JPH0933303A - 流体振動形流量計素子、その製造方法、及びその流量測定可能範囲決定方法 - Google Patents
流体振動形流量計素子、その製造方法、及びその流量測定可能範囲決定方法Info
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- JPH0933303A JPH0933303A JP18912695A JP18912695A JPH0933303A JP H0933303 A JPH0933303 A JP H0933303A JP 18912695 A JP18912695 A JP 18912695A JP 18912695 A JP18912695 A JP 18912695A JP H0933303 A JPH0933303 A JP H0933303A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流量と流体振動周波数の比例関係領域が
拡大された流体振動形流量計素子を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ストローハル数が実質的に一定とな
る領域IIを最大にする位置にターゲットを有する流体振
動形流量計素子。
拡大された流体振動形流量計素子を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ストローハル数が実質的に一定とな
る領域IIを最大にする位置にターゲットを有する流体振
動形流量計素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス、プロパ
ンガス、空気等の気体の他、水、油等のニュートン流体
の流量を測定するための流体振動形流量計の流量計測部
を構成する流体振動形流量計の素子に関する。
ンガス、空気等の気体の他、水、油等のニュートン流体
の流量を測定するための流体振動形流量計の流量計測部
を構成する流体振動形流量計の素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体振動形流量計は、機械的可動部がな
いので故障が少なく寿命が長い、小型化ができる、部品
点数が少ない、レンジアビリティが広い、流量と流体振
動周波数の直線性が良いなどの利点を持つため、ガスメ
ータへの適用など様々な用途に応用する研究が盛んに行
われている。図８に、流体振動形流量計の素子の例を示
す。
いので故障が少なく寿命が長い、小型化ができる、部品
点数が少ない、レンジアビリティが広い、流量と流体振
動周波数の直線性が良いなどの利点を持つため、ガスメ
ータへの適用など様々な用途に応用する研究が盛んに行
われている。図８に、流体振動形流量計の素子の例を示
す。
【０００３】図８において、流入口１０から流体振動形
流量計の素子内に導入される気体は、上流側通路１から
ノズル２を通過して下流側流路５に導入されるが、ノズ
ル出口２ｂより噴射されるジェット流（噴流）はほぼ直
進し、符号３で示されるターゲット３に衝突して流れが
周期的に流体振動する。すなわち、ある時点では、ジェ
ット流がターゲット３の片側の壁面３ａに沿って流れ、
側壁の底部に衝突した後一部は下流側流路５の一方の壁
面（側壁）６ａに沿って上昇してノズル出口２ｂへ戻
り、他は流出口１１を通って素子の系外へ流出する。次
の時点では、同ジェット流がターゲットの他方の壁面３
ｂにあたかも吸寄せられるように流れる。
流量計の素子内に導入される気体は、上流側通路１から
ノズル２を通過して下流側流路５に導入されるが、ノズ
ル出口２ｂより噴射されるジェット流（噴流）はほぼ直
進し、符号３で示されるターゲット３に衝突して流れが
周期的に流体振動する。すなわち、ある時点では、ジェ
ット流がターゲット３の片側の壁面３ａに沿って流れ、
側壁の底部に衝突した後一部は下流側流路５の一方の壁
面（側壁）６ａに沿って上昇してノズル出口２ｂへ戻
り、他は流出口１１を通って素子の系外へ流出する。次
の時点では、同ジェット流がターゲットの他方の壁面３
ｂにあたかも吸寄せられるように流れる。
【０００４】このようなジェット流の流体振動が下流側
通路５内で周期的に発生する。このような噴出流体の流
体振動周波数と噴出流体の流量との間には、比例関係が
成立することから、ジェット流の静圧を圧力センサー
（図示しない）で検出することにより流体振動周波数を
求め、流体の流量を測定することができる。
通路５内で周期的に発生する。このような噴出流体の流
体振動周波数と噴出流体の流量との間には、比例関係が
成立することから、ジェット流の静圧を圧力センサー
（図示しない）で検出することにより流体振動周波数を
求め、流体の流量を測定することができる。
【０００５】このような流体振動形流量計素子におい
て、流量と流体振動周波数とはある範囲で比例関係にあ
るが、その範囲以外の高低流量領域ではこの比例関係が
得られなくなる。ここで、流体振動形流量計素子を流量
計に応用する場合、この比例関係領域が広ければその流
量測定可能領域が広くなり、レンジアビリティが大きい
ことを示すため、素子の形状、圧力検出位置、圧力検出
方法、ノズルの形状、ノズルより上流部の形状、ガス供
給路等に関し過去に種々の改良が試みられている。
て、流量と流体振動周波数とはある範囲で比例関係にあ
るが、その範囲以外の高低流量領域ではこの比例関係が
得られなくなる。ここで、流体振動形流量計素子を流量
計に応用する場合、この比例関係領域が広ければその流
量測定可能領域が広くなり、レンジアビリティが大きい
ことを示すため、素子の形状、圧力検出位置、圧力検出
方法、ノズルの形状、ノズルより上流部の形状、ガス供
給路等に関し過去に種々の改良が試みられている。
【０００６】これらの内、特開昭６３−１９１９２０号
公報記載の技術では、下流側流路に一対の隔壁を設け、
その隔壁壁面の形状を特定のものとすることによって、
その測定可能領域を広げることを試みるものである。し
かし、隔壁を設けることは、製作の設計を複雑にし、ま
た、製造工程を複雑にする欠点があり、その結果製品の
コストは高いものとなる。
公報記載の技術では、下流側流路に一対の隔壁を設け、
その隔壁壁面の形状を特定のものとすることによって、
その測定可能領域を広げることを試みるものである。し
かし、隔壁を設けることは、製作の設計を複雑にし、ま
た、製造工程を複雑にする欠点があり、その結果製品の
コストは高いものとなる。
【０００７】特開平４−１６０３２１号公報、特開平４
−２７８４２１号公報、及び特開平４−２７８４２２号
公報に記載の技術は、下流側流路を構成する側壁形状を
特定のものとすることにより、また特開平４−２０３９
３６号公報に記載の技術ではノズルの寸法及びノズル入
り口を形成している壁面の形状を特定のものとすること
によって、同様の目的を達成しようとするものである
が、これらは精密な加工が必要で、製造コストが高いも
のとなる欠点を有していた。
−２７８４２１号公報、及び特開平４−２７８４２２号
公報に記載の技術は、下流側流路を構成する側壁形状を
特定のものとすることにより、また特開平４−２０３９
３６号公報に記載の技術ではノズルの寸法及びノズル入
り口を形成している壁面の形状を特定のものとすること
によって、同様の目的を達成しようとするものである
が、これらは精密な加工が必要で、製造コストが高いも
のとなる欠点を有していた。
【０００８】また、上記従来技術において、その流体振
動形流量計素子の流量測定可能範囲は不明確であって、
また多分に経験的であり、実際に用いることができる流
量測定可能範囲の境界を明確にする基準は認められなか
った。そのため、流体振動形流量計素子の需要者は、素
子の選択に当たって、実際にその素子の性能を測定し、
測定値が許容できる範囲にあるかどうかを確かめてか
ら、選択せざるを得ないと云う欠点があった。
動形流量計素子の流量測定可能範囲は不明確であって、
また多分に経験的であり、実際に用いることができる流
量測定可能範囲の境界を明確にする基準は認められなか
った。そのため、流体振動形流量計素子の需要者は、素
子の選択に当たって、実際にその素子の性能を測定し、
測定値が許容できる範囲にあるかどうかを確かめてか
ら、選択せざるを得ないと云う欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術と
は異なり、下流側流路内の側壁の形状や、或いは下流側
流路自体の形状に改良を加えずに、より容易な方法によ
り流量と流体振動周波数との比例関係領域が拡大された
流体振動形流量計の素子を提供することを目的とする。
は異なり、下流側流路内の側壁の形状や、或いは下流側
流路自体の形状に改良を加えずに、より容易な方法によ
り流量と流体振動周波数との比例関係領域が拡大された
流体振動形流量計の素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の流体振動形流量
計の素子は、請求項１に記載のように、素子の本体内部
にノズルとターゲットを有する流体振動形流量計の素子
に関し、流量を変化させることにより得られるストロー
ハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ
＝ｆ（Ｒｅ）において、ストローハル数が実質的に一定
となる領域IIが、レイノルズ数がＲｅ* 1である低流量側
端点Ｐ１と、レイノルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点
Ｐ２との間の領域であり、上記Ｒｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ
（Ｒｅ）における領域IIの低流量側末端付近に対応する
微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１
／２の点Ｐ１’でのレイノルズ数であり、また、上記Ｒ
ｅ * 2は、領域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲
線での変化量の１／２の点Ｐ２’でのレイノルズ数であ
るとき、Ｒｅ* 1とＲｅ* 2との差が最大となる位置にター
ゲットを有するものである。
計の素子は、請求項１に記載のように、素子の本体内部
にノズルとターゲットを有する流体振動形流量計の素子
に関し、流量を変化させることにより得られるストロー
ハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ
＝ｆ（Ｒｅ）において、ストローハル数が実質的に一定
となる領域IIが、レイノルズ数がＲｅ* 1である低流量側
端点Ｐ１と、レイノルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点
Ｐ２との間の領域であり、上記Ｒｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ
（Ｒｅ）における領域IIの低流量側末端付近に対応する
微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１
／２の点Ｐ１’でのレイノルズ数であり、また、上記Ｒ
ｅ * 2は、領域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲
線での変化量の１／２の点Ｐ２’でのレイノルズ数であ
るとき、Ｒｅ* 1とＲｅ* 2との差が最大となる位置にター
ゲットを有するものである。
【００１１】また、本発明の流体振動形流量計の素子
は、請求項３に記載のように、素子の本体内部にノズル
とターゲットを有する流体振動形流量計の素子に関し、
流量を変化させるときに得られるストローハル数Ｓｔと
レイノルズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）
において、ストローハル数が実質的に一定となる領域II
が、レイノルズ数がＲｅ* 1である低流量側端点Ｐ１と、
レイノルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点Ｐ２との間の
領域であり、上記Ｒｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）にお
ける領域IIの低流量側末端付近に対応する該微分曲線ｄ
Ｓｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ
１’でのレイノルズ数であり、また、上記Ｒｅ* 2は、領
域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲線での変化
量の１／２の点Ｐ２’でのレイノルズ数であるとき、こ
の領域IIにおいて曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）の傾きｄＳｔ／
ｄＲｅが０となるときのストローハル数Ｓｔ* が最大と
なる位置にターゲットを有するものである。
は、請求項３に記載のように、素子の本体内部にノズル
とターゲットを有する流体振動形流量計の素子に関し、
流量を変化させるときに得られるストローハル数Ｓｔと
レイノルズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）
において、ストローハル数が実質的に一定となる領域II
が、レイノルズ数がＲｅ* 1である低流量側端点Ｐ１と、
レイノルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点Ｐ２との間の
領域であり、上記Ｒｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）にお
ける領域IIの低流量側末端付近に対応する該微分曲線ｄ
Ｓｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ
１’でのレイノルズ数であり、また、上記Ｒｅ* 2は、領
域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲線での変化
量の１／２の点Ｐ２’でのレイノルズ数であるとき、こ
の領域IIにおいて曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）の傾きｄＳｔ／
ｄＲｅが０となるときのストローハル数Ｓｔ* が最大と
なる位置にターゲットを有するものである。
【００１２】
［実施例１］図１（ａ）に示した流体振動形流量計の素
子は、ターゲット３とノズル出口２ｂとの間の距離（Ｌ
ｊ）を変更可能とするために、ターゲット設置台７をタ
ーゲット設置用溝８に着脱可能の構造とし、これを以下
用いた。
子は、ターゲット３とノズル出口２ｂとの間の距離（Ｌ
ｊ）を変更可能とするために、ターゲット設置台７をタ
ーゲット設置用溝８に着脱可能の構造とし、これを以下
用いた。
【００１３】このもののターゲット３は図１（ｂ）に示
すようにターゲット設置台７の上に形成されており、タ
ーゲット設置台７は下流側流路５内の床部に設けられた
ターゲット設置用溝８に着脱自在に収納され、下流側流
路５内にはターゲット３のみが突出する構造になってい
る。ターゲット設置用溝８は、ターゲット設置台７が適
切に収納される寸法に削ってあるので、ターゲット設置
台７が適確に設置できる。ここで、上記距離Ｌｊを調整
することができるよう、種々の位置にターゲットを設置
したターゲット付ターゲット設置台を揃えた。
すようにターゲット設置台７の上に形成されており、タ
ーゲット設置台７は下流側流路５内の床部に設けられた
ターゲット設置用溝８に着脱自在に収納され、下流側流
路５内にはターゲット３のみが突出する構造になってい
る。ターゲット設置用溝８は、ターゲット設置台７が適
切に収納される寸法に削ってあるので、ターゲット設置
台７が適確に設置できる。ここで、上記距離Ｌｊを調整
することができるよう、種々の位置にターゲットを設置
したターゲット付ターゲット設置台を揃えた。
【００１４】上記のような流体振動形流量計の素子を用
いて、流入口１０より空気を導入し、流量を変化させた
ときのストローハル数Ｓｔのレイノルズ数Ｒｅへの依存
性を調べた。測定結果の一例として、Ｌｊを１．３２×
１０-2ｍとしたときの結果を図２に示す。ここでレイノ
ルズ数Ｒｅとストローハル数Ｓｔはそれぞれ次式、 Ｒｅ ＝ ρＵＤ／μ …（式１） Ｓｔ ＝ ＦＤ／Ｕ …（式２） で求められる。
いて、流入口１０より空気を導入し、流量を変化させた
ときのストローハル数Ｓｔのレイノルズ数Ｒｅへの依存
性を調べた。測定結果の一例として、Ｌｊを１．３２×
１０-2ｍとしたときの結果を図２に示す。ここでレイノ
ルズ数Ｒｅとストローハル数Ｓｔはそれぞれ次式、 Ｒｅ ＝ ρＵＤ／μ …（式１） Ｓｔ ＝ ＦＤ／Ｕ …（式２） で求められる。
【００１５】上記式１及び式２においてＤはノズルの相
当直径であり、次式 Ｄ ＝ ４ＷＨ／２（Ｗ＋Ｈ） …（式３） で求められる。ここで、Ｕ：ガス流速（ｍ／ｓ）、Ｆ：
流体振動周波数（Ｈｚ）、Ｗ：ノズル幅（ｍ）、Ｈ：ノ
ズル高さ（ｍ）、ρ：ガス密度（ｋｇ／ｍ3 ）、μ：ガ
ス粘度（Ｐａ・ｓ）である。また、上記流体振動形流量
計素子において、ノズル幅Ｗは２．５×１０-3ｍ、ノズ
ル高さＨは５×１０-3ｍ、ノズル長さＬｎは２．０×１
０-2ｍである。
当直径であり、次式 Ｄ ＝ ４ＷＨ／２（Ｗ＋Ｈ） …（式３） で求められる。ここで、Ｕ：ガス流速（ｍ／ｓ）、Ｆ：
流体振動周波数（Ｈｚ）、Ｗ：ノズル幅（ｍ）、Ｈ：ノ
ズル高さ（ｍ）、ρ：ガス密度（ｋｇ／ｍ3 ）、μ：ガ
ス粘度（Ｐａ・ｓ）である。また、上記流体振動形流量
計素子において、ノズル幅Ｗは２．５×１０-3ｍ、ノズ
ル高さＨは５×１０-3ｍ、ノズル長さＬｎは２．０×１
０-2ｍである。
【００１６】図２において、ストローハル数Ｓｔがほぼ
一定値を示す領域が認められる。図２のプロットの傾向
を明確にするために、作図によって曲線でデータを補間
した。その結果を図３に示す。ストローハル数Ｓｔがほ
ぼ一定値を示す領域を図３（ａ）に示すように領域II、
その領域より低流量の領域を領域Ｉ、他方、高流量の領
域を領域III としたとき、この領域IIの範囲が広いほ
ど、その流体振動形流量計の素子で得られる流体振動周
波数と流量との比例関係領域が広く、流量計測のレンジ
アビリティが大となることが判る。
一定値を示す領域が認められる。図２のプロットの傾向
を明確にするために、作図によって曲線でデータを補間
した。その結果を図３に示す。ストローハル数Ｓｔがほ
ぼ一定値を示す領域を図３（ａ）に示すように領域II、
その領域より低流量の領域を領域Ｉ、他方、高流量の領
域を領域III としたとき、この領域IIの範囲が広いほ
ど、その流体振動形流量計の素子で得られる流体振動周
波数と流量との比例関係領域が広く、流量計測のレンジ
アビリティが大となることが判る。
【００１７】そこで、流体振動形流量計の素子におい
て、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離（図１
において符号Ｌｊで示される距離）を種々変化させた流
体振動形流量計の素子を作製し、ストローハル数Ｓｔと
レイノルズ数Ｒｅとの関係を調べた。その例として、
Ｌｊを１．４４×１０-2ｍとしたときの結果を図４に、
Ｌｊを１．３７×１０-2ｍとしたときの結果を図５に
示す。
て、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離（図１
において符号Ｌｊで示される距離）を種々変化させた流
体振動形流量計の素子を作製し、ストローハル数Ｓｔと
レイノルズ数Ｒｅとの関係を調べた。その例として、
Ｌｊを１．４４×１０-2ｍとしたときの結果を図４に、
Ｌｊを１．３７×１０-2ｍとしたときの結果を図５に
示す。
【００１８】領域IIの範囲の広さを比較するに当たっ
て、その範囲を次に示す方法で定義した。図３（ａ）に
示されるストローハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅとの関
係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）の傾きｄＳｔ／ｄＲｅの
値を求め、図３（ｂ）に示した。この曲線は曲線Ｓｔ＝
ｆ（Ｒｅ）の微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）で
ある。
て、その範囲を次に示す方法で定義した。図３（ａ）に
示されるストローハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅとの関
係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）の傾きｄＳｔ／ｄＲｅの
値を求め、図３（ｂ）に示した。この曲線は曲線Ｓｔ＝
ｆ（Ｒｅ）の微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）で
ある。
【００１９】この微分曲線において、図３（ｃ−１）と
して拡大したように、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領
域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄ
Ｒｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’を定
め、その点Ｐ１’のレイノルズ数Ｒｅ* 1を求め、Ｓｔ＝
ｆ（Ｒｅ）曲線上のＲｅ* 1に対応する点Ｐ１を領域Ｉと
領域IIとの境界点とした。
して拡大したように、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領
域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄ
Ｒｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’を定
め、その点Ｐ１’のレイノルズ数Ｒｅ* 1を求め、Ｓｔ＝
ｆ（Ｒｅ）曲線上のＲｅ* 1に対応する点Ｐ１を領域Ｉと
領域IIとの境界点とした。
【００２０】一方、領域IIと領域III との境界点Ｐ２
は、同様に図３（ｃ−２）に示すように、曲線Ｓｔ＝ｆ
（Ｒｅ）における領域IIの高流量側末端付近に対応する
微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１
／２の点Ｐ２’を定め、その点Ｐ２’のレイノルズ数Ｒ
ｅ* 2を持つＳｔ＝ｆ（Ｒｅ）曲線上の点として定めたも
のである。
は、同様に図３（ｃ−２）に示すように、曲線Ｓｔ＝ｆ
（Ｒｅ）における領域IIの高流量側末端付近に対応する
微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１
／２の点Ｐ２’を定め、その点Ｐ２’のレイノルズ数Ｒ
ｅ* 2を持つＳｔ＝ｆ（Ｒｅ）曲線上の点として定めたも
のである。
【００２１】ノズル出口２ｂからターゲット３までの距
離Ｌｊを変化させることにより、境界点Ｐ１及びＰ２に
おけるそれぞれのレイノルズ数Ｒｅ* 1及びＲｅ* 2への距
離Ｌｊの影響を調べた。その結果を図６に示す。
離Ｌｊを変化させることにより、境界点Ｐ１及びＰ２に
おけるそれぞれのレイノルズ数Ｒｅ* 1及びＲｅ* 2への距
離Ｌｊの影響を調べた。その結果を図６に示す。
【００２２】図６より、レイノルズ数Ｒｅ* 1とレイノル
ズ数Ｒｅ* 2との差、すなわち、流体振動形流量計素子に
おける流量と流体振動振動数との直線関係領域IIが特異
的に拡大する特異的な位置、すなわちターゲット３の設
置に最適な位置（そのときのノズル出口２ｂからターゲ
ットまでの距離をＬｊ* とする）が存在することが明ら
かになった。
ズ数Ｒｅ* 2との差、すなわち、流体振動形流量計素子に
おける流量と流体振動振動数との直線関係領域IIが特異
的に拡大する特異的な位置、すなわちターゲット３の設
置に最適な位置（そのときのノズル出口２ｂからターゲ
ットまでの距離をＬｊ* とする）が存在することが明ら
かになった。
【００２３】すなわち、本実施例においてはノズル出口
２ｂより１．３８×１０-2ｍの距離になるようにターゲ
ット３を設置することにより、レイノルズ数がおよそ７
×１０2 〜１．２×１０4 の範囲で優れた流量と流体振
動周波数との直線関係が得られることが判った。
２ｂより１．３８×１０-2ｍの距離になるようにターゲ
ット３を設置することにより、レイノルズ数がおよそ７
×１０2 〜１．２×１０4 の範囲で優れた流量と流体振
動周波数との直線関係が得られることが判った。
【００２４】［実施例２］次いで、実施例１で用いた流
体振動形流量計の素子において、ノズル出口２ｂからタ
ーゲット３までの距離Ｌｊを変化させたときの、境界点
Ｐ１と境界点Ｐ２で区切られる領域IIにおけるストロー
ハル数の一定値Ｓｔ* の距離Ｌｊへの依存性を調べた。
結果を図７に示す。
体振動形流量計の素子において、ノズル出口２ｂからタ
ーゲット３までの距離Ｌｊを変化させたときの、境界点
Ｐ１と境界点Ｐ２で区切られる領域IIにおけるストロー
ハル数の一定値Ｓｔ* の距離Ｌｊへの依存性を調べた。
結果を図７に示す。
【００２５】図７より、ストローハル数の一定値Ｓｔ*
は、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌｊに
依存して、二つの傾向を示す。すなわち、ある距離Ｌｊ
* を境として、ＬｊがＬｊ* より小さいときはＳｔ* が
Ｌｊとともに増加し、ＬｊがＬｊ* より大きい場合はＳ
ｔ* はほぼ一定か多少減少する傾向を示す。このＬｊ*
の値は１．３７×１０-2ｍであり、この値は図６に認め
られるターゲットの設置位置の最適位置に対応する。
は、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌｊに
依存して、二つの傾向を示す。すなわち、ある距離Ｌｊ
* を境として、ＬｊがＬｊ* より小さいときはＳｔ* が
Ｌｊとともに増加し、ＬｊがＬｊ* より大きい場合はＳ
ｔ* はほぼ一定か多少減少する傾向を示す。このＬｊ*
の値は１．３７×１０-2ｍであり、この値は図６に認め
られるターゲットの設置位置の最適位置に対応する。
【００２６】よって、ターゲットの最適設置位置は、ス
トローハル数の一定値Ｓｔ* とノズル出口２ｂからター
ゲット３までの距離Ｌｊの関係をプロットすることによ
り求められる交点Ｌｊ* として得られる。このことよ
り、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌｊの
Ｓｔ* への依存性を調べれば、最少で４回の実験データ
から最適のノズル出口２ｂとターゲット３との最適距離
Ｌｊ* を定めることができるので、設計・開発が容易と
なり、その結果製品コストが低廉なものとなる。
トローハル数の一定値Ｓｔ* とノズル出口２ｂからター
ゲット３までの距離Ｌｊの関係をプロットすることによ
り求められる交点Ｌｊ* として得られる。このことよ
り、ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌｊの
Ｓｔ* への依存性を調べれば、最少で４回の実験データ
から最適のノズル出口２ｂとターゲット３との最適距離
Ｌｊ* を定めることができるので、設計・開発が容易と
なり、その結果製品コストが低廉なものとなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、下流側流路内に側壁、リ
ターン壁、第二ターゲットなどを必要とせず、また設計
・加工が困難で高コストを引き起こす下流側流路の壁な
どの箇所の変更を必要としないで、ノズル出口とターゲ
ットとの距離が最適化され、その結果、流量と流体振動
周波数との直線関係領域の広い流体振動形流量計の素子
が得られる。
ターン壁、第二ターゲットなどを必要とせず、また設計
・加工が困難で高コストを引き起こす下流側流路の壁な
どの箇所の変更を必要としないで、ノズル出口とターゲ
ットとの距離が最適化され、その結果、流量と流体振動
周波数との直線関係領域の広い流体振動形流量計の素子
が得られる。
【図１】実施例において用いた流体振動形流量計素子を
示す図である。 （ａ）素子本体内部 （ｂ）ターゲット及びターゲット設置台
示す図である。 （ａ）素子本体内部 （ｂ）ターゲット及びターゲット設置台
【図２】Ｌｊ＝１．３２×１０-2ｍとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数の関係を示す図である。
ーハル数とレイノルズ数の関係を示す図である。
【図３】（ａ）Ｌｊ＝１．３２×１０-2ｍとしたときの
ストローハル数とレイノルズ数との関係を示す図であ
る。 （ｂ）（ａ）に示したストローハル数とレイノルズ数の
関係を示す曲線の微分曲線を示す図である。 （ｃ−１）微分曲線の一部拡大図である。 （ｃ−２）微分曲線の一部拡大図である。
ストローハル数とレイノルズ数との関係を示す図であ
る。 （ｂ）（ａ）に示したストローハル数とレイノルズ数の
関係を示す曲線の微分曲線を示す図である。 （ｃ−１）微分曲線の一部拡大図である。 （ｃ−２）微分曲線の一部拡大図である。
【図４】Ｌｊ＝１．４４×１０-2ｍとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
【図５】Ｌｊ＝１．３７×１０-2ｍとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
【図６】ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌ
ｊを変化させたときの、境界点Ｐ１及びＰ２におけるそ
れぞれのレイノルズ数Ｒｅ* 1及びＲｅ* 2への影響を示す
図である。
ｊを変化させたときの、境界点Ｐ１及びＰ２におけるそ
れぞれのレイノルズ数Ｒｅ* 1及びＲｅ* 2への影響を示す
図である。
【図７】ノズル出口２ｂからターゲット３までの距離Ｌ
ｊを変化させたときの、領域IIにおけるストローハル数
の一定値Ｓｔ* の距離Ｌｊへの依存性を示す図である。
ｊを変化させたときの、領域IIにおけるストローハル数
の一定値Ｓｔ* の距離Ｌｊへの依存性を示す図である。
【図８】従来の流体振動形流量計素子の例を示す図であ
る。
る。
１ 上流側流路 ２ ノズル ２ａ ノズル入口 ２ｂ ノズル出口 ３ ターゲット ４ 圧力取出し口 ５ 下流側流路 ６ａ 側壁 ６ｂ 側壁 ７ ターゲット設置台 ８ ターゲット設置用溝 １０ 流入口 １１ 流出口
Claims (5)
- 【請求項１】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子に関し、流量を変化させることに
より得られるストローハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅと
の関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）において、ストロー
ハル数が実質的に一定となる領域IIが、レイノルズ数が
Ｒｅ* 1である低流量側端点Ｐ１と、レイノルズ数がＲｅ
* 2である高流量側端点Ｐ２との間の領域であり、上記Ｒ
ｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領域IIの低流量
側末端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’
（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’でのレイノルズ
数であり、また、上記Ｒｅ* 2は、領域IIの高流量側末端
付近に対応する該微分曲線での変化量の１／２の点Ｐ
２’でのレイノルズ数であるとき、Ｒｅ* 1とＲｅ* 2との
差が最大となる位置にターゲットを有することを特徴と
する流体振動形流量計素子。 - 【請求項２】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の製造方法に関し、流量を変化さ
せることにより得られるストローハル数Ｓｔとレイノル
ズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）におい
て、ストローハル数が実質的に一定となる領域IIが、レ
イノルズ数がＲｅ* 1である低流量側端点Ｐ１と、レイノ
ルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点Ｐ２との間の領域で
あり、上記Ｒｅ* 1を、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領
域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄ
Ｒｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’での
レイノルズ数とし、また、上記Ｒｅ* 2は、領域IIの高流
量側末端付近に対応する該微分曲線での変化量の１／２
の点Ｐ２’でのレイノルズ数であるとき、Ｒｅ* 1とＲｅ
* 2との差を最大とする位置にターゲットを設置すること
を特徴とする流体振動形流量計素子の製造方法。 - 【請求項３】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子に関し、流量を変化させるときに
得られるストローハル数Ｓｔとレイノルズ数Ｒｅとの関
係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）において、ストローハル
数が実質的に一定となる領域IIが、レイノルズ数がＲｅ
* 1である低流量側端点Ｐ１と、レイノルズ数がＲｅ* 2で
ある高流量側端点Ｐ２との間の領域であり、上記Ｒｅ* 1
は、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領域IIの低流量側末
端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒ
ｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’でのレイノルズ数で
あり、また、上記Ｒｅ* 2は、領域IIの高流量側末端付近
に対応する該微分曲線での変化量の１／２の点Ｐ２’で
のレイノルズ数であるとき、この領域IIにおいて曲線Ｓ
ｔ＝ｆ（Ｒｅ）の傾きｄＳｔ／ｄＲｅが０となるときの
ストローハル数Ｓｔ * が最大となる位置にターゲットを
有することを特徴とする流体振動形流量計素子。 - 【請求項４】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の製造方法に関し、流量を変化さ
せたときに得られるストローハル数Ｓｔとレイノルズ数
Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）において、ス
トローハル数が実質的に一定となる領域IIが、レイノル
ズ数がＲｅ* 1である低流量側端点Ｐ１と、レイノルズ数
がＲｅ* 2である高流量側端点Ｐ２との間の領域であり、
上記Ｒｅ* 1を、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）における領域IIの
低流量側末端付近に対応する微分曲線ｄＳｔ／ｄＲｅ＝
ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点Ｐ１’でのレイノ
ルズ数とし、また、上記Ｒｅ* 2は、領域IIの高流量側末
端付近に対応する該微分曲線での変化量の１／２の点Ｐ
２’でのレイノルズ数であるとするとき、この領域IIに
おいて傾きｄＳｔ／ｄＲｅが０となるときのストローハ
ル数Ｓｔ* を最大とする位置にターゲットを設けること
を特徴とする流体振動形流量計素子の製造方法。 - 【請求項５】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の流量測定可能範囲決定方法に関
し、流量を変化させるときに得られるストローハル数Ｓ
ｔとレイノルズ数Ｒｅとの関係を示す曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒ
ｅ）において、ストローハル数が実質的に一定となる領
域IIが、レイノルズ数がＲｅ* 1である低流量側端点Ｐ１
と、レイノルズ数がＲｅ* 2である高流量側端点Ｐ２との
間の領域であり、上記Ｒｅ* 1は、曲線Ｓｔ＝ｆ（Ｒｅ）
における領域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線
ｄＳｔ／ｄＲｅ＝ｆ’（Ｒｅ）での変化量の１／２の点
Ｐ１’でのレイノルズ数であり、また、上記Ｒｅ* 2は、
領域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲線での変
化量の１／２の点Ｐ２’でのレイノルズ数であるとき、
上記領域IIを流体振動形流量計素子の流量測定可能範囲
とすることを特徴とする流量測定可能範囲決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07189126A JP3109719B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 流体振動形流量計素子、その製造方法、及びその流量測定可能範囲決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07189126A JP3109719B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 流体振動形流量計素子、その製造方法、及びその流量測定可能範囲決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933303A true JPH0933303A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3109719B2 JP3109719B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=16235835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07189126A Expired - Fee Related JP3109719B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 流体振動形流量計素子、その製造方法、及びその流量測定可能範囲決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109719B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131470A (en) * | 1997-06-06 | 2000-10-17 | Schlumberger Industries, S.A. | Fluidic meter of reduced size |
-
1995
- 1995-07-25 JP JP07189126A patent/JP3109719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131470A (en) * | 1997-06-06 | 2000-10-17 | Schlumberger Industries, S.A. | Fluidic meter of reduced size |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3109719B2 (ja) | 2000-11-20 |
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