diaphragm 10 is displaced in the C direction, and the diaphragm 13 is displaced in the B direction.

【0007】ダイアフラム10,13のB,C方向への
変位ないし振動数を検出すべくダイアフラム10,13
の面に対向して検出装置24,25がハウジング7内に
設けられている。ダイアフラム10,13が強磁性材料
を含んでいる場合、ダイアフラム10と検出装置24と
から可変インダクタンス24aが形成され、ダイアフラ
ム13と検出装置25から可変インダクタンス25aが
形成される。検出装置24,25は静電容量変化の検
出、ひずみの検出等公知の検出装置で代替され得る。
In order to detect the displacement or frequency of the diaphragms 10 and 13 in the B and C directions, the diaphragms 10 and 13 are detected.
The detectors 24 and 25 are provided in the housing 7 so as to face the surface of. When the diaphragms 10 and 13 include a ferromagnetic material, the diaphragm 10 and the detection device 24 form a variable inductance 24a, and the diaphragm 13 and the detection device 25 form a variable inductance 25a. The detection devices 24 and 25 may be replaced with known detection devices such as detection of capacitance change and strain detection.

【0008】可変インダクタンス24a,25aのイン
ダクタンス変化を差動増幅すべく、可変インダクタンス
24a,25aは図6に示すこの検出装置の電気回路の
ように、例えばコイル26,27と共に交流電源28の
下で動作するブリッジ回路29に組み込まれており、こ
の回路29の出力は増幅回路30,復調回路31および
シュミット回路32を介して流速に比例した繰返し周波
数を有するパルス出力信号33に変換される。
In order to differentially amplify the inductance change of the variable inductances 24a and 25a, the variable inductances 24a and 25a are arranged, for example, under the AC power supply 28 together with the coils 26 and 27 as in the electric circuit of this detection apparatus shown in FIG. It is incorporated in an operating bridge circuit 29, and the output of this circuit 29 is converted into a pulse output signal 33 having a repetition frequency proportional to the flow velocity through an amplifier circuit 30, a demodulation circuit 31, and a Schmitt circuit 32.

【0009】この流速・流量検出装置は渦列23a,2
3bの差圧によりダイアフラム10がB(C)方向に変
位され且つダイアフラム13がC(B)方向に変位され
ると、インダクタンス24aが増大(減少)し、インダ
クタンス25aが減少(増大)する。可変インダクタン
ス24a,25aのインダクタンス変化の周期は渦列2
3a,23bの発生周期に対応しており流速に逆比例し
ている。従ってブリッジ回路29は交流電源28の信号
を流速に比例した周波数で変調した出力を与え、このブ
リッジ回路29の出力はシュミット回路32から流速に
比例した繰返し周波数のパルス33として出力される。
尚、管3内での流速分布と流量との関係を別途調べるこ
とにより、流速および流量を検出することができる。
This flow velocity / flow rate detecting device is composed of vortex rows 23a, 2
When the diaphragm 10 is displaced in the B (C) direction and the diaphragm 13 is displaced in the C (B) direction by the pressure difference of 3b, the inductance 24a increases (decreases) and the inductance 25a decreases (increases). The period of the inductance change of the variable inductances 24a and 25a is the vortex street 2
It corresponds to the generation period of 3a and 23b and is inversely proportional to the flow velocity. Therefore, the bridge circuit 29 gives an output obtained by modulating the signal of the AC power supply 28 at a frequency proportional to the flow velocity, and the output of the bridge circuit 29 is output from the Schmitt circuit 32 as a pulse 33 having a repeating frequency proportional to the flow velocity.
The flow velocity and the flow rate can be detected by separately examining the relationship between the flow velocity distribution and the flow rate in the pipe 3.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述の流速・流量検出
装置においては、渦発生柱の両側に発生した圧力変化を
検出部の互に平行に配置された一対のダイアフラムに導
く圧力伝達路をこの渦発生柱の内部で分岐して設けてい
るので、機械加工が複雑になりコスト上昇の要因となっ
ている。このために機械加工が容易なようにこの渦発生
柱を横方向の複数個に分割して各々に機械加工してから
積層することが考えられるが、分割した部分間のシール
個所および組立工数が増加し、同様コスト上昇の要因と
なる。
In the above-mentioned flow velocity / flow rate detecting device, the pressure transmitting path for guiding the pressure change generated on both sides of the vortex generating column to the pair of diaphragms arranged in parallel to each other of the detecting portion is provided. Since the branch is provided inside the vortex generating column, machining becomes complicated, which causes a cost increase. For this reason, it is conceivable to divide this vortex generating column into multiple parts in the lateral direction and machine them into layers for easier machining, but the sealing points between the divided parts and the number of assembly steps are Increase, which in turn increases costs.

【0011】本発明の目的は渦発生柱の両側に発生した
圧力変化を検出部の互に平行に配置された一対のダイア
フラムに簡単な構造で導くようにした流速・流量検出装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a flow velocity / flow rate detection device which guides a pressure change generated on both sides of a vortex generating column to a pair of diaphragms arranged in parallel to each other of a detection portion with a simple structure. It is in.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の流速・流量検出装置は、互に平行な変位
方向を有する一対の第1および第2のダイアフラムと、
前記第1のダイアフラムで仕切られた第1および第3の
室と、前記第2のダイアフラムで仕切られた第2および
第4の室と、これら第1ないし第4の室をそれぞれその
下面に導く第1ないし第4の圧力伝達路を備えた検出部
と、その一方および他方の側面にそれぞれ発生される圧
力振動による流体内圧力変化をそれぞれその上面に導く
第1および第2の圧力伝達路を備えた圧力振動発生体
と、前記検出部の下面と前記圧力振動発生体の上面の間
に配置され、前記検出部の第1および第4の圧力伝達路
と前記圧力振動発生体の第1の圧力伝達路とを連通する
第1の連通路と、前記検出部の第2と第3の圧力伝達路
とを連通する第2の連通路とを備えたシール部材と、前
記第1および第2のダイアフラムのそれぞれの変位を検
出する第1および第2の変位検出器とからなるようにす
る。そして前記第1および第2の変位検出器は、それぞ
れ第1および第2のダイアフラムの上面に形成されたエ
レクトレット膜からなる可動電極と、これら可動電極と
所定間隔に配置された固定電極とからなるようにする。
また前記第1および第2のダイアフラムの上面に形成さ
れたエレクトレット膜はそれぞれ高分子エレクトレット
材料からなるようにする。
In order to achieve the above-mentioned object, a flow velocity / flow rate detection device of the present invention comprises a pair of first and second diaphragms having displacement directions parallel to each other.
First and third chambers partitioned by the first diaphragm, second and fourth chambers partitioned by the second diaphragm, and the first to fourth chambers are respectively guided to the lower surface thereof. A detection unit having first to fourth pressure transmission paths, and first and second pressure transmission paths for guiding pressure changes in the fluid due to pressure vibrations respectively generated on one and the other side surfaces to the upper surface thereof. A pressure vibration generator provided, and arranged between the lower surface of the detection unit and the upper surface of the pressure vibration generator, and the first and fourth pressure transmission paths of the detection unit and the first of the pressure vibration generation unit. A seal member having a first communication passage communicating with the pressure transmission passage and a second communication passage communicating with the second and third pressure transmission passages of the detection unit; and the first and second sealing members. First and first detecting respective displacements of the diaphragm of the So as consisting of a displacement detector. The first and second displacement detectors each include a movable electrode made of an electret film formed on the upper surfaces of the first and second diaphragms, and a fixed electrode arranged at a predetermined distance from the movable electrode. To do so.
The electret films formed on the upper surfaces of the first and second diaphragms are each made of a polymer electret material.

【0013】[0013]

【作用】本発明の流速・流量検出装置では検出部に、そ
の第1ないし第4の室をこの検出器の下面に導く第1な
いし第4の圧力伝達路を設け、渦発生体にその一方およ
び他方の側面にそれぞれ発生される圧力振動による流体
内圧力変化をこの圧力振動発生体の上面に導く第1およ
び第2の圧力伝達路を設け、これら検出器の下面と圧力
振動発生体の上面の間に配置されるシール部材に窓状の
第1および第2の切り込みを設けて、これら切り込みの
面とシール部材の厚さとで第1および第2の連通路を形
成し、この第1の連通路で検出部の第1および第4の圧
力伝達路と圧力振動発生体の第1の圧力伝達路とを連通
し、この第2の連通路で検出部の第2および第3の圧力
伝達路と圧力振動発生体の第2の圧力伝達路とを連通す
るようにした。従って圧力振動発生体の上面にこのシー
ル部材を介して検出部の下面を置いて固定するのみで、
各圧力伝達路の分岐が完了し圧力振動発生体の両側に発
生した圧力変化を検出部の一対のダイアフラムに導くこ
とができるので、組立工数が低減する。そしてこれら検
出部および圧力振動発生体の各圧力伝達路は内部で分岐
する必要がなく、またシール部材の各連通路はシール部
材に切り込みを入れるのみで形成されるので、機械加工
工数が少なくてすむ。
In the flow velocity / flow rate detecting device of the present invention, the detecting portion is provided with the first to fourth pressure transmission paths for guiding the first to fourth chambers to the lower surface of the detector, and the vortex generator is provided with one of them. The first and second pressure transmission paths for guiding the pressure change in the fluid due to the pressure vibration generated on the other side surface to the upper surface of the pressure vibration generator are provided, and the lower surfaces of these detectors and the upper surface of the pressure vibration generator are provided. The first and second window-shaped cuts are provided in the seal member arranged between the two, and the first and second communication paths are formed by the surfaces of these cuts and the thickness of the seal member. The first and fourth pressure transmission passages of the detection unit and the first pressure transmission passage of the pressure vibration generator are communicated with each other through the communication passage, and the second and third pressure transmissions of the detection unit are transmitted through this second communication passage. The passage and the second pressure transmission passage of the pressure vibration generator are made to communicate with each other. Therefore, simply by placing the lower surface of the detection unit on the upper surface of the pressure vibration generator via this seal member and fixing it,
Since the branching of each pressure transmission path is completed and the pressure change generated on both sides of the pressure vibration generator can be guided to the pair of diaphragms of the detection unit, the number of assembling steps is reduced. The pressure transmission paths of the detection section and the pressure vibration generator do not need to be branched inside, and the communication paths of the seal member are formed by only making cuts in the seal member, which reduces the number of machining steps. I'm sorry.

【0014】また、第1および第2の変位検出器はそれ
ぞれ第1および第2のダイアフラムの上面に形成された
エレクトレット膜からなる可動電極と、これら可動電極
と所定間隔に配置された固定電極とからなるようにした
ので、これらエレクトレット膜を共に正に帯電させてお
くと、第1のダイアフラムが上方向に第2のダイアフラ
ムが下方向に変位したとき第1の変位検出器から正の信
号電圧が、第2の変位検出器から負の信号電圧が出力さ
れ、第1のダイアフラムが下方向に第2のダイアフラム
が上方向に変位したとき第1の変位検出器から負の信号
電圧が、第2の変位検出器から正の信号電圧が出力され
る。そしてこれら信号は差動増幅器によって増幅されて
検出出力として出力される。
The first and second displacement detectors each have a movable electrode made of an electret film formed on the upper surfaces of the first and second diaphragms, and a fixed electrode arranged at a predetermined distance from the movable electrode. Therefore, if these electret films are both positively charged, when the first diaphragm is displaced upward and the second diaphragm is displaced downward, a positive signal voltage from the first displacement detector is detected. However, a negative signal voltage is output from the second displacement detector, and when the first diaphragm is displaced downward and the second diaphragm is displaced upward, a negative signal voltage is output from the first displacement detector. A positive signal voltage is output from the second displacement detector. Then, these signals are amplified by the differential amplifier and output as detection outputs.

【0015】また、前記のエレクトレット膜にはポリ弗
化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ弗化ビニル
などの高分子エレクトレット材料を膜として用いている
ので、弾性がありダイアフラムの変位を妨げることがな
く精度よくダイアフラムの変位を検出できる。
Further, since the polymer electret material such as polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile and polyvinyl fluoride is used as the film for the electret film, it has elasticity and does not hinder the displacement of the diaphragm with high accuracy. The displacement of the diaphragm can be detected.

【0016】[0016]

【実施例】図1ないし図3は本発明の流速・流量検出装
置をカルマン渦流量計に適用した一実施例を示し、図1
は要部縦断面図、図2は図1の平面図、図3は電気回路
の回路図である。図1および図2において、1は内部を
被定測流体2が流れている管3に固定された圧力振動発
生体としての渦発生柱である。渦発生柱1の管3からの
突出部4には所定厚さのシール部材5を介して検出部6
が取り付けられる。この検出部6はハウジング7と蓋8
とからなり、ハウジング7にはそれぞれその中央部に貫
通穴からなる第1および第2の圧力伝達路9および10
を有する座ぐり穴11および12を設け、これら座ぐり
穴11および12にそれぞれその下方から、第1の室1
3および第2の室14を形成するための絶縁リング15
および16,エレクトレット膜からなる可動電極19お
よび20がその上面に形成された第1および第2のダイ
アフラム17および18,誘電率が低く厚さが、例えば
数十ミクロンの絶縁リング21および22,圧力伝達穴
23および24が設けられた固定電極25および26,
第3の室27および第4の室28を形成するための絶縁
リング29および30を順次積層し、その上にOリング
31および32を置き、このOリングの弾性を利用して
上方より蓋8で下方に押圧して固定されている。なお、
固定電極25および26に設けられた圧力伝達穴23お
よび24によって、固定電極25と可動電極19との間
の空間あるいは固定電極26と可動電極20の空間はそ
れぞれ第3の室27あるいは第4の室28の一部として
構成される。なお、エレクトレットは外部電場が存在し
ない状態で半永久的に分極を保持する誘電体であり、こ
の実施例では、ポリ弗化ビニリデン,ポリアクリロニト
リル,ポリ弗化ビニルなどの高分子エレクトレット材料
を膜として用いているので、弾性がありダイアフラムの
変位を妨げることがなく好適である。
1 to 3 show an embodiment in which the flow velocity / flow rate detecting device of the present invention is applied to a Karman vortex flowmeter, and FIG.
2 is a longitudinal sectional view of an essential part, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of an electric circuit. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a vortex generating column as a pressure vibration generator fixed to a pipe 3 in which a fluid to be measured 2 flows. The protrusion 4 of the vortex generating column 1 from the tube 3 is provided with a detection unit 6 via a seal member 5 having a predetermined thickness.
Is attached. The detection unit 6 includes a housing 7 and a lid 8.
And the housing 7 has first and second pressure transmission paths 9 and 10 each having a through hole in the center thereof.
Are provided with counterbore holes 11 and 12, and the counterbore holes 11 and 12 are provided in the first chamber 1 from below.
Insulating ring 15 for forming the third and second chambers 14
And 16, first and second diaphragms 17 and 18 having movable electrodes 19 and 20 formed of an electret film formed on the upper surfaces thereof, insulating rings 21 and 22 having a low dielectric constant and a thickness of, for example, several tens of microns, pressure Fixed electrodes 25 and 26 provided with transmission holes 23 and 24,
Insulating rings 29 and 30 for forming the third chamber 27 and the fourth chamber 28 are sequentially stacked, O-rings 31 and 32 are placed on the insulating rings 29 and 30, and the elasticity of the O-rings is used to cover the lid 8 from above. It is fixed by pressing downward with. In addition,
Due to the pressure transmission holes 23 and 24 provided in the fixed electrodes 25 and 26, the space between the fixed electrode 25 and the movable electrode 19 or the space between the fixed electrode 26 and the movable electrode 20 becomes the third chamber 27 or the fourth chamber, respectively. Configured as part of chamber 28. The electret is a dielectric that semi-permanently maintains polarization in the absence of an external electric field. In this embodiment, a polymer electret material such as polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, or polyvinyl fluoride is used as a film. Therefore, it is preferable because it has elasticity and does not hinder the displacement of the diaphragm.

【0017】ここで、第3の室27はこのハウジング7
に設けた横溝34aおよび縦穴34bからなる第3の圧
力伝達路34によってこのハウジング7の下面で第2の
圧力伝達路10の近くに開口しており、第4の室28は
横溝33aと縦穴33bとからなる第4の圧力伝達路3
3によって第1の圧力伝達路9の近くに開口している。
また、シール部材5には、これら圧力伝達路9および3
3の開口を含む窓状の第1の切り込み35と、圧力伝達
路10および34の開口を含む窓状の第2の切り込み3
6とが設けられ、これら切り込みの面とこのシール部材
5の厚さとによって、それぞれ第1および第2の連通路
を形成している。そして検出部6を渦発生柱1の突出部
4にシール部材5を介して取り付けたとき、シール部材
5の第1の連通路35は渦発生柱1の一方の側面39に
開口37aを有する第1の圧力伝達路37に連通し、第
2の連通路36は他方の側面40に開口38aを有する
第2の圧力伝達路38に連通するようになっている。な
お、シール部材5の厚さは切り込みによって形成される
各連通路が各圧力伝達路と同程度の断面積を有するよう
に定めると好適である。
The third chamber 27 is the housing 7
A third pressure transmission path 34 formed of a lateral groove 34a and a vertical hole 34b is provided on the lower surface of the housing 7 near the second pressure transmission path 10, and the fourth chamber 28 has a lateral groove 33a and a vertical hole 33b. And a fourth pressure transmission line 3
3 opens in the vicinity of the first pressure transmission path 9.
Further, the seal member 5 has these pressure transmission paths 9 and 3
Window-shaped first notch 35 including openings 3 and window-shaped second notch 3 including openings of pressure transmission paths 10 and 34.
6 are provided, and the surfaces of the cuts and the thickness of the seal member 5 form first and second communication passages, respectively. When the detection unit 6 is attached to the protrusion 4 of the vortex generating column 1 via the seal member 5, the first communication passage 35 of the seal member 5 has an opening 37a on one side surface 39 of the vortex generating column 1. The second communication passage 36 communicates with the first pressure transmission passage 37, and the second communication passage 36 communicates with the second pressure transmission passage 38 having the opening 38a on the other side surface 40. It is preferable that the thickness of the seal member 5 is determined so that each communication passage formed by cutting has a cross-sectional area approximately the same as each pressure transmission passage.

【0018】この流速・流量検出装置の動作は次の通り
である。渦発生柱1の側面39,40でそれぞれ発生す
る渦列により開口37aの圧力が開口38aでの圧力よ
り高くなるとダイアフラム17は上方向に変位し、ダイ
アフラム18は下方向に変位する。一方渦列の生起によ
り開口37aの圧力が開口38aでの圧力より低くなる
とダイアフラム17は下方向に変位しダイアフラム18
は上方向に変位する。これらダイアフラムはそれぞれ上
方向に変位すると、可動電極と固定電極の間隔は狭ま
り、下方向に変位すると可動電極と固定電極の間隔は拡
がるので、可動電極のエレクトレット膜を共に正に帯電
させておくと、ダイアフラム17が上方向にダイアフラ
ム18が下方向に変位したとき、出力端子Jから正の信
号電圧が、出力端子Kから負の信号電圧が出力され、ダ
イアフラム17が下方向にダイアフラム18が上方向に
変位したとき、出力端子Kから負の信号電圧が出力端子
Jから正の信号電圧が出力される。すなわち、固定電極
25および26と、ダイアフラム17および18の上面
に形成された可動電極19および20は、それぞれ第1
および第2の変位検出器を構成する。そして出力端子J
およびKから出力される第1および第2の変位検出器の
信号電圧は図3の電気回路に示すようにそれぞれオペア
ンプ31および32で増幅されて差動増幅器33に入力
され、これら両信号電圧の差が増幅されて検出信号とし
て出力される。なお、差動増幅器33で出力端子Jおよ
びKからの信号電圧の差を増幅するのは、信号のノイズ
を除くためで、例えばこの検出装置に外部から下方向に
振動が加わったとすると、ダイアフラム17および18
は共に上方向に変位するので、端子JおよびKはともに
正の電圧(ノイズ電圧)を発生する。従って差動増幅器
33で増幅することによりこのノイズ電圧を除くことが
できる。
The operation of this flow velocity / flow rate detecting device is as follows. When the pressure in the opening 37a becomes higher than the pressure in the opening 38a due to the vortex rows generated on the side surfaces 39 and 40 of the vortex generating column 1, the diaphragm 17 is displaced upward and the diaphragm 18 is displaced downward. On the other hand, when the pressure in the opening 37a becomes lower than the pressure in the opening 38a due to the occurrence of the vortex street, the diaphragm 17 is displaced downward and the diaphragm 18 is moved.
Is displaced upward. When each of these diaphragms is displaced in the upward direction, the distance between the movable electrode and the fixed electrode is narrowed, and when it is displaced in the downward direction, the distance between the movable electrode and the fixed electrode is expanded, so that both electret films of the movable electrode should be positively charged. When the diaphragm 17 is displaced upward and the diaphragm 18 is displaced downward, a positive signal voltage is output from the output terminal J and a negative signal voltage is output from the output terminal K, and the diaphragm 17 is downward and the diaphragm 18 is upward. When the output terminal K is displaced, the output terminal K outputs a negative signal voltage and the output terminal J outputs a positive signal voltage. That is, the fixed electrodes 25 and 26 and the movable electrodes 19 and 20 formed on the upper surfaces of the diaphragms 17 and 18 respectively have the first electrode.
And a second displacement detector. And output terminal J
The signal voltages of the first and second displacement detectors output from and K are respectively amplified by operational amplifiers 31 and 32 and input to a differential amplifier 33 as shown in the electric circuit of FIG. The difference is amplified and output as a detection signal. The reason why the difference between the signal voltages from the output terminals J and K is amplified by the differential amplifier 33 is to remove the noise of the signal. For example, if vibration is applied to the detecting device in the downward direction from the outside, the diaphragm 17 And 18
Since both are displaced upward, both terminals J and K generate a positive voltage (noise voltage). Therefore, this noise voltage can be removed by amplifying with the differential amplifier 33.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の流速・流量検出装置は圧力振動
発生体の上面にシール部材を介して検出部の下面に置き
固定するのみで、圧力振動発生体の両側に発生する圧力
変化を一対のダイアフラムに導く各圧力伝達路の分岐が
完了するので組立工数が著るしく低減する。そしてこれ
ら検出部および圧力振動発生体の各圧力伝達路は内部で
分岐する必要がなく、またシール部材の連通路はこのシ
ール部材に切り込みを入れるのみで形成されるので、機
械加工工数は少なくてすみコストが低減する。
The flow velocity / flow rate detection device of the present invention is only fixed on the upper surface of the pressure vibration generator via the seal member on the lower surface of the detecting portion, and the pressure change generated on both sides of the pressure vibration generator is paired. Since the branching of each pressure transmission path leading to the diaphragm is completed, the number of assembly steps is significantly reduced. The pressure transmission paths of the detection section and the pressure vibration generator do not need to be internally branched, and the communication path of the seal member is formed by only making a cut in the seal member, so the number of machining steps is small. Corner costs are reduced.

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

【図1】本発明の流速・流量検出装置の一実施例を示す
要部縦断面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an embodiment of a flow velocity / flow rate detection device of the present invention.

【図2】図1の平面図FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】図1の流速・流量検出装置の電気回路の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of an electric circuit of the flow velocity / flow rate detection device of FIG.

【図4】従来の流速・流量検出装置の一例を示し、
(a)は縦断面図、(b)は(a)のXY横断面図
FIG. 4 shows an example of a conventional flow velocity / flow rate detection device,
(A) is a vertical sectional view, (b) is an XY horizontal sectional view of (a)

【図5】図4の検出装置の変形例を示す要部縦断面図5 is a longitudinal sectional view of a main part showing a modified example of the detection device of FIG.

【図6】図4の流速・流量検出装置の電気回路の回路図FIG. 6 is a circuit diagram of an electric circuit of the flow velocity / flow rate detection device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 渦発生柱 2 被測定流体 5 シール部材 6 検出部 9 第1の圧力伝達路(検出部6の) 10 第2の圧力伝達路(検出部6の) 13 第1の室 14 第2の室 17 第1のダイアフラム 18 第2のダイアフラム 19 可動電極 20 可動電極 25 固定電極 26 固定電極 27 第3の室 28 第4の室 33 第4の圧力伝達路(検出部6の) 34 第3の圧力伝達路(検出部6の) 35 第1の連通路 36 第2の連通路 37 第1の圧力伝達路(渦発生柱1の) 38 第2の圧力伝達路(渦発生柱1の) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vortex generating column 2 Fluid to be measured 5 Sealing member 6 Detecting section 9 First pressure transmitting path (of detecting section 6) 10 Second pressure transmitting path (of detecting section 6) 13 First chamber 14 Second chamber 17 First Diaphragm 18 Second Diaphragm 19 Movable Electrode 20 Movable Electrode 25 Fixed Electrode 26 Fixed Electrode 27 Third Chamber 28 Fourth Chamber 33 Fourth Pressure Transmission Channel (for Detection Unit 6) 34 Third Pressure Transmission path (of detection unit 6) 35 First communication path 36 Second communication path 37 First pressure transmission path (of vortex generation column 1) 38 Second pressure transmission path (of vortex generation column 1)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互に平行な変位方向を有する一対の第1お
よび第2のダイアフラムと、前記第1のダイアフラムで
仕切られた第1および第3の室と、前記第2のダイアフ
ラムで仕切られた第2および第4の室と、これら第1な
いし第4の室をそれぞれその下面に導く第1ないし第4
の圧力伝達路を備えた検出部と、その一方および他方の
側面にそれぞれ発生される圧力振動による流体内圧力変
化をそれぞれその上面に導く第1および第2の圧力伝達
路を備えた圧力振動発生体と、前記検出部の下面と前記
圧力振動発生体の上面の間に配置され、前記検出部の第
1および第4の圧力伝達路と前記圧力振動発生体の第1
の圧力伝達路とを連通する第1の連通路と、前記検出部
の第2と第3の圧力伝達路とを連通する第2の連通路と
を備えたシール部材と、前記第1および第2のダイアフ
ラムのそれぞれの変位を検出する第1および第2の変位
検出器とからなることを特徴とする流速・流量検出装
置。
1. A pair of first and second diaphragms having mutually parallel displacement directions, a first and a third chamber partitioned by the first diaphragm, and a partition by the second diaphragm. Second and fourth chambers, and first to fourth chambers for guiding the first to fourth chambers to their lower surfaces, respectively.
Pressure vibration generating device having a pressure transmitting passage and first and second pressure transmitting passages that guide pressure changes in the fluid due to pressure vibrations generated on one and the other side surfaces to the upper surface of the detecting portion. A body, a lower surface of the detection unit and an upper surface of the pressure vibration generator, and the first and fourth pressure transmission paths of the detection unit and the first of the pressure vibration generator.
A first communication passage communicating with the first pressure transmission passage, and a second communication passage communicating with the second and third pressure transmission passages of the detection unit; A flow velocity / flow rate detection device comprising: first and second displacement detectors for detecting respective displacements of the two diaphragms.
【請求項2】請求項1記載のものにおいて、第1および
第2の変位検出器は、それぞれ第1および第2のダイア
フラムの上面に形成されたエレクトレット膜からなる可
動電極と、これら可動電極と所定間隔に配置された固定
電極とからなることを特徴とする流速・流量検出装置。
2. The movable electrode according to claim 1, wherein the first and second displacement detectors are movable electrodes made of an electret film formed on the upper surfaces of the first and second diaphragms, respectively. A flow velocity / flow rate detection device comprising a fixed electrode arranged at a predetermined interval.
【請求項3】請求項2記載のものにおいて、第1および
第2のダイアフラムの上面に形成されたエレクトレット
膜はそれぞれ高分子エレクトレット材料からなることを
特徴とする流速・流量検出装置。
3. The flow velocity / flow rate detection device according to claim 2, wherein the electret films formed on the upper surfaces of the first and second diaphragms are each made of a polymer electret material.
JP5101623A 1993-04-28 1993-04-28 Current velocity/flow rate detector Pending JPH06307902A (en)

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ID=14305532

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013104829A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Omron Corp Surface potential sensor and copier

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013104829A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Omron Corp Surface potential sensor and copier

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