JPH09280912A

JPH09280912A - 渦流量計

Info

Publication number: JPH09280912A
Application number: JP9209296A
Authority: JP
Inventors: Naomoto Matsubara; 直基松原; Seiji Nakatsu; 清二中津
Original assignee: Oval Corp
Current assignee: Oval Corp
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 1997-10-31
Anticipated expiration: 2016-04-15
Also published as: JP3366181B2

Abstract

(57)【要約】【課題】渦流量計の流量変換部を共通化し安価な渦流
量計を提供する。【解決手段】流量計本体１の渦発生体２の後流側に、
カルマン渦に応動する振動管２１を取り付けた本体部１
５を複数の配管に接続しておく。これら複数の本体部１
５に対して渦センサ２３を取り付けた１つの流量変換部
４を用意しておき、流量をモニタする対象となる本体部
１５に対して流量変換部４の渦センサ２３を振動管２１
のセンサ挿入穴２１ｃに挿入して本体１と基台５ｂを固
定して渦信号を検出する。この操作を、必要に応じて他
の本体部に対しても行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦流量計に関し、
より詳細には、渦発生体を支持した複数の渦流量計の本
体部に対し、任意に、一つの流量変換部を着脱自在に装
着することができる渦流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】渦流量計は、周知のように、流管内に設
けられた渦発生体から発生するカルマン渦の単位時間当
りの数が、所定レイノルズ数範囲内において流速に比例
していることを利用した推測形の流量計である。また、
渦流量計は、レイノルズ数が定まると、口径毎に定めら
れた一定のメータ係数をもった渦信号が得られる。しか
も、簡単な構成であるため広範囲な流量計測に使用され
ている。

【０００３】渦発生体から発生するカルマン渦を検出す
る渦センサの信号は、流速に比例した近似正弦波信号で
あるが、一般に微弱であり、流れの乱れや外部雑音が重
畳されるのでＳＮ比が悪い。このため、正確な流量の重
みをもった流量パルスを得るためには、波形成形増幅回
路と高価なフィルタ回路及び流量パルスにメータ係数を
乗算して正確な流量に変換する流量変換器が必要であ
り、これらの電気回路を内蔵した流量変換部は、渦流量
計本体部に一体に取り付けられて渦流量計を構成してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】渦流量計は、口径に応
じた流量計本体と渦発生体とからなる本体部と、口径に
応じたメータ係数を設定する回路以外は、定められた電
気回路をもった流量変換部とで構成されているので、口
径が小さくなると流量変換部のコストが相対的に高価に
なる。しかし、流体工業に用いられる渦流量計は、高精
度な積算流量を計測するためだけではなく、単に流量の
モニタを行うために取り付けられているケースも多い。
このような流量のモニタは必要に応じて行われるが、一
般にその機会は少ない。このため高価な流量変換部は、
希に行われる流量モニタのために使用されるだけであ
る。

【０００５】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
ので、渦センサを一体に取り付けた流量変換器と、流量
計本体に渦発生体を取り付けた本体部とを別体構造とし
て、流量変換部を共通化し、必要に応じて同一口径や異
口径の複数の本体部に着脱自在に装着可能とし、安価な
渦流量計を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、流体
が流れる複数の流量計本体に渦発生体をそれぞれ液密に
支持し、該渦発生体に渦センサ挿入穴を一端側を開放し
て設け、該渦センサ挿入穴に、流量変換部に固定してお
いた渦センサを着脱自在に固着するとともに、１つの流
量変換部を前記複数の流量計本体に着脱自在に装着でき
るようにしたものである。

【０００７】請求項２の発明は、流体が流れる複数の流
量計本体に圧力導入口を有する渦発生体をそれぞれ液密
に支持し、該渦発生体に振動管挿入穴を一端側を開放し
て設け、該振動管挿入穴に一端側を開放した渦センサ挿
入穴を有する振動管を挿入し前記流量計本体に固定し、
前記渦センサ挿入穴に、流量変換部に固定しておいた渦
センサを着脱自在に固着するとともに、１つの流量変換
部を前記複数の流量計本体に着脱自在に装着できるよう
にしたものである。

【０００８】請求項３の発明は、流体が流れる複数の流
量計本体に渦発生体を、該渦発生体の後流側に振動管
を、それぞれ液密に支持し、該振動管に渦センサ挿入穴
を一端側を開放して設け、該渦センサ挿入穴に、流量変
換部に固定しておいた渦センサを着脱自在に固着すると
ともに、１つの流量変換部を前記複数の流量計本体に着
脱自在に装着できるようにしたものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れ
かに記載の渦流量計において、前記渦センサと流量変換
部との結合をコネクタを介して着脱自在にしたものであ
る。

【００１０】請求項５の発明は、流体が流れる複数の流
量計本体に渦発生体と温度センサおよび圧力センサを、
前記渦発生体の後流側に渦センサを、それぞれ液密に支
持し、前記渦センサ，温度センサおよび圧力センサの各
信号と流量変換部との接続をコネクタを介して着脱自在
に固着するとともに、１つの流量変換部を前記複数の流
量計本体に着脱自在に装着できるようにしたものであ
る。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れ
かに記載の渦流量計において、流量変換部に、流量計本
体の口径に応じたメータ係数を設定するメータ係数設定
器を有するようにしたものである。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１乃至５の何れ
かに記載の渦流量計において、流量計本体に該流量計本
体の口径を識別する口径識別ピンを、流量変換部に該口
径識別ピンと結合するコネクタを設け、前記流量変換部
を前記流量計本体に装着したとき、前記口径識別ピンに
より定められた前記流量計本体の口径に対応したメータ
係数を自動で設定するようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（請求項１の発明）図１は、本発明による渦流量計の第
１の実施形態を説明するための流れ方向断面図であり、
図中、１は流量計本体（以後、本体と記す）、２は渦発
生体、２ａはセンサ挿入穴、３は渦センサ、４は流量変
換部、５ａは基台、６は外筺、７は流量演算器（以後、
演算器と記す）、８は流量表示器（以後、表示器と記
す）、９は係数設定器、１０は電池、１１は電池充電用
コネクタ、１２は表示切換スイッチ、１５は本体部であ
る。なお、図１以降の図において、図１の場合と同様の
動作をする部分には、図１と同じ参照番号を付すことと
する。

【００１４】図１において、本体１は流体が流れる筒状
体で、本体１には、矢印の流れ方向Ｆに直角に渦発生体
２が液密に両端固着され、渦発生体２の軸方向に本体１
の一方側壁面と連通して開口するセンサ挿入穴２ａが設
けられて渦流量計の本体部１５を構成している。

【００１５】流量変換部４は、本体１の外壁に固定され
た基台５ａと、この基台５ａにフランジ３ａで取り付け
られた渦センサ３とから構成される。基台５ａには、外
筐６が一体に取り付けられる。外筐６内には、演算器
７，表示器８，係数設定器９，電池１０，表示切換スイ
ッチ１２等が収納されている。

【００１６】渦センサ３は、フランジ３ａと検出筒３ｂ
および板ばね３ｃとからなる。板ばね３ｃは、検出筒３
ｂの先端に渦センサ３の軸と略直角方向に面をもって固
着され、該板ばね３ｃの外周がセンサ挿入穴２ａ内壁面
に接し、渦発生体２に作用するカルマン渦による揚力を
受ける。そして、揚力を、例えば、検出筒３ｂ内に内蔵
された圧電素子等の力検出素子、又は、ひずみ検出素子
等の渦検出素子により渦信号として検出する。検出され
た渦信号は演算器７に入力され増幅整形後パルス信号に
変換される。このパルス信号を係数設定器９のスイッチ
又はピン９ａを操作して本体１の口径に従って定められ
たメータ係数により流量演算を施し、流量の重みをもっ
た流量パルスに変換して、表示器８に流量表示する。

【００１７】演算器７の電源は電池１０であり、表示器
８を必要時のみ表示切換スイッチ１２により切り換える
ことで電池１０の寿命を延ばすようにしている。なお、
外筺６には電池１０を充電するための電池充電用コネク
タ１１が取り付けられている。

【００１８】以上の如く構成された流量変換部４は、外
筺６の基台５ａ側に渦センサ３が突出した形状になって
おり、渦センサ３の検出筒３ｂをセンサ挿入穴２ａに挿
入するとともに、基台５ａを本体１の外壁に固定するこ
とにより、渦発生体２の揚力変動を板ばね３ｃを介して
渦センサ３の渦検出素子に伝達し渦信号を検出可能とし
ている。

【００１９】渦センサ３は、本体１の口径とは関係なく
一定形状とし、センサ挿入穴２ａの寸法も一定に定めて
ある。従って、流量変換部４はすべての口径の本体部１
５に共通して使用可能となる。なお、センサ挿入穴２ａ
の寸法を一定にすると大口径の本体部１５の場合渦発生
体２の剛性が大きくなり充分な検出感度を得ることが不
能となる。

【００２０】（請求項２の発明）図２は、本発明による
渦流量計の第２の実施形態を説明するための流れと直角
方向の本体部断面図であり、図中、１３は圧力導入口、
１４は振動管、１４ｂは振動管挿入穴である。図２に示
した渦流量計は、渦発生体２に振動管挿入穴１４ｂと連
通する圧力導入口１３を流れと直角な方向に設けて、振
動管挿入穴１４ｂに有底筒状のセンサ挿入穴２ａを有す
る振動管１４を挿入し、該振動管１４を取り付けフラン
ジ１４ａで片持ち状に固定して渦流量計の本体部１５を
構成している。

【００２１】板ばね３ｃを先端に固定した渦センサ３
は、図１の場合と同様に流量変換部４（図示せず）に固
定されている。このように、流量変換部４に取り付けら
れた渦センサ３を振動管１４内に挿入して先端を板ばね
３ｃで支持して渦発生体２を有する本体１と、流量変換
部４とが組み立てられる。圧力導入口１３からカルマン
渦による交番圧力が導入され、この交番圧力は振動管１
４を加振して渦センサ３がこれを検知する。渦センサ３
は、本体１の口径の大小に関係なく、一定形状としたも
のであるから、図２に示した渦流量計の実施形態による
と、すべての口径の本体部１５に対して一定した感度の
渦信号が検出される。

【００２２】（請求項３の発明）図３は、本発明による
渦流量計の第３の実施形態を説明するための流れ方向断
面図であり、図中、２１は振動管、２２は凹部、２３は
渦センサである。

【００２３】図３に示す渦流量計の本体部１５は、本体
１と渦発生体２及び渦発生体２の後流側に渦発生体２と
は別体に設けた振動管２１とで構成している。振動管２
１は軸方向にセンサ挿入穴２１ｂを有する有底の筒状体
である。振動管２１には、開口側に取付けフランジ２１
ａが設けられている。取付けフランジ２１ａを本体１に
片持状に液密に支持し、筒状体部分は本体１を流れる流
体内に突出している。このように取り付けられた振動管
２１はカルマン渦の交番圧力に応動して交番変位する。

【００２４】一方、流量変換部４の基台５ｂには、振動
管２１の取付けフランジ２１ａに対応する位置に凹部２
２が、且つ、その中央部に取付けフランジ２３ａで取り
付けられた渦センサ２３が設けられている。流量変換部
４を本体１に装着した状態では、振動管２１の取付けフ
ランジ２１ａは基台５ｂの凹部２２内に収納されてい
る。このとき、振動管２１の振動を検出するための渦セ
ンサ２３の検出筒２３ｂは振動管２１のセンサ挿入穴２
１ｂに挿入され、端部が板ばね２３ｃの外周で支持され
た状態となっている。なお、凹部２２を基台５ｂに設け
たが、凹部２２は本体１側に設けるようにしてもよい。

【００２５】渦センサ２３は、振動管２１の交番圧力を
検出して渦信号を出力し、第１の実施形態と同様に演算
され、表示器８に流量表示される。この場合、振動管２
１は、本体の口径が異なる場合でも一定の形状をもって
おり、従って、渦センサ２３もすべての口径の本体１に
共通して使用できる。

【００２６】（請求項４の発明）図４は、本発明による
渦流量計の第４の実施形態を説明するための流れ方向断
面図であり、図中、２４は渦センサ、２５はコネクタで
ある。

【００２７】図４に示す渦流量計は、図３に示した振動
管２１を渦センサ２４に置き換えたもので、渦センサ２
４の渦信号は、渦センサ２４の取付けフランジ２４ａの
外側及び該取付けフランジ２４ａに対応する凹部を有す
る流量変換部４の基台５ｃに取り付けられたコネクタ２
５を介して演算器７に接続される。従って、この場合
は、流量変換部４にはコネクタ２５が取り付けられてい
るだけであり、渦センサ２４は本体１に固着されている
ので、渦信号を確実に安定して検出することができる。
なお、図４において、渦発生体２と渦センサ２４とを別
体としたが、これらを一体構造としてコネクタ２５を介
して流量変換部４と接続できるようにしてもよい。

【００２８】（請求項５の発明）図５は、本発明による
渦流量計の第５の実施形態を説明するための流れ方向断
面図であり、図中、２６は温度センサ、２７は圧力セン
サ、２８，２９はコネクタである。

【００２９】図５に示す渦流量計は、図４に示した渦流
量計に対し、更に、本体１に温度センサ２６及び圧力セ
ンサ２７を設けたものである。温度センサ２６にはコネ
クタ２８が、圧力センサ２７にはコネクタ２９が各々取
り付けられており、基台５ｄに渦センサ２４，温度セン
サ２６，圧力センサ２７の位置に対応して設けられたコ
ネクタ２５，２８，２９を介して、本体１と流量変換部
４とが接合される。

【００３０】図５に示す渦流量計は、渦信号以外に流体
の温度，圧力信号が検出され、演算器７では、渦センサ
２４で検出された流量信号から得られた体積流量に対
し、温度，圧力を補正し、流体の基準温度，圧力状態の
流量、即ち質量流量を求めることができる。

【００３１】（請求項６の発明）なお、図１乃至図５に
示す渦流量計の流量変換部４には、係数設定器９が取り
付けられており、スイッチ又はピン９ａの操作により流
量変換部４が装着される流量計本体１の口径に応じたメ
ータ係数を設定できる。

【００３２】（請求項７の発明）図６は、本発明による
渦流量計の第６の実施形態を説明するためのコネクタ接
合部の部分断面図であり、図中、３１はコネクタ、３２
は口径識別ピンである。

【００３３】図６に示したコネクタ接合部には、図４に
示す渦センサ２４の場合と同様にコネクタ３１が取り付
けられており、コネクタ３１には、演算器７と接続され
た複数の口径識別ピン３２（図６の場合は３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ，３２ｄ）が植え込まれている。本体部１５
に流量変換部４を装着すると、本体部１５側に本体１の
口径に応じて設けられた口径識別ピン３２（図６の場合
は、口径識別ピン３２ａ，３２ｂ）に対応する位置に設
定されているマークを口径識別ピン３２（３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ，３２ｄ）が読みとり、演算器７内で口径を
識別する。演算器７内では、係数設定器９の操作なしに
識別された口径のメータ係数を自動設定して流量演算を
施すようになっている。

【００３４】なお、本発明による渦流量計は、流量モニ
タの対象となる渦流量計の本体１に流量変換部４を装着
して流量計測するものであるから、計測対象外の本体部
１５には流量変換部４は装着されておらず、このため、
センサ挿入穴、又はコネクタは開放されているので、雨
水侵入等による不都合が生ずる不具合があるので、非使
用時はキャップ（図示せず）を被せておく。また、電池
１０は充電用コネクタ１１を介して適宜充電される。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に対応する効果：流体が流れる
複数の流量計本体に渦発生体をそれぞれ液密に支持し、
該渦発生体に渦センサ挿入穴を一端側を開放して設け、
該渦センサ挿入穴に、流量変換部に固定しておいた渦セ
ンサを着脱自在に固着するとともに、１つの流量変換部
を前記複数の流量計本体に着脱自在に装着できるように
したので、本体の口径の如何を問わず、一定の渦センサ
を使用でき、かつ複数の流量計本体に対し一台の流量変
換部で計測できるので、経済的な効果が大きい。

【００３６】請求項２に対応する効果：流体が流れる複
数の流量計本体に圧力導入口を有する渦発生体をそれぞ
れ液密に支持し、該渦発生体に振動管挿入穴を一端側を
開放して設け、該振動管挿入穴に一端側を開放した渦セ
ンサ挿入穴を有する振動管を挿入し前記流量計本体に固
定し、前記渦センサ挿入穴に、流量変換部に固定してお
いた渦センサを着脱自在に固着するとともに、１つの流
量変換部を前記複数の流量計本体に着脱自在に装着でき
るようにしたので、請求項１と同様の効果が得られると
ともに、本体口径の大小に影響されず、一定感度の渦信
号が得られる。

【００３７】請求項３に対応する効果：流体が流れる複
数の流量計本体に渦発生体を、該渦発生体の後流側に振
動管を、それぞれ液密に支持し、該振動管に渦センサ挿
入穴を一端側を開放して設け、該渦センサ挿入穴に、流
量変換部に固定しておいた渦センサを着脱自在に固着す
るとともに、１つの流量変換部を前記複数の流量計本体
に着脱自在に装着できるようにしたので、請求項１と同
じ効果が得られる。

【００３８】請求項４に対応する効果：請求項１乃至３
の何れかに記載の渦流量計において、前記渦センサと流
量変換部との結合をコネクタを介して着脱自在にしたの
で、本体部と流量変換部との接合部分はコネクタだけと
なるので、請求項１の効果に加え、接続が容易となる。

【００３９】請求項５に対応する効果：流体が流れる複
数の流量計本体に渦発生体と温度センサおよび圧力セン
サを、前記渦発生体の後流側に渦センサを、それぞれ液
密に支持し、前記渦センサ，温度センサおよび圧力セン
サの各信号と流量変換部との接続をコネクタを介して着
脱自在に固着するとともに、１つの流量変換部を前記複
数の流量計本体に着脱自在に装着できるようにしたの
で、本体部と流量変換部との接合部分はコネクタだけと
なるので、請求項４と同様の効果がある。

【００４０】請求項６に対応する効果：請求項１乃至５
の何れかに記載の発明において、流量変換部に、流量計
本体の口径に応じたメータ係数を設定するメータ係数設
定器を有したので、口径に応じたメータ係数の設定が流
量変換部表面で容易に行うことが可能となった。

【００４１】請求項７に対応する効果：請求項１乃至５
の何れかに記載の発明において、流量計本体に該流量計
本体の口径を識別する口径識別ピンを、流量変換部に該
口径識別ピンと結合するコネクタを設け、前記流量変換
部を前記流量計本体に装着したとき、前記口径識別ピン
により定められた前記流量計本体の口径に対応したメー
タ係数を自動で設定するようにしたので、係数設定操作
が不要となるとともに、設定ミスをなくすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による渦流量計の第１の実施形態を説
明するための流れ方向断面図である。

【図２】本発明による渦流量計の第２の実施形態を説
明するための本体部の流れと直角方向断面図である。

【図３】本発明による渦流量計の第３の実施形態を説
明するための流れ方向断面図である。

【図４】本発明による渦流量計の第４の実施形態を説
明するための流れ方向断面図である。

【図５】本発明による渦流量計の第５の実施形態を説
明するための流れ方向断面図である。

【図６】本発明による渦流量計の第６の実施形態を説
明するためのコネクタ接合部の部分断面図である。

【符号の説明】

１…流量計本体、２…渦発生体、２ａ，２１ｃ…センサ
挿入穴、３，２３，２４，３０…渦センサ、４…流量変
換部、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…基台、６…外筺、７…
流量演算器、８…流量表示器、９…係数設定器、１０…
電池、１１…電池充電用コネクタ、１２…表示切換スイ
ッチ、１３…圧力導入口、１４，２１…振動管、１４ａ
…振動管挿入穴、１５…本体部、２２…凹部、２５，２
８，２９，３１…コネクタ、２６…温度センサ、２７…
圧力センサ、３２…口径識別ピン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流れる複数の流量計本体に渦発生
体をそれぞれ液密に支持し、該渦発生体に渦センサ挿入
穴を一端側を開放して設け、該渦センサ挿入穴に、流量
変換部に固定しておいた渦センサを着脱自在に固着する
とともに、１つの流量変換部を前記複数の流量計本体に
着脱自在に装着できるようにしたことを特徴とする渦流
量計。
【請求項２】流体が流れる複数の流量計本体に圧力導
入口を有する渦発生体をそれぞれ液密に支持し、該渦発
生体に振動管挿入穴を一端側を開放して設け、該振動管
挿入穴に一端側を開放した渦センサ挿入穴を有する振動
管を挿入し前記流量計本体に固定し、前記渦センサ挿入
穴に、流量変換部に固定しておいた渦センサを着脱自在
に固着するとともに、１つの流量変換部を前記複数の流
量計本体に着脱自在に装着できるようにしたことを特徴
とする渦流量計。
【請求項３】流体が流れる複数の流量計本体に渦発生
体を、該渦発生体の後流側に振動管を、それぞれ液密に
支持し、該振動管に渦センサ挿入穴を一端側を開放して
設け、該渦センサ挿入穴に、流量変換部に固定しておい
た渦センサを着脱自在に固着するとともに、１つの流量
変換部を前記複数の流量計本体に着脱自在に装着できる
ようにしたことを特徴とする渦流量計。
【請求項４】前記渦センサと流量変換部との結合をコ
ネクタを介して着脱自在にしたことを特徴とする請求項
１乃至３の何れかに記載の渦流量計。
【請求項５】流体が流れる複数の流量計本体に渦発生
体と温度センサおよび圧力センサを、前記渦発生体の後
流側に渦センサを、それぞれ液密に支持し、前記渦セン
サ，温度センサおよび圧力センサの各信号と流量変換部
との接続をコネクタを介して着脱自在に固着するととも
に、１つの流量変換部を前記複数の流量計本体に着脱自
在に装着できるようにしたことを特徴とする渦流量計。
【請求項６】流量変換部に、流量計本体の口径に応じ
たメータ係数を設定するメータ係数設定器を有すること
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の渦流量
計。
【請求項７】流量計本体に該流量計本体の口径を識別
する口径識別ピンを、流量変換部に該口径識別ピンと結
合するコネクタを設け、前記流量変換部を前記流量計本
体に装着したとき、前記口径識別ピンにより定められた
前記流量計本体の口径に対応したメータ係数を自動で設
定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５の何
れかに記載の渦流量計。