JPH0814958A - Whistle-type flowmeter - Google Patents

Whistle-type flowmeter

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JPH0814958A
JPH0814958A JP14929794A JP14929794A JPH0814958A JP H0814958 A JPH0814958 A JP H0814958A JP 14929794 A JP14929794 A JP 14929794A JP 14929794 A JP14929794 A JP 14929794A JP H0814958 A JPH0814958 A JP H0814958A
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whistle
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fluid
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JP14929794A
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JP3215575B2 (en )
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Kenichi Matsubara
Yuichi Sato
Yoshijirou Watanabe
祐一 佐藤
賢一 松原
嘉二郎 渡辺
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
東京瓦斯株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters
    • G01F1/666Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in a continuous flow by measuring frequency, phaseshift, or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. ultrasonic flowmeters by detecting noise and sounds generated by the flowing fluid

Abstract

PURPOSE:To provide a whistle-type flowmeter in which a linear proportionality range for the flow rate of a flowing fluid and for the oscillating frequency of a whistle sound is expanded as far as possible and which can measure a flow rate in a wide range from a low-flow-rate region up to a high-flow-rate region. CONSTITUTION:A whistle-type flowmeter is provided with a sound-generating unit 10, which is provided with a mouthpiece if into which a fluid flows, with an acoustic hole 1b through which a jet stream from the mouthpiece is passed and with a cavity by which the jeat stream gives a fluid sediment a rotating and vibrating motion, with a sound-collecting means 2 which collects a sound generated by the sound-generating unit 10, with a filter means 3 which makes the fundamental-frequency component of the generated sound by the sound- generating unit 10 out of an output-signal frequency component pass from the sound-collecting means, with a frequency detection means 5 which detects the frequency of the fundamental frequency component and with an arithmetic means 6 which operates the flow rate of the fluid on the basis of the frequency of the fundamental frequency component by means of a relational expression between a predetermined flow rate and a predetermined frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は体育笛タイプのホイッスル構造を変形して気体や液体などの流体の流量を計測するホイッスル式流量計に関する。 The present invention relates to a whistle type flow meter for measuring the flow rate of a fluid, such as sports whistle type deformation to gas and liquid whistles structure.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、気体や液体の流量を計測する流量計は数多く知られており、原理や構造あるいは用途などにより分類されている。 Conventionally, a flow meter for measuring the flow rate of the gas or liquid is numerous known and have been classified by such principles and structure or application. たとえばタービン流量計のような容積流量計は回転子やピストンなどの可動部を内蔵し、この可動部とケースとにより形成される計量空間部から可動部の1サイクルで一定容積の流体が吐き出されるようになっており、可動部のサイクル数をカウントすることにより流量を知ることができる。 For example volumetric flowmeter, such as a turbine flow meter incorporates a movable part such as the rotor and the piston, the fluid constant volume is discharged in one cycle of the movable portion from the metering space formed by the movable portion and the casing has become way, it is possible to know the flow rate by counting the number of cycles the movable portion. 一方、電磁流量計は導電性のある流体の流れ方向に直角に磁界をかけると、流体の流れ方向と磁界の双方に直交する位置に置かれた電極に流速と磁界の強さに比例した起電力が発生するので、磁界の強さを一定にしておけば流速に比例した起電力が得られ、この流速が流量に比例することから、 On the other hand, when the electromagnetic flowmeter applies a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid with a conductive, force proportional to the intensity of the flow velocity and magnetic field electrodes placed in a position perpendicular to both the flow direction and the magnetic field of the fluid since power is generated, resulting electromotive force proportional to the flow velocity if by the strength of the magnetic field constant, since the flow rate is proportional to the flow rate,
流量を計測することができる。 It is possible to measure the flow rate. このように流路内に可動部を持たないタイプの流量計には音響式流量計(超音波流量計を含む)や熱流量計あるいはオリフィスを用いた絞り流量計などがある。 Thus the flow meter of the type no moving parts in the flow path and the like acoustic flowmeter (including ultrasonic flowmeter) and heat flow meter or restriction flowmeter using orifice. しかるに、上記容積流量計は可動部を有するため流体の流れ抵抗が生じ、コンパクト化に限界があり、故障時の対応がやりにくい欠点がある。 However, the volumetric flowmeter flow resistance of the fluid is caused to have a movable portion, there is a limit in compactness, there is correspondence awkward drawback of failure.
その他の流量計もそれぞれに固有の欠点を有している。 It has inherent disadvantages to each well other flowmeter.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】体育笛タイプのホイッスルは低流量域で流量と音の発信周波数とが比例する。 THE INVENTION Problems to be Solved] physical education whistle type of whistle is proportional and the oscillation frequency of the flow rate and the sound in the low flow rate range.
この現象を利用することにより、可動部のない簡潔な構造を有し、導電性のない流体についても流量の計測ができる小型で信頼性の高い体育笛タイプのホイッスル式流量計が開発されるようになった。 By utilizing this phenomenon, a brief structure with no movable portion, so that the whistle flowmeter high sports whistle types reliable compact can measure the flow rate also nonconductive fluid is developed Became.

【0004】図10は従来のホイッスル式流量計のブロック線図である。 [0004] FIG. 10 is a block diagram of a conventional whistle flowmeters.

【0005】このホイッスル式流量計は、ガスの流量を測定するものであり、ガス管路10a、10bの途中にホイッスル構造の発音ユニット1を接続し、このガス管路にガスが流れている時に発音ユニット1の発する音を集めるマイクロフォン2を一部に取付け、このマイクロフォン2から出力する信号に含まれる計測対象範囲外の成分をハイカットフィルタ3を介して除去し、その信号をヒステリシス(図5に示す波形(b)中に破線で示す)をかけたコンパレータ4により一定値と比較して波形整形し、コンパレータ4から出力するパルス信号をカウンタ/タイマ5によりカウントして周波数を得、この周波数に基づいて流量演算記6で所定の関係式から流量を演算し、この演算結果のガスの流量を表示器7に表示する。 [0005] The whistle flow meter is to measure the flow rate of the gas, the gas conduit 10a, to connect the sound unit 1 whistle structure in the middle of 10b, when the gas is flowing through the gas line mounting the microphone 2 for collecting a sound emitted from the sound unit 1 in a part, the target object outside of the components contained in the signal output from the microphone 2 is removed through a high-cut filter 3, the signal to hysteresis (Fig. 5 waveform shaping as compared with a constant value by the comparator 4 multiplied by shown by a broken line) in the waveform (b) showing, to obtain a frequency count by the counter / timer 5 a pulse signal outputted from the comparator 4, to the frequency based calculates the flow rate from a predetermined relationship with a flow rate computation Symbol 6, displays the flow rate of the gas of the calculation result on the display 7.

【0006】図9は従来の体育笛タイプのホイッスル式流量計に使用されている発音ユニットの概略構成を示す斜視図である。 [0006] FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a sound unit used in the whistle flowmeter conventional sports whistle types.

【0007】図9の発音ユニット1は体育笛タイプのホイッスルそのものであり、両側の側壁1e(図5参照) [0007] pronunciation unit 1 of FIG. 9 is a whistle itself sports whistle types, both sidewalls 1e (see FIG. 5)
を省略して図示されている。 It is illustrated to avoid complexity. 発音ユニット1は、ガス管路10aから流入するガスを入れる横長の流入口1aとこれに連続するガス流路を含むマウスピース1fと、ガス管路10aにガスを排出する流出口すなわち音響穴1 Pronunciation unit 1, the outlet namely sound hole 1 for discharging mouthpiece 1f comprises a gas flow path continuous to the horizontal inlet 1a to put the gas flowing from the gas line 10a, the gas in the gas pipe 10a
bと、キャビティ1cと、エッジ1dとの4要素から構成される樹脂製成形品であり、流入口1aとキャビティ1cは連通し、エッジ1dは音響穴1bにガス流入方向に逆らう向きに傾斜して形成されている。 And b, a cavity 1c, a resin molded article composed of 4 elements of the edge 1d, the inlet 1a and the cavity 1c is communicated, the edge 1d is inclined in a direction against the gas inflow direction sound hole 1b It is formed Te. キャビティ1 Cavity 1
cの外側の壁1eに穴が開けられ、ここにマイクロフォン2が気密に取り付けられている。 Holes drilled in the outer wall 1e of c, the microphone 2 is attached airtightly here.

【0008】図4は実験に使用した体育笛タイプのホイッスルの寸法図である。 [0008] FIG. 4 is a dimension view of the physical education whistle type of whistle used in the experiment.

【0009】図4に示すような体育笛タイプのホイッスル式流量計は、ヘルムホルツ共鳴、エッジトーンおよびキャビティトーンの三つの発音現象を持っている。 [0009] whistle type sports whistle type as shown in FIG. 4 flowmeter, Helmholtz resonance, has three sound phenomenon of the edge tones and the cavity tones. そのため、ある流量に対して最も大きな音を発する現象がホイッスルの音として検知されることになる。 Therefore, so that the phenomenon that emits the greatest sound for a flow rate is detected as the sound of a whistle. この従来のホイッスル式流量計において、ある流量を境として流量と音の周波数との関係が変わるのも、この境界点の両側で主たる発音現象が高流量側、低流量側と異なるためである。 In this conventional whistle flowmeters, there flow also to change the relationship between the frequency of the flow and sound as a boundary, on both sides main sound phenomenon is high flow side of the boundary point is because different from the low flow rate side. 流量200L/Hから700L/Hの範囲でホイッスル音の周波数が流量に線形に比例し、800L/H In the range of flow rate 200L / H of 700L / H is the frequency of whistle linearly proportional to the flow rate, 800L / H
以上を印加するとホイッスル音の発信周波数の増加率が緩やかになり、さらに高流量になるとほぼ一定になってしまう。 Applying a more becomes gradual increase of the oscillation frequency of the whistle, it becomes substantially constant further comprising a high flow rate. 前者のホイッスル音の周波数が流量に線形に比例する低流量域部分は流量計として利用できる。 Low flow rate region portion former frequency of whistle sound is linearly proportional to the flow rate can be used as a flow meter. そこで、この流量計の計測範囲を広げようとすると、流量計の本体を大型にすることで線形の範囲を拡大するか、または流量計に小球を内蔵し流量に対応する別の発振要素を付加するかしなければならなくなる。 Therefore, when you widen a measurement range of the flow meter, to expand the range of linear by the body of the flowmeter large or another oscillating element corresponding to the internal flow rate globules flowmeter and whether the addition would have to be. 本体を大型にすることは流量計の小型化に反するものであり、また小球を内蔵することは流量計の流路内に可動部を持たないようにすることに反し、かつ小球を内蔵する場合と内蔵しない場合の2種類の演算方法を条件分岐により使い分けねばならなくなる。 Contrary to that the main body large are those against the miniaturization of the flow meter, also be built in the globules to ensure that no moving parts in the flow meter in the flow path, and built globules 2 types of calculation method in the case of not built with a case in which no longer must be properly used by the conditional branch. また、どちらの方法も、元来の測定範囲では多少なりとも信号対雑音の比率が悪化してしまう。 Moreover, both methods, the ratio of more or less signal to noise in the original measurement range deteriorates.

【0010】本発明は上述の点にかんがみてなされたもので、構造が小型かつ簡単で内部に小球を内蔵せず、流れる流体の流量とホイッスル音の発信周波数との線形比例範囲をできるだけ拡大して低流量域から高流量域までの広範囲の流量を計測することができるホイッスル式流量計を提供することを目的とする。 [0010] The present invention has been made in view of the above points, enlarged by structure without incorporating the small size and simple interior globules, possible linear proportional range of the oscillation frequency of a fluid flow and whistle flowing and to provide a whistle flow meter to be able to measure a wide range of flow rates from low flow rate region to the high flow rate region.

【0011】 [0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するため、流体が流入するマウスピースと該マウスピースからの噴流が通過する音響穴と該噴流が流体澱みに回転振動運動を与えるキャビティとを備えた発音ユニットと、前記発音ユニットで発生する音を集音する集音手段と、前記集音手段からの出力信号周波数成分のうち前記発音ユニットの発生音の基本周波数成分を通過させるフィルタ手段と、前記基本周波数成分の周波数を検出する周波数検出手段と、予め定めた流量と周波数との関係式から前記基本周波数成分の周波数に基づいて流体の流量を演算する演算手段とを有することを特徴とする。 Since SUMMARY OF THE INVENTION The present invention to achieve the above object, a cavity in which the acoustic hole and 該噴 stream jet from the mouthpiece and the mouthpiece fluid flows passes gives a rotational vibration motion to the fluid stagnation a sound unit with bets, filter for passing the sound collecting means for collecting sound generated by the sound unit, the fundamental frequency components of the generated sound of the sound units of the output signal frequency components from said sound collecting means means, and frequency detecting means for detecting the frequency of said fundamental frequency component, that has a calculating means for calculating the flow rate of the fluid based on the frequency of the fundamental frequency component from the relationship between the predetermined flow rate and frequency and features.

【0012】また、本発明は発音ユニットが函の中に密封状に収容され、発音ユニットのマウスピースが該函から突出し、且つ発音ユニットから出る流体の排出口を該函の外壁に設けたことを特徴とする。 Further, that the present invention is the sound unit is accommodated sealingly in a box, provided from the mouthpiece pronunciation unit 該函 protrudes and the outlet of the fluid exiting from the sound unit to the outer wall of 該函the features.

【0013】また、本発明は前記発音ユニットのマウスピースに流体流入用管路が連結され、音響穴を通過した計量ずみ流体を雰囲気中に排出することを特徴とする。 Further, the present invention is a fluid inlet conduit is connected to the mouthpiece of the sound units, characterized by discharging the metered Zumi fluid passing through the sound hole in the atmosphere.

【0014】 [0014]

【作用】本発明は従来の体育笛タイプのホイッスル式流量計より、エッジを削除したことによりエッジトーンが抑制され、また音響穴が拡大されたことによりヘルムホルツ共鳴音の発生が抑制され、その結果影響を受けないキャビティトーンが顕著となり、流量とキャビティトーンの周波数とが比例する流量範囲は従来型ホイッスルのエッジトーンが観測される範囲の3倍以上であるので広範囲の流量を計測することができる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention than whistle flowmeter conventional sports whistle types, edge tones can be suppressed by deleting the edge, also the occurrence of Helmholtz resonance noise by the sound hole is enlarged can be suppressed, as a result unaffected cavity tone becomes conspicuous, flow rate range where the frequency is proportional to the flow rate and the cavity tones can measure a wide range of flow rates because it is 3 times or more in a range where the edge tones of conventional whistle is observed .

【0015】 [0015]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 EXAMPLES The following description will explain the present invention with reference to the drawings.

【0016】図5は実験に使用した体育笛タイプホイッスルの基本要素の分解図である。 [0016] FIG. 5 is an exploded view of the basic elements of physical education whistle type whistle used in the experiment. 図8は音響穴が形成する面に直交する断面における流体澱みの単振動の概念図である。 Figure 8 is a conceptual view of a single oscillation of the fluid stagnation in a cross section perpendicular to the plane formed by the sound hole.

【0017】ホイッスルを弱く吹いたとき発生する音の周波数は吹き込み量に比例しているように聞こえる。 [0017] The frequency of the sound generated when the blew weaken the whistle sounds like is proportional to the amount of blowing. 本発明の発明者はこの事実をヒントに新しい周波数出力型の流量計を模索して、流量に線形に比例する周波数を持つ音のみを発生する要素をホイッスルから分離・抽出するため、(a)ホイッスル全体、(b)エッジ要素、 The inventors of the present invention is to seek a flow meter of a new frequency output type this fact to hint for an element that generates only the sound with a frequency linearly proportional to flow rate to separate and extract from whistle, (a) entire whistle, (b) an edge element,
(c)キャビティ要素の基本要素を持つ形状(図5参照)に分解して、各要素ごとにそれらが音の発生において演じる役割を実験により調べた。 (C) it is decomposed into shape with the basic elements of the cavity element (see FIG. 5), was examined by experiment role played in the development of their sound for each element. その結果、(c)キャビティ要素を持つ形状がレンジアビリティ、安定性および線形性の観点から流量計として最も優れた特性を示すことを発見した。 As a result, we have found to exhibit the best characteristics (c) shape rangeability with cavity elements, as stability and flow meter in terms of linearity. これはキャビティ内の流体澱みの運動の音響穴が形成する面に直交する成分が、澱み空気によって歪められた噴流の復元力による単振動(図8参照)という単純な発振原理によるものであるためと考えられる。 Since this component perpendicular to the plane formed by the sound hole of the motion of the fluid stagnation in the cavity, is due to the simple oscillation principle that single vibration by the restoring force of the jet which is distorted by stagnation air (see FIG. 8) it is conceivable that.

【0018】図8の中央の図に示すように、マウスピースからの噴流は音響穴の上部を通過すると、この流体はキャビティ内の円柱状の流体澱みと接し、これに回転運動を与える。 As shown in the middle diagram of FIG. 8, when the jet from the mouthpiece passes through the upper portion of the sound hole, the fluid is in contact with cylindrical fluid stagnation in the cavity, providing rotational motion thereto. 図8の上の図に示すように、この流体澱みが上に移動すると音響穴の上部を通過していた流体の流線は上方に変形を受ける。 As shown in the upper diagram of FIG. 8, flow lines of the fluid which has passed the upper portion of the sound hole when the fluid stagnation moves up undergoes deformation upward. このとき流れの動圧の垂直成分は質量を押し下げる復元力となって作用する。 In this case the vertical component of the flow of the dynamic pressure acts becomes restoring force pushing down the mass. 図8の下の図に示すように、質量がキャビティ内の下の方に押し下げられると連続の原理より、流線もまた下方に引き込まれる。 As shown in the lower diagram of FIG. 8, the mass is the principle of the depressed continuously at the bottom of the cavity, streamlines are also pulled downward. 変形を受けた流線は質量の変位に比例する力により質量を引上げようとする。 It streamlines deformed to the mass and pulling by a force proportional to the mass of the displacement. このようにして図8の3種の状態が繰り返される。 In this way, the three states in FIG. 8 is repeated.

【0019】図3は今回調査した体育笛タイプホイッスルのキャビティ要素に基づく音の特性を示すグラフである。 [0019] FIG. 3 is a graph showing a characteristic of a sound based on the cavity element of sports whistle type whistle investigated this.

【0020】図3のグラフは横軸に音の周波数(単位 [0020] The graph of FIG. 3 of the sound on the horizontal axis the frequency (unit
ヘルツ)を示し、縦軸にガス流量(単位 リットル/時間)およびマイクの出力電圧(単位 デシベルボルト) It indicates Hz) and the vertical axis the gas flow rate (unit liters / hour) and a microphone output voltage (decibels volts)
を示す。 It is shown. このグラフによれば、キャビティ要素に基づく流体澱みの回転振動音、すなわちキャビティトーンは流量400〜2000リットル/時間の広範囲で周波数が流量に線形に比例していることがわかる。 According to this graph, the rotational vibration sound of the fluid stagnation based on the cavity element, i.e. the cavity tone is seen that the frequency in a wide range of flow rates from 400 to 2000 l / h is linearly proportional to the flow rate. また、この実験で音の検出に使用したコンデンサマイクロホンの出力電圧の周波数分布からキャビティトーンは高調波成分を含まず、単一ピーク周波数特性をもつことがわかる。 Further, the cavity tone from the frequency distribution of the output voltage of the capacitor microphone used for detecting the sound in this experiment does not contain harmonic components, it can be seen that with a single peak frequency characteristics. これらの特性は流量計に好都合の特性である。 These properties are advantageous properties to the flowmeter.

【0021】本発明はこのキャビティトーンの特性を流量計に採用したものである。 [0021] The present invention has adopted the characteristics of the cavity tone flow meter. 換言すれば、本発明は従来の体育笛タイプのホイッスルよりエッジを削除した構造とすることにより、通常のホイッスルとしての発音、すなわち、ヘルムホルツ共鳴音およびエッジトーンを抑制し、キャビティトーンの発振周波数を計測する流量計である。 In other words, by the present invention is to structure remove edges than conventional sports whistle type whistle, pronunciation as an ordinary whistle, i.e., the Helmholtz resonance sound and suppresses edge tones, the oscillation frequency of the cavity tone a flow meter for measuring.

【0022】図1は本発明のホイッスル式流量計のブロック線図である。 [0022] FIG. 1 is a block diagram of a whistle-type flowmeter of the present invention. 図2は本発明のホイッスル式流量計に使用される発音ユニットの概略構成を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a sound units used whistle flowmeter of the present invention. 図6はホイッスル単体にガスを吹き込む強さを3段階に変化させたときの各発音現象と発生周波数との関係を示すグラフである。 6 is a graph showing the relationship between the occurrence frequency each sound phenomenon when changing the intensity of blowing gas to the whistle alone in three steps. 図7はホイッスルの主たる発生音の特性を示すグラフである。 Figure 7 is a graph showing the characteristics of the main generated sound whistle.

【0023】図6に示すように、体育笛タイプのホイッスルは(A)ヘルムホルツ共鳴、(B)エッジトーン、 As shown in FIG. 6, sports whistle type whistle (A) Helmholtz resonance, (B) the edge tones,
(C)キャビティトーンの三つの発音現象を持っている。 (C) has a three pronunciation phenomenon of the cavity tone. そのため、ある流量に対して最も大きな音を発する現象がホイッスルの音として検知されることになる。 Therefore, so that the phenomenon that emits the greatest sound for a flow rate is detected as the sound of a whistle. 図6は横軸に周波数を示し、縦軸はマイクロホンの出力電圧を示す。 Figure 6 shows the frequency on the horizontal axis and the vertical axis represents the output voltage of the microphone.

【0024】上述したように、従来のホイッスル式流量計において、ある流量を境として流量と音の周波数との関係が変わるのも、この境界点の両側で主たる発音現象が高流量側(A)、低流量側(B)と異なるためである(図6、7参照)。 [0024] As described above, in the conventional whistle flowmeters, also the relationship between the frequency of the flow and sound a certain flow as a boundary change, the main sound phenomenon on both sides of the boundary point is a high flow rate side (A) is because different from the low flow rate side (B) (see FIGS. 6 and 7). そこで、本発明では図2に示すように、流入したガスが直上をかすめる位置で従来のエッジ要素を除去し、音響穴を拡大し、キャビティ1cの効果が顕著に出るようにしている。 Therefore, in the present invention as shown in FIG. 2, to remove the conventional edge element at the location where the inflow gas glancing just above, to expand the sound hole, the effect of the cavity 1c is to exit significantly.

【0025】図1の本発明の実施例は各種流体の中でガスの流量を測定するものとして説明されている。 [0025] Example of the present invention of FIG. 1 is described as measuring the flow rate of the gas in the various fluids. その主要部はホイッスル構造の発音ユニット10である。 Its main part is the sound unit 10 whistle structure. ガス管路10a、10bの途中に立方体の函11が連結され、この函11の中に発音ユニット10が密封状態に収容されている。 Gas line 10a, cubic box-11 in the middle of 10b are connected, sound unit 10 in the box-11 is accommodated in a sealed state. 函11の前壁から発音ユニット10のマウスピース1fが突出し、この前壁にガス管路10aが接続されている。 Mouthpiece 1f pronunciation unit 10 from the front wall of a box 11 protrudes, gas pipe 10a is connected to the front wall. ガス管路10aは例えば煙突や排気管等の後端(出口端)に接続されるものである。 Gas line 10a is intended to be connected to the rear end (the outlet end), such as, for example, a chimney or exhaust pipe. したがって、煙突出口で排気量を計るときには上記函11は不必要となる。 Thus, the box-11 is not required when measuring the amount of exhaust chimney outlet. すなわち、函11は必ずしも取り付ける必要がない。 In other words, a box 11 is not required to attach necessarily. また、発音ユニット10から出るガスの排出口を該函11の上壁に設け、この排出口にガス管路10b Further, provided the outlet of the gas exiting from the sound unit 10 in the upper wall of 該函 ​​11, the gas pipe 10b to the discharge port
が接続されている。 There has been connected. しかし、函11を取り付けないときは、ガス管路10bを接続せずに直接雰囲気中に排出する。 However, when no attachment to a box 11 discharges directly into the atmosphere without connecting the gas conduit 10b.

【0026】図2に示す発音ユニット10は構造を分かりやすくするため両側の側壁1e(図1に図示されている)を省略して図示されている。 The sound unit 2 10 is shown by omitting the both side walls 1e (depicted in FIG. 1) for ease of construction. この発音ユニット10 The pronunciation unit 10
は、上述したように、キャビティトーンが計測範囲全域にわたって顕著に現れるようにするため、体育笛タイプのホイッスル(図9参照)を前述のように変形したものであり、マウスピース1fと、音響穴1bと、キャビティ1cとの三つの要素から構成されている樹脂成形品である。 As described above, since the cavity tones to appear prominently over the measurement range throughout is a sports whistle type whistle (see FIG. 9) a modification as described above, and the mouthpiece 1f, sound hole 1b and is a resin molded article which is composed of three elements with the cavity 1c. マウスピース1fはガス管路10aからガスを流入させるガス流入口1aとこれに連続する断面が横長矩形のガス流路を含む。 Mouthpiece 1f comprises a gas flow path of the cross section horizontally oblong contiguous thereto a gas inlet 1a for flowing the gas through the gas conduit 10a. マウスピース1fからの噴流が矢印A方向に音響穴1bの上部を通過する。 Jet from the mouthpiece 1f passes the upper sound hole 1b in the arrow A direction. 音響穴1bはマウスピース1fのガス流路の延長線上に形成されている。 Sound hole 1b is formed on the extension of the gas flow path of the mouthpiece 1f. キャビティ1cはマウスピース1fのガス流路とほぼ同一の幅を有する円筒体であり、音響穴1bの下側に連続している。 Cavity 1c is a cylindrical body having substantially the same width as the gas flow path of the mouthpiece 1f, is continuous to the lower side of the sound hole 1b. 音響穴1bから流入する噴流がキャビティ1c内部の流体澱みに矢印B方向の回転運動を与える。 Jet flowing from the acoustic hole 1b gives rotational motion of the arrow B direction in the cavity 1c inside the fluid stagnation. 図2から分かるように従来のエッジは存在しない。 Conventional edge as can be seen from Figure 2 is absent.
なお、キャビティ1cの流体澱みを回転させた流体は矢印C方向に音響穴1bから函11の中に排出される。 Note that fluid rotating the fluid stagnation cavities 1c is discharged into a box 11 from the sound hole 1b in the arrow C direction.

【0027】発音ユニット10の側壁1eに穴が開けられ、ここにマイクロフォン2が密封接続されている。 The drilled holes in the side walls 1e pronunciation unit 10, where the microphone 2 is sealed connection. このマイクロフォン2は函11の側壁10cの外のハイカットフィルタ3、コンパレータ4、カウンタ/タイマ5、流量演算記6に接続され、さらに表示器7に接続されている。 The microphone 2 is the side wall 10c of the outer high-cut filter 3 a box 11, a comparator 4, a counter / timer 5 is connected to the flow rate calculation Symbol 6 is further connected to the display 7.

【0028】ガスがガス管路10aから発音ユニット1 The sound gas from the gas pipe 10a Unit 1
0に流入し、発音ユニット10を通過してガス管路10 Flows into the 0, the gas line 10 passes through the sound unit 10
bから排出される時に発音ユニット10の発する音をマイクロフォン2が集める。 The sound generated by the sound unit 10 as it is discharged from the b microphone 2 collects. このマイクロフォン2から出力する信号に含まれる計測対象範囲外の成分をハイカットフィルタ3を介して除去し、その信号をヒステリシス(図1に示す波形(b)中に破線で示す)をかけたコンパレータ4により一定値と比較して波形整形し、コンパレータ4から出力するパルス信号をカウンタ/タイマ5 The target object outside of the components contained in the signal outputted from the microphone 2 is removed through a high-cut filter 3, a comparator 4 multiplied by the signal hysteresis (shown by a dashed line in the waveform (b) shown in FIG. 1) waveform shaping as compared with a constant value, the counter / timer 5 a pulse signal outputted from the comparator 4
によりカウントして周波数を得、この周波数に基づいて流量演算記6で所定の関係式から流量を演算し、この演算結果のガスの流量を表示器7に表示する。 The resulting frequency by counting and calculates the flow rate from a predetermined relationship with a flow rate computation Symbol 6 on the basis of this frequency, and displays the flow rate of the calculation result gas on the display 7.

【0029】 [0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のホイッスル式流量計は、流体が流入するマウスピースと該流体を排出する音響穴と該流体が澱むキャビティとを備えた発音ユニットを主構成要素とし、キャビティにおける流量に比例する澱み空気の振動による音の発振周波数を流量の測定に使用するので、このホイッスル式流量計を通過する流体の流量と音の発信周波数との線形比例する範囲が従来の3倍以上に拡大されることにより広範囲の流量を計測することができ、且つ流路内に可動部が存在せず、小型で構造簡単という極めて優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, whistle flowmeter of the present invention, the main components pronunciation units sound hole and fluid for discharging the mouthpiece and the fluid which fluid flows is provided with a cavity stagnation and then, because it uses the oscillation frequency of the sound by the vibration of the stagnation air that is proportional to the flow rate in the cavity for measuring the flow rate, the range of linearly proportional to the oscillation frequency of the flow and the sound of fluid passing through the whistle flowmeter conventional the can measure the wide range of flow rates by being enlarged more than tripled, and there is no movable part in the flow path, an extremely excellent effect that the structure simple compact is obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のホイッスル式流量計のブロック線図である。 1 is a block diagram of a whistle-type flowmeter of the present invention.

【図2】本発明のホイッスル式流量計に使用される発音ユニットの概略構成を示す図である。 2 is a diagram showing a schematic configuration of a sound units used whistle flowmeter of the present invention.

【図3】キャビティ要素に基づくキャビティトーンの特性を示すグラフである。 3 is a graph showing the characteristics of the cavity tones based on the cavity element.

【図4】実験に使用した体育笛タイプのホイッスルの寸法図である。 FIG. 4 is a dimension view of the physical education whistle type of whistle used in the experiment.

【図5】実験に使用した体育笛タイプホイッスルの基本要素の分解図である。 FIG. 5 is an exploded view of the basic elements of physical education whistle type whistle used in the experiment.

【図6】ホイッスル単体にガスを吹き込む強さを3段階に変化させたときの各発音現象と発生周波数との関係を示すグラフである。 6 is a graph showing the relationship between the occurrence frequency each sound phenomenon when changing the intensity blowing gas into whistle alone is in three stages.

【図7】ホイッスルの主たる発生音の特性を示すグラフである。 7 is a graph showing the characteristics of the main generated sound whistle.

【図8】音響穴が形成する面に直交する断面における流体澱みの単振動の概念図である。 8 is a conceptual view of a single oscillation of the fluid stagnation in a cross section perpendicular to the plane of the acoustic hole is formed.

【図9】従来の体育笛タイプのホイッスル式流量計に使用されている発音ユニットの概略構成を示す斜視図である。 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a sound unit used in the whistle flowmeter conventional sports whistle types.

【図10】従来のホイッスル式流量計のブロック線図である。 10 is a block diagram of a conventional whistle flowmeters.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1a ガス流入口 1b 音響穴 1c キャビティ 1e 側壁 1f マウスピース 2 マイクロフォン 3 ハイカットフィルタ 4 コンパレータ 5 カウンタ/タイマ 6 流量演算記 7 表示器 10 発音ユニット 10a ガス管路 10b ガス管路 10c 側壁 11 函 1a gas inlet 1b sound hole 1c cavity 1e side wall 1f mouthpiece 2 microphone 3 high-cut filter 4 Comparator 5 Counter / Timer 6 flow rate operation Symbol 7 display 10 pronunciation unit 10a gas line 10b gas conduit 10c side wall 11 a box

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 流体が流入するマウスピースと該マウスピースからの噴流が通過する音響穴と該噴流が流体澱みに回転振動運動を与えるキャビティとを備えた発音ユニットと、前記発音ユニットで発生する音を集音する集音手段と、前記集音手段からの出力信号周波数成分のうち前記発音ユニットの発生音の基本周波数成分を通過させるフィルタ手段と、前記基本周波数成分の周波数を検出する周波数検出手段と、予め定めた流量と周波数との関係式から前記基本周波数成分の周波数に基づいて流体の流量を演算する演算手段とを有することを特徴とするホイッスル式流量計。 Sound hole and 該噴 flow and sound unit having a cavity providing a rotary oscillating movement to the fluid stagnation occurs in the sound unit that jets pass from claim 1 mouthpiece and said mouthpiece through which fluid flows a sound collecting means for collecting sound, and filter means for passing the fundamental frequency component of the generated sound of the sound units of the output signal frequency components from said sound collecting means, frequency detection for detecting the frequency of the fundamental frequency component It means a whistle flowmeter characterized by having a calculating means for calculating the flow rate of the fluid based on the frequency of the fundamental frequency component from the relationship between the predetermined flow rate and frequency.
  2. 【請求項2】 前記発音ユニットが函の中に密封状に収容され、該函から突出した前記発音ユニットのマウスピースに流体流入用管路が連結され、且つ該函の外壁に計量ずみ流体を排出するための管路が取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 Wherein said sound unit is accommodated sealingly in a box, the fluid inlet conduit is connected to the mouthpiece of the sound unit that protrudes from 該函, and a metering Zumi fluid to the outer wall of 該函whistle flow meter according to claim 1, characterized in that the conduit for discharging is installed.
  3. 【請求項3】 前記発音ユニットのマウスピースに流体流入用管路が連結され、音響穴を通過した計量ずみ流体を雰囲気中に排出することを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 3. A fluid inlet conduit is connected to the mouthpiece of the sound units, whistle flow meter according to claim 1, characterized in that to discharge the metered Zumi fluid passing through the sound hole in the atmosphere .
  4. 【請求項4】 前記集音手段が前記円筒キャビティの近傍に取り付けられたことを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 4. A whistle flow meter according to claim 1, characterized in that said sound collecting means is mounted in the vicinity of the cylindrical cavity.
  5. 【請求項5】 前記集音手段が気密を損なわずに前記函に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 5. A whistle flow meter according to claim 1, characterized in that said sound collecting means is attached to the box making without compromising a hermetic.
  6. 【請求項6】 前記周波数検出手段が所定時間内の集音手段からの出力信号をパルス化してカウントするカウンタ/タイマであることを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 6. whistle flow meter according to claim 1, wherein the frequency detection means is a counter / timer which counts by pulsing the output signal from the sound collecting means within a predetermined time.
  7. 【請求項7】 前記周波数検出手段がピーク検出器であることを特徴とする請求項1に記載のホイッスル式流量計。 7. A whistle flow meter according to claim 1, wherein said frequency detecting means is a peak detector.
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