JPH11248502A

JPH11248502A - 渦流量計

Info

Publication number: JPH11248502A
Application number: JP10053264A
Authority: JP
Inventors: Ichizo Ito; 一造伊藤; Yumiko Sugiyama; 由美子杉山
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストが低減出来、長期信頼性が向上
し、耐振動特性が向上された渦流量計を提供する。【解決手段】測定管路に挿入された柱状の渦発生体に
より発生する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量
計において、前記柱状の渦発生体の軸に直交して前記管
路に設けられた取付け平面と、前記渦発生体により発生
する渦周波数を検出するようにこの取付け平面に直交し
て取付られた第１の圧力センサと、前記渦発生体により
発生する渦周波数を検出するように前記取付け平面に直
交し前記渦発生体に対して前記第１の圧力センサと対称
位置に配置取付られた第２の圧力センサと、前記第１の
圧力センサと前記第２の圧力センサとの出力を演算して
前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサとが検出
した管路振動ノイズを除去する管路振動ノイズ除去回路
とを具備したことを特徴とする渦流量計である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製造コストが低減
出来、長期信頼性が向上し、耐振動特性が向上された渦
流量計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、特開平３−０２０６１
８号（特願平１−０３３２５６号）に示されている。

【０００３】管路１０は測定流体ＦＬ_oが流れる管路、
ノズル１１は管路１０に直角に設けられ円筒状をなす。
渦発生体１２は、ノズル１１とは間隔を保って管路１０
に直角に挿入され、台形断面を有し、柱状をなす。

【０００４】その一端は、ネジ１３により管路１０に支
持され、他端はフランジ部１４でノズル１１にネジ或い
は溶接により固定されている。凹部１５は、渦発生体１
２のフランジ部１４側に設けられている。

【０００５】この凹部１５の中には、その底部から順
に、金属製の第１コモン電極１６、圧電素子１７、電極
板１８、絶縁板１９、電極板２０、圧電素子２１がサン
ドイッチ状に配列され、金属製の押圧棒２２により、こ
れ等は押圧固定されている。さらに、電極板１８からは
リ−ド線２３、電極板２０からはリ−ド線２４が、それ
ぞれ端子Ａ、Ｂに引き出されている。

【０００６】圧電素子１７、２１は、各圧電素子１７、
２１の紙面に向かって左側と右側とがそれぞれ逆方向に
分極されており、同じ方向の応力に対して互いに上下の
電極に逆極性の電荷を発生する。

【０００７】圧電素子１７に発生した電荷は、電極板１
８と接続された端子Ａと、台座１６を介して接続された
管路１０との間に得られ、圧電素子２１に発生した電荷
は、電極板２０と接続された端子Ｂと、押圧棒２０と接
続された管路１０との間に得られる。

【０００８】この２個の電極板１８、２０に発生した電
荷は、図１０に示すように電荷増幅器２５、２６に入力
される。電荷増幅器２５の出力と、電荷増幅器２６の出
力をボリウム２７を介した出力とを、加算器２８で加算
して流量信号を得る。

【０００９】この流量信号は、例えば電流出力に変換さ
れて、２線を介して負荷に伝送される（図示せず）。次
に、以上のように構成された渦流量計の動作について図
１１と図１２を用いて説明する。

【００１０】流体が管路１０の中に流れると、渦発生体
１２に矢印Ｆで示した方向にカルマン渦による振動が発
生する。この振動により渦発生体１２には、図１１
（ａ）に示すような応力分布と、この逆の応力分布の繰
返しが生じる。

【００１１】各圧電素子１７、２１には、図１１（ａ）
に示す渦周波数を持つ信号応力に対応した電荷＋Ｑ、−
Ｑの繰返しが生じる。なお、図１１においては、説明の
便宜のため、電極板１８或いは２１を紙面に対して左右
に２つに分割し、かつ上下の一方の電極は台座１６ある
いは押圧棒２２に相当するものとしてある。

【００１２】一方、管路１０にはノイズとなる管路振動
も生じる。この管路振動は流体の流れと同じ方向の抗
力方向、流体の流れとは直角方向の揚力方向、渦発
生体の長手方向の３方向成分に分けられる。

【００１３】このうち、抗力方向の振動に対する応力分
布は、図１１（ｂ）に示すようになり、１個の電極内で
正負の電荷は打ち消されて、ノイズ電荷は発生しない。
また、長手方向の振動に対しては、図１１（ｃ）に示す
ように電極内で打ち消されて、抗力方向と同様にノイズ
電荷は発生しない。

【００１４】しかし、揚力方向の振動は、信号応力と同
一の応力分布となり、ノイズ電荷が生じる。そこで、こ
のノイズ電荷を消去するために、以下の演算を実行す
る。

【００１５】圧電素子１７、２１の各電荷をＱ₁、Ｑ₂、
信号成分をＳ₁、Ｓ₂、揚力方向のノイズ成分をＮ₁、Ｎ₂
とし、圧電素子１７、２１で分極を逆とするとＱ₁、Ｑ₂
は次式で示される。Ｑ₁＝Ｓ₁＋Ｎ₁ −Ｑ₂＝−Ｓ₂−Ｎ₂

【００１６】ただし、Ｓ₁とＳ₂、Ｎ₁とＮ₂のベクトル方
向は同じである。ここで、圧電素子１７，２１の信号成
分とノイズ成分の関係は、図１２（この図は揚力方向の
ノイズと、信号に対する渦発生体の曲げモ−メントの関
係を示す）に示すようになっている。

【００１７】従って、図１０に示すように、圧電素子１
７側の電荷増幅器２５の出力を、加算器２８で加算する
際に、ボリウム２７と共にＮ₁／Ｎ₂倍して、圧電素子２
１側の電荷増幅器２６の出力と加算すると、Ｑ₁−Ｑ₂（Ｎ₁／Ｎ₂）＝Ｓ₁−Ｓ₂（Ｎ₁／Ｎ₂）となり管路ノイズは除去される。

【００１８】そして、第１コモン電極１６、圧電素子１
７、電極板１８、絶縁板１９、電極板２０、圧電素子２
１は、凹部１５に押圧棒２２で押圧固定されている。

【００１９】ここで、渦発生体１２と第１コモン電極１
６、圧電素子１７、電極板１８、絶縁板１９、電極板２
０、圧電素子２１、押圧棒２２との温度膨脹を等しくし
ておけば、測定流体温度が変化しても、初期の押付け力
は変化しないので、問題は無い。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図９従来例の特徴は、
カルマン渦と管路振動による曲げモーメントの分布に、
差異があることにある。このため、応力検出部は、渦発
生体１２の上部に構成される。

【００２１】このことから、構造上の欠点として、渦発
生体１２と測定管路１０との間に隙間が生じる。このた
め、隙間に剛性の高い物が付着すると、曲げモーメント
の低下や曲げモーメントの分布が変化する。

【００２２】この結果、検出感度の低下や振動特性の劣
化が生じる。また、固定端と支持端の構成において、構
造が複雑になり、製作コストが如何しても高くなる。

【００２３】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、製造コストが低減出来、長期信頼
性が向上し、耐振動特性が向上された渦流量計を提供す
るにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、（１）測定管路に挿入された柱状の渦発生体により発生
する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計におい
て、前記柱状の渦発生体の軸に直交して前記管路に設け
られた取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周
波数を検出するようにこの取付け平面に直交して取付ら
れた第１の圧力センサと、前記渦発生体により発生する
渦周波数を検出するように前記取付け平面に直交し前記
渦発生体に対して前記第１の圧力センサと対称位置に配
置取付られた第２の圧力センサと、前記第１の圧力セン
サと前記第２の圧力センサとの出力を演算して前記第１
の圧力センサと前記第２の圧力センサとが検出した管路
振動ノイズを除去する管路振動ノイズ除去回路とを具備
したことを特徴とする渦流量計。（２）前記圧力センサとして圧電素子が使用されたこと
を特徴とする（１）記載の渦流量計。（３）前記振動ノイズ除去回路として前記第１の圧力セ
ンサと前記第２の圧力センサとの出力をそれぞれチヤー
ジコンバータを介して差動増幅器に入力するようにした
ことを特徴とする（１）又は（２）記載の渦流量計。（４）測定管路に挿入された柱状の渦発生体により発生
する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計におい
て、前記柱状の渦発生体の軸に直交して前記管路に設け
られた取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周
波数を検出するようにこの取付け平面に直交して設けら
れた第１の圧力センサと、前記渦発生体により発生する
渦周波数を検出するように前記取付け平面に直交し前記
渦発生体に対して前記第１の圧力センサと対称位置に設
けられた第２の圧力センサと、前記管路の中心軸に対し
て前記取付け平面と対象位置に設けられた第２の取付け
平面と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出す
るようにこの第２の取付け平面に設けられ前記管路の中
心軸に対して前記第１の圧力センサと対象位置に設けら
れた第３の圧力センサと、前記渦発生体により発生する
渦周波数を検出するように前記第２の取付け平面に設け
られ前記管路の中心軸に対して前記第２の圧力センサと
対象位置に設けられた第４の圧力センサと、前記第１の
圧力センサと前記第３の圧力センサの内故障してない圧
力センサを選択する第１のスイッチと、前記第２の圧力
センサと前記第４の圧力センサの内故障してない圧力セ
ンサを選択する第２のスイッチと、前記第１のスイッチ
と前記第２のスイッチからの出力を演算して前記第１の
スイッチが選択した圧力センサと前記第２のスイッチが
選択した圧力センサとが検出した管路振動ノイズを除去
する管路振動ノイズ除去回路とを具備したことを特徴と
する渦流量計。（５）前記圧力センサとして圧電素子が使用されたこと
を特徴とする（４）記載の渦流量計。（６）前記振動ノイズ除去回路として前記第１のスイッ
チと前記第２のスイッチとの出力をそれぞれチヤージコ
ンバータを介して差動増幅器に入力するようにしたこと
を特徴とする（４）又は（５）記載の渦流量計。（７）測定管路に挿入された柱状の渦発生体により発生
する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計におい
て、前記柱状の渦発生体の中心軸に直交して前記管路に
設けられた取付け平面と、前記渦発生体により発生する
渦周波数を検出するようにこの取付け平面に直交して設
けられた第１の圧力センサと、前記渦発生体により発生
する渦周波数を検出するようにこの取付け平面に直交し
前記第１の圧力センサより下流に設けられた第３の圧力
センサと、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出
するように前記取付け平面に直交し前記渦発生体に対し
て前記第１の圧力センサと対称位置に設けられた第２の
圧力センサと、前記渦発生体により発生する渦周波数を
検出するようにこの取付け平面に直交し前記第２の圧力
センサより下流に設けられた第４の圧力センサと、前記
第１の圧力センサと前記第３の圧力センサの内故障して
ない圧力センサを選択する第１のスイッチと、前記第２
の圧力センサと前記第４の圧力センサの内故障してない
圧力センサを選択する第２のスイッチと、前記第１のス
イッチと前記第２のスイッチからの出力を演算して前記
第１のスイッチが選択した圧力センサと前記第２のスイ
ッチが選択した圧力センサとが検出した管路振動ノイズ
を除去する管路振動ノイズ除去回路とを具備したことを
特徴とする渦流量計。（８）前記圧力センサとして圧電素子が使用されたこと
を特徴とする（７）記載の渦流量計。（９）前記振動ノイズ除去回路として前記第１のスイッ
チと前記第２のスイッチとの出力をそれぞれチヤージコ
ンバータを介して差動増幅器に入力するようにしたこと
を特徴とする（７）又は（８）記載の渦流量計。を構成したものである。

【００２５】

【作用】以上の構成において、測定流体が流されると、
渦発生体から渦が放出され、渦発生体の下流側に渦列が
形成される。カルマン渦の有する循環流により負圧が生
じる。

【００２６】このため、第１，第２の圧力センサでは、
測定流体に接するホルダの底面には、圧力変動が加わる
事になる。第１，第２の圧力センサの内部の圧電素子に
圧力変化に対応した交番応力が発生する。

【００２７】カルマン渦は渦発生体の左右で、交互に発
生することから、２個の圧電素子に生じる信号は逆相で
ある。圧電素子に加わる力としては、カルマン渦信号以
外には、（１）ポンプ等の駆動源による脈動圧と（２）
管路振動とがある。

【００２８】２個の圧電素子が、管路の中心軸方向の同
じ距離にあれば、遠方の駆動源により発生する脈動圧
は、同一時刻に第１，第２の圧力センサに到達する。即
ち、２個の圧電素子に発生するノイズは、同相である。

【００２９】管路振動に関しても、振動面は同一である
こと、また、２個の圧電素子に加わる慣性力の方向も同
じことから、管路振動ノイズも同相となる。

【００３０】しかして、第１，第２の圧力センサに発生
した電荷は、チャージコンバータにより、電圧に変換さ
れた後、差動増幅器により同相のノイズ成分はキャンセ
ルされる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部構
成説明図、図２は図１の要部詳細図、図３は図１の電気
回路構成説明図である。図において、図９と同一記号の
構成は同一機能を表わす。以下、図９と相違部分のみ説
明する。

【００３２】取付け平面３１は、柱状の渦発生体１２の
中心軸に直交して、管路１０に設けられている。第１の
圧力センサ３２は、渦発生体１２により発生する渦周波
数を検出するように、取付け平面３１に直交して取付ら
れている。

【００３３】第１の圧力センサ３２は、この場合は、図
２に示す如く、凹部３２２を有し管路１０に取付られる
ホルダー３２１と、このホルダー３２１の凹部３２２の
底部に、圧力素子３２３、絶縁体３２４、加重体３２
５、ばね３２６、固定体３２７と順次積み重ねられてい
る。

【００３４】固定体３２７は、ホルダー３２１に溶接３
２８固定されている。圧力素子３２３は、この場合は、
圧電素子が使用されている。ばね３２６は、急激な温度
変化が生じた場合でも、ホルダー３２１の温度による伸
びや縮みに対して、初期の押し付け力が維持されるよう
にしたものである。

【００３５】第２の圧力センサ３３は、渦発生体１２に
より発生する渦周波数を検出するように、取付け平面３
１に直交し、渦発生体１２に対して、第１の圧力センサ
３２と対称位置に配置取付けられている。

【００３６】第２の圧力センサ３３も、図２に示す如
く，第１の圧力センサ３２と同様に、凹部３３２を有し
管路１０に取付られるホルダー３３１と、このホルダー
３２１の凹部３３２の底部に、圧力素子３３３、絶縁体
３３４、加重体３３５、ばね３３６、固定体３３７と順
次積み重ねられている。

【００３７】固定体３３７は、ホルダー３３１に溶接３
３８固定されている。圧力素子３２３は、この場合は、
圧電素子が使用されている。ばね３３６は、急激な温度
変化が生じた場合でも、ホルダー３３１の温度による伸
びや縮みに対して、初期の押し付け力が維持されるよう
にしたものである。

【００３８】固定フランジ３４は、第１の圧力センサ３
２と第２の圧力センサ３３とを、取付け平面３１に固定
するフランジである。

【００３９】管路振動ノイズ除去回路３５は、第１の圧
力センサ３２と第２の圧力センサ３３との出力を演算し
て、第１の圧力センサ３２と第２の圧力センサ３３とが
検出した管路振動ノイズを除去する。

【００４０】具体的には、第１の圧力センサ３２と第２
の圧力センサ３３との出力を、それぞれチヤージコンバ
ータ３５１，３５２を介して、差動増幅器３５３に入力
するようにする。

【００４１】以上の構成において、測定流体ＦＬ_oが流
されると、渦発生体１２から渦が放出され、渦発生体１
２の下流側に渦列が形成される。カルマン渦の有する循
環流により負圧が生じる。

【００４２】このため、第１，第２の圧力センサ３２，
３３では、測定流体ＦＬ_oに接するホルダ３２１，３３
１の底面には、圧力変動が加わる事になる。第１，第２
の圧力センサ３２，３３の内部の圧電素子３２３，３３
３に圧力変化に対応した交番応力が発生する。

【００４３】カルマン渦は渦発生体１２の左右で、交互
に発生することから、２個の圧電素子３２３，３３３に
生じる信号は逆相である。圧電素子３２３，３３３に加
わる力としては、カルマン渦信号以外には、（１）ポン
プ等の駆動源による脈動圧と（２）管路振動とがある。

【００４４】２個の圧電素子３２３，３３３が、管路１
０の中心軸方向の同じ距離にあれば、遠方の駆動源によ
り発生する脈動圧は、同一時刻に第１，第２の圧力セン
サ３２，３３に到達する。即ち、２個の圧電素子３２
３，３３３に発生するノイズは、同相である。

【００４５】管路振動に関しても、振動面は同一である
こと、また、２個の圧電素子３２３，３３３に加わる慣
性力の方向も同じことから、管路振動ノイズも同相とな
る。

【００４６】しかして、図３に示す如く、第１，第２の
圧力センサ３２，３３に発生した電荷は、チャージコン
バータ３５１，３５２により、電圧に変換された後、差
動増幅器３５３により同相のノイズ成分はキャンセルさ
れる。

【００４７】なお、圧電素子３２３，３３３の圧電定数
や容量、或いは、チャージコンバータ３５１，３５２の
帰還容量の差などによって生じるノイズ電圧の大きさの
違いは、差動増幅器３５３の入力抵抗値の一部を可変に
しておけば良い。

【００４８】この結果、（１）渦発生体１２と測定管路１０との間に隙間を必要
としないので、図９従来例の如く、隙間に剛性の高い物
が付着して、曲げモーメントの低下や曲げモーメントの
分布が変化する恐れがない。

【００４９】従って、検出感度の低下や振動特性の劣化
が生じる恐れがない渦流量計が得られる。

【００５０】（２）第１，第２の圧力センサ３２，３３
は、剛構造に出来るので、頑丈な渦流量計が得られる。

【００５１】（３）第１，第２の圧力センサ３２，３３
の構造は簡潔であるので、製造コストガ大幅に低減出
来、安価な渦流量計が得られる。

【００５２】図４は、本発明の他の実施例の要部構成説
明図、図５は図４の要部詳細説明図、図６は図４の電気
回路説明図である。本実施例は、管路１０の反対側に、
第１，第２の圧力センサ３２，３３にそれぞれ対応し
て、第３，第４の圧力センサを配置して、渦流量計の二
重化を図ったものである。

【００５３】本実施例において、第２の取付け平面４１
は、管路１０の中心軸に対して、取付け平３１と対象位
置に設けられている。

【００５４】第３の圧力センサ４２は、渦発生体１２に
より発生する渦周波数を検出するように、第２の取付け
平面４１に設けられ、管路１０の中心軸に対して、第１
の圧力センサ３２と対象位置に設けられている。

【００５５】第３の圧力センサ４２は、この場合は、図
５に示す如く、凹部４２２を有し管路１０に取付られる
ホルダー４２１と、このホルダー４２１の凹部４２２の
底部に、圧力素子４２３、絶縁体４２４、加重体４２
５、ばね４２６、固定体４２７と順次積み重ねられてい
る。

【００５６】固定体４２７は、ホルダー４２１に溶接４
２８固定されている。圧力素子４２３は、この場合は、
圧電素子が使用されている。ばね４２６は、急激な温度
変化が生じた場合でも、ホルダー４２１の温度による伸
びや縮みに対して、初期の押し付け力が維持されるよう
にしたものである。

【００５７】第４の圧力センサ４３は、渦発生体により
発生する渦周波数を検出するように第２の取付け平面４
１に設けられ、管路１０の中心軸に対して、第２の圧力
センサ３３と対象位置に設けられている。

【００５８】第４の圧力センサ４３も、図５に示す如
く，第３の圧力センサ４２と同様に、凹部４３２を有し
管路１０に取付られるホルダー４３１と、このホルダー
４２１の凹部４３２の底部に、圧力素子４３３、絶縁体
４３４、加重体４３５、ばね４３６、固定体４３７と順
次積み重ねられている。

【００５９】固定体４３７は、ホルダー４３１に溶接４
３８固定されている。圧力素子４２３は、この場合は、
圧電素子が使用されている。ばね４３６は、急激な温度
変化が生じた場合でも、ホルダー４３１の温度による伸
びや縮みに対して、初期の押し付け力が維持されるよう
にしたものである。

【００６０】固定フランジ４４は、第３の圧力センサ４
２と第４の圧力センサ４３とを、取付け平面４１に固定
するフランジである。第１のスイッチ４５は、図６に示
す如く、第１の圧力センサ３２と第３の圧力センサ４２
の内、故障してない圧力センサを選択するスイッチであ
る。

【００６１】第２のスイッチ４６は、図６に示す如く、
第２の圧力センサ３３と第４の圧力センサ４３の内、故
障してない圧力センサを選択するスイッチである。

【００６２】管路振動ノイズ除去回路４７は、第１のス
イッチ４５と第２のスイッチ４６からの出力を演算し
て、第１のスイッチ４５が選択した圧力センサと、第２
のスイッチ４６が選択した圧力センサとが検出した管路
振動ノイズを除去する。

【００６３】具体的には、第１のスイッチ４５と第２の
スイッチ４６との出力を、それぞれチヤージコンバータ
４７１，４７２を介して、差動増幅器４７３に入力する
ようにする。

【００６４】この結果、第１，第２の圧力センサ３２，
３３と第３，第４の圧力センサ４２，４３とを、管路１
０の中心軸に対して対象に配置することにより、管路１
０の短い長さの範囲内で渦流量計の二重化が出来る。

【００６５】図９従来例を２個上下流に並べた場合の如
く、管路１０の長い範囲を占有せず、構造も簡単である
ので、製造コストが低減出来る。従って、二重化による
信頼性が高く、安価な渦流量計が得られる。

【００６６】図７は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例は、取付け平面３１の第１，第２の
圧力センサ３２，３３の下流側に、第１，第２の圧力セ
ンサ３２，３３に、それぞれ対応して、第３，第４の圧
力センサを配置して、渦流量計の二重化を図ったもので
ある。

【００６７】本実施例においては、第３の圧力センサ４
２は、渦発生体１２により発生する渦周波数を検出する
ように、取付け平面３１に直交し、第１の圧力センサ３
２より下流に設けられている。

【００６８】第４の圧力センサ４３は、渦発生体１２に
より発生する渦周波数を検出するように、取付け平面３
１に直交し、第２の圧力センサ３３より下流に設けられ
ている。

【００６９】この結果、第１，第２の圧力センサ３２，
３３の下流側に、第１，第２の圧力センサ３２，３３に
それぞれ対応して、第３，第４の圧力センサ４２，４３
を、配置することにより、管路１０の同一取付平面３１
において、渦流量計の二重化が出来る。

【００７０】図９従来例を２個上下流に並べた場合の如
く、管路１０の長い範囲を占有せず、しかも、同一取付
平面３１側から圧力センサ３２，３３，４２，４３が取
付られるので、取付，保守操作が容易となる。

【００７１】構造も簡単であるので、製造コストが低減
出来る。従って、二重化による信頼性が高く、取付，保
守操作が容易で、安価な渦流量計が得られる。

【００７２】図８は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例は、図９従来例に対して、ノズル１
１が配置されている部分の反対側の管路１０に、取付け
平面４１を設けて、第３，第４の圧力センサを配置し
て、渦流量計の二重化を図ったものである。

【００７３】この結果、図９従来例の渦流量計を２個上
下流に並べた場合の如く、管路１０の長い範囲を占有す
ることがなく、図９従来例の渦流量計の取付け位置の反
対面の管路１０に取付けられるので，管路１０の短い長
さの範囲内で渦流量計の二重化が出来る。

【００７４】しかも、図９従来例の渦流量計の二重化が
容易に出来るので、図９従来例の渦流量計の二重化によ
る信頼性を容易に向上することが出来る。構造も簡単で
あるので、製造コストが低減出来る。従って、図９従来
例の渦流量計の二重化による信頼性向上が容易に出来、
安価な渦流量計が得られる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１によれば、（１）渦発生体と測定管路との間に隙間を必要としない
ので、隙間に剛性の高い物が付着して、曲げモーメント
の低下や曲げモーメントの分布が変化する恐れがない。

【００７６】従って、検出感度の低下や振動特性の劣化
が生じる恐れがない渦流量計が得られる。

【００７７】（２）第１，第２の圧力センサは、剛構造
に出来るので、頑丈な渦流量計が得られる。

【００７８】（３）第１，第２の圧力センサの構造は簡
潔であるので、製造コストガ大幅に低減出来、安価な渦
流量計が得られる。

【００７９】本発明の請求項２によれば、高いキュリー
温度を有する圧電素子を選択したので、高温まで使用出
来、また、電力の供給が不要であり、センサ部が安価で
信頼性の高い渦流量計が得られる。

【００８０】本発明の請求項３によれば、差動増幅器が
使用されたので、管路振動は容易にキャンセルされると
共に、信号成分は加算されて２倍となり、感度の良好な
渦流量計が得られる。

【００８１】本発明の請求項４によれば、第１，第２の
圧力センサと第３，第４の圧力センサとを、管路の中心
軸に対して対象に配置することにより、管路の短い長さ
の範囲内で渦流量計の二重化が出来る。

【００８２】構造も簡単であるので、製造コストが低減
出来る。従って、二重化による信頼性が高く、安価な渦
流量計が得られる。

【００８３】本発明の請求項５によれば、高いキュリー
温度を有する圧電素子を選択したので、高温まで使用出
来、また、電力の供給が不要であり、センサ部が安価で
信頼性の高い渦流量計が得られる。

【００８４】本発明の請求項６によれば、差動増幅器が
使用されたので、管路振動は容易にキャンセルされると
共に、信号成分は加算されて２倍となり、感度の良好な
渦流量計が得られる。

【００８５】本発明の請求項７によれば、第１，第２の
圧力センサの下流側に、第１，第２の圧力センサにそれ
ぞれ対応して、第３，第４の圧力センサを、配置するこ
とにより、管路の同一取付平面において、渦流量計の二
重化が出来る。

【００８６】管路の長い範囲を占有せず、しかも、同一
取付平面側から圧力センサが取付られるので、取付，保
守操作が容易となる。

【００８７】構造も簡単であるので、製造コストが低減
出来る。従って、二重化による信頼性が高く、取付，保
守操作が容易で、安価な渦流量計が得られる。

【００８８】従って、本発明によれば、製造コストが低
減出来、長期信頼性が向上し、耐振動特性が向上された
渦流量計を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の要部詳細説明図である。

【図３】図１の電気回路説明図である。

【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図５】図４の要部詳細説明図である。

【図６】図１の電気回路説明図である。

【図７】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図８】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図９】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【図１０】図９の変換部の要部構成説明図である。

【図１１】図９の動作説明図である。

【図１２】図９の動作説明図である。

【符号の説明】

１０管路１１ノズル１２渦発生体１４フランジ部１７圧電素子２１圧電素子３１取付け平面３２第１の圧力センサ３２１ホルダー３２２凹部３２３圧力素子３２４絶縁体３２５加重体３２６ばね３２７固定体３２８溶接３３第２の圧力センサ３３１ホルダー３３２凹部３３３圧力素子３３４絶縁体３３５加重体３３６ばね３３７固定体３３８溶接３４固定フランジ３５管路振動ノイズ除去回路３５１チヤージコンバータ３５２チヤージコンバータ３５３差動増幅器４１第２の取付け平面４２第３の圧力センサ４２１ホルダー４２２凹部４２３圧力素子４２４絶縁体４２５加重体４２６ばね４２７固定体４２８溶接４３第４の圧力センサ４３１ホルダー４３２凹部４３３圧力素子４３４絶縁体４３５加重体４３６ばね４３７固定体４３８溶接４４固定フランジ４５第１のスイッチ４６第２のスイッチ４７管路振動ノイズ除去回路４７１チヤージコンバータ４７２チヤージコンバータ４７３差動増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定管路に挿入された柱状の渦発生体によ
り発生する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計
において、前記柱状の渦発生体の軸に直交して前記管路に設けられ
た取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この取付け平面に直交して取付られた第１の圧力センサ
と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
前記取付け平面に直交し前記渦発生体に対して前記第１
の圧力センサと対称位置に配置取付られた第２の圧力セ
ンサと、前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサとの出力
を演算して前記第１の圧力センサと前記第２の圧力セン
サとが検出した管路振動ノイズを除去する管路振動ノイ
ズ除去回路とを具備したことを特徴とする渦流量計。
【請求項２】前記圧力センサとして圧電素子が使用され
たことを特徴とする請求項１記載の渦流量計。
【請求項３】前記振動ノイズ除去回路として前記第１の
圧力センサと前記第２の圧力センサとの出力をそれぞれ
チヤージコンバータを介して差動増幅器に入力するよう
にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の渦
流量計。
【請求項４】測定管路に挿入された柱状の渦発生体によ
り発生する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計
において、前記柱状の渦発生体の軸に直交して前記管路に設けられ
た取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この取付け平面に直交して設けられた第１の圧力センサ
と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
前記取付け平面に直交し前記渦発生体に対して前記第１
の圧力センサと対称位置に設けられた第２の圧力センサ
と、前記管路の中心軸に対して前記取付け平面と対象位置に
設けられた第２の取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この第２の取付け平面に設けられ前記管路の中心軸に対
して前記第１の圧力センサと対象位置に設けられた第３
の圧力センサと、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
前記第２の取付け平面に設けられ前記管路の中心軸に対
して前記第２の圧力センサと対象位置に設けられた第４
の圧力センサと、前記第１の圧力センサと前記第３の圧力センサの内故障
してない圧力センサを選択する第１のスイッチと、前記第２の圧力センサと前記第４の圧力センサの内故障
してない圧力センサを選択する第２のスイッチと、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチからの出力を
演算して前記第１のスイッチが選択した圧力センサと前
記第２のスイッチが選択した圧力センサとが検出した管
路振動ノイズを除去する管路振動ノイズ除去回路とを具
備したことを特徴とする渦流量計。
【請求項５】前記圧力センサとして圧電素子が使用され
たことを特徴とする請求項４記載の渦流量計。
【請求項６】前記振動ノイズ除去回路として前記第１の
スイッチと前記第２のスイッチとの出力をそれぞれチヤ
ージコンバータを介して差動増幅器に入力するようにし
たことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の渦流量
計。
【請求項７】測定管路に挿入された柱状の渦発生体によ
り発生する渦周波数を検出して流量を測定する渦流量計
において、前記柱状の渦発生体の中心軸に直交して前記管路に設け
られた取付け平面と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この取付け平面に直交して設けられた第１の圧力センサ
と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この取付け平面に直交し前記第１の圧力センサより下流
に設けられた第３の圧力センサと、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
前記取付け平面に直交し前記渦発生体に対して前記第１
の圧力センサと対称位置に設けられた第２の圧力センサ
と、前記渦発生体により発生する渦周波数を検出するように
この取付け平面に直交し前記第２の圧力センサより下流
に設けられた第４の圧力センサと、前記第１の圧力センサと前記第３の圧力センサの内故障
してない圧力センサを選択する第１のスイッチと、前記第２の圧力センサと前記第４の圧力センサの内故障
してない圧力センサを選択する第２のスイッチと、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチからの出力を
演算して前記第１のスイッチが選択した圧力センサと前
記第２のスイッチが選択した圧力センサとが検出した管
路振動ノイズを除去する管路振動ノイズ除去回路とを具
備したことを特徴とする渦流量計。
【請求項８】前記圧力センサとして圧電素子が使用され
たことを特徴とする請求項７記載の渦流量計。
【請求項９】前記振動ノイズ除去回路として前記第１の
スイッチと前記第２のスイッチとの出力をそれぞれチヤ
ージコンバータを介して差動増幅器に入力するようにし
たことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の渦流量
計。