JPH11258016A

JPH11258016A - 渦流量計

Info

Publication number: JPH11258016A
Application number: JP10063031A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nishihara; 正西原; Kenichi Kuromori; 健一黒森; Shinichi Oki; 真一大木; Toshihiko Kishi; 敏彦岸
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】長期信頼性が向上し、製造コストが低減出来
る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、前記測定管路に最初から一体に構成された
渦発生体と、この渦発生体内に設けられこの渦発生体に
より発生する交番の揚力を検出する測定用応力センサと
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、長期信頼性が向上
し、製造コストが低減出来る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１
８、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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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

【００１８】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。

【００１９】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、

【００２０】Ｑ₁−Ｑ₂（Ｎ₁／Ｎ₂）＝Ｓ₁−Ｓ₂（Ｎ₁／Ｎ₂）となり管路ノイズは除去される。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、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。

【００２４】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との間に隙間が必要である。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。

【００２５】この結果、検出感度の低下や振動特性の劣
化が生じ、長期信頼性に欠ける。また、渦発生体１２の
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。

【００２６】また、近年においては、技術の進歩によ
り、圧電素子１７，２１に就いて高温に耐え、感度が、
従来の応力センサより、例えば、３倍程度向上された圧
電素子が得られるようになった。

【００２７】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、長期信頼性が向上し、製造コスト
が低減出来る渦流量計を提供するにある。

【００２８】

【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、前記測定管路に最初から一体に構成された渦発生体
と、この渦発生体内に設けられこの渦発生体により発生
する交番の揚力を検出する測定用応力センサとを具備し
たことを特徴とする渦流量計。（２）前記渦発生体が一体に構成された前記測定管路に
着脱自由に設けられた容器と、この容器に封着あるいは
固定された前記測定用応力センサのみあるいはこの測定
用応力センサと管路ノイズ信号を検出するノイズ検出用
応力センサとを具備したことを特徴とする（１）記載の
渦流量計。（３）前記容器の途中に一端側が前記ノイズ検出用応力
センサを介して固定され他端側が前記容器内において自
由端とされ管路振動ノイズに応答して振動変位し前記一
端を介して前記ノイズ検出用応力センサに管路振動ノイ
ズ信号を伝達するウエイト体を具備したことを特徴とす
る請求項２記載の渦流量計。（４）前記渦発生体が一体に構成された前記測定管路に
着脱自由に設けられた容器と、この容器内の底面に一面
が接する前記測定用応力センサと、この測定用応力セン
サの他面に一面が接する電極プレートと、この電極プレ
ートの他面に接して設けられたピボットと、このピボッ
トに一面が接する第１のウエイト体と、この第１のウエ
イト体の他面に一面が接する前記ノイズ検出用応力セン
サと、このノイズ検出用応力センサの他面に一面が接す
る第２のウエイト体とを具備したことを特徴とする
（１）記載の渦流量計。（５）前記測定用応力センサと前記ノイズ検出用応力セ
ンサとの出力を演算して前記測定用応力センサが検出し
た渦信号と管路振動ノイズを含む成分から前記ノイズ検
出用応力センサ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を具備したことを特徴とする
（２）乃至（４）のいずれかに記載の渦流量計。（６）前記応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）乃至（５）のいずれかに記載の渦流
量計。を構成したものである。

【００２９】

【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。渦の有する循環流により負圧が生じる。

【００３０】渦発生体は、両端固定の梁であり、変動揚
力を受ける。すなわち、渦発生体に、流れと直角方向の
揚力が交番的に働き、渦発生体に、曲げモーメントが生
ずる。

【００３１】渦発生体の固定端に、センサアセンブリ中
の測定用応力センサが置かれており、曲げ応力を受け
る。圧電素子よりなる、測定用応力センサは、左右半円
部分において、反対方向に分極されている。

【００３２】従って、この曲げ応力分布により、測定用
応力センサの上下の電極面に、曲げ応力に比例した電圧
を検出することができる。この電圧は、カルマン渦の放
出に応じて交番的に変化し、その周波数は渦の放出周波
数に等しい。

【００３３】カルマン渦周波数は、測定管路を流れる平
均流速（流量）に比例するので、この測定用応力センサ
の両面に生ずる電圧の周波数から、測定流体の流量を求
める事ができる。

【００３４】一方、センサアセンブリの中には、測定用
応力センサの他に、ノイズ検出用応力センサが設けられ
ている。管路振動があると、渦発生体の質量に対して、
−質量×振動の加速度の慣性力が働く。

【００３５】この慣性力による曲げモーメントのモード
は、変動揚力の場合と同一なので、測定用応力センサに
は、測定信号と配管振動ノイズが重畳されて、検出され
ることになる。

【００３６】ノイズ検出用応力センサには、ウエイト体
が慣性力を受け、配管振動に比例した、圧縮・引張応力
が検出される。なお、ノイズ検出用応力センサは、渦発
生体の固定端から離れているので、カルマン渦信号の成
分は含まれない。

【００３７】したがって、測定用応力センサの出力か
ら、ノイズ検出用応力センサの出力を差し引くと、カル
マン渦信号からの信号成分を抽出することができる。以
下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００３８】

【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の側面図、図３，図４は図１の要
部詳細説明図、図５は図１の回路構成説明図、図６は図
１の動作説明図である。なお、図１の主要部分において
は、分かり易い様に、断面で示されている。

【００３９】渦発生体３１は、測定管路３２に最初から
一体に構成されている。渦発生体３１の管路３２への取
付方法に付いては、例えば、市販のパイプへ渦発生体３
１を溶接して、構成しても良い。

【００４０】また、特に、小口径においては、精密鋳造
（ロストワックス）で一体に鋳物にすることにより、コ
ストダウンを図る事も可能である。

【００４１】センサアセンブリ３３は、図３に示す如
く、容器３３１、測定用応力センサ３３２、絶縁体３３
３、支持体３３４、ノイズ検出用応力センサ３３５、ウ
エイト体３３６、蓋体３３７、パイプ３３８と信号線３
３９とからなる。

【００４２】容器３３１は、渦発生体３１が一体に最初
から構成された測定管路３２に、着脱自由に設けられて
いる。測定用応力センサ３３２は、容器３３１内に設け
られ、絶縁体３３３により、この場合は、封着固定され
ている。

【００４３】測定用応力センサ３３２は、この場合は、
図４に示す如く、圧電素子よりなり、図４の左右半円部
分において、反対方向に分極されている。

【００４４】絶縁体３３３は、この場合は、ガラス、あ
るいは、エポキシ樹脂が使用されている。支持体３３４
は、容器３３１の途中に固定されている。

【００４５】ウエイト体３３６は、一端側が容器３３１
の途中に固定された支持体３３４に、ノイズ検出用応力
センサ３３５を介して固定され、他端側が容器３３１内
において自由端とされ、管路振動ノイズに応答して振動
変位し、一端側を介してノイズ検出用応力センサ３３５
に管路振動ノイズ信号を伝達する。

【００４６】ウエイト体３３６は、この場合は、Ｔ形状
をなしている。蓋体３３７は、容器３３１の開口部を覆
い、パイプ３３８の一端が固定されている。

【００４７】パイプ３３８の内部を、取り出し信号線３
３９が通る押さえ金具３４は、センサアッセンブリ３３
を測定管路３２に取付る金具である。

【００４８】管路振動ノイズ除去回路４１は、図５に示
す如く、チャージコンバータ４２、チャージコンバータ
４３をそれぞれ介して、測定用応力センサ３３２とノイ
ズ検出用応力センサ３３５との出力を演算する。

【００４９】而して、測定用応力センサ３３２とノイズ
検出用応力センサ３３５とが検出した管路振動ノイズＮ
₁を除去する。管路振動ノイズ除去回路４１は、この場
合は、差動増幅器４１が使用されている。

【００５０】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３１から渦が放出され、渦発生体３
１の下流側に渦列が形成される。渦の有する循環流によ
り負圧が生じる。

【００５１】渦発生体３１は、両端固定Ｄの梁であり、
図６に示す如く、図６の紙面に垂直な方向に、変動揚力
Ｆを受ける。すなわち、図６に示す如く、渦発生体３１
に、流れと直角方向の揚力Ｆが、交番的に働き、渦発生
体３１に、曲げモーメントＭが生ずる。

【００５２】渦発生体３１の固定端Ｄに、センサアセン
ブリ３３中の測定用応力センサ３３２が置かれており、
曲げ応力を受ける。圧電素子よりなる、測定用応力セン
サ３３２は、図４に示す如く、図４の左右半円部分にお
いて、反対方向に分極されている。

【００５３】従って、この曲げ応力分布により、測定用
応力センサ３３２の上下の電極面に、曲げ応力に比例し
た電圧を検出することができる。この電圧は、カルマン
渦の放出に応じて交番的に変化し、その周波数は渦の放
出周波数に等しい。

【００５４】カルマン渦周波数は、測定管路３２を流れ
る平均流速（流量）に比例するので、この測定用応力セ
ンサ３３２の両面に生ずる電圧の周波数から、測定流体
ＦＬ _oの流量を求める事ができる。

【００５５】通常は、図５に示す如く、電圧より、Ｑ＝
ＣＶを利用した、電荷の変化を、チャージアンプ４２，
４３で増幅し、信号処理４１の後、電圧パルス、あるい
は、アナログ電流出力として出力する。

【００５６】一方、センサアセンブ３３の中には、測定
用応力センサ３３２の他に、ノイズ検出用応力センサ３
３５が設けられている。管路振動があると、渦発生体３
１の質量ｍに対して、−Ｍα（αは振動の加速度）の慣
性力が働く。

【００５７】この慣性力による曲げモーメントのモード
は、変動揚力Ｆの場合と同一なので、測定用応力センサ
３３５には、測定信号と配管振動ノイズが重畳されて、
検出されることになる。

【００５８】ノイズ検出用応力センサ３３５には、ウエ
イト体３３６が慣性力を受け、配管振動に比例した、圧
縮・引張応力が検出される。なお、ノイズ検出用応力セ
ンサ３３５は、渦発生体３１の固定端Ｄから離れている
ので、カルマン渦信号の成分は含まれない。

【００５９】したがって、測定用応力センサ３３２の出
力から、ノイズ検出用応力センサ３３５の出力を差し引
くと、カルマン渦信号からの信号成分を抽出することが
できる。

【００６０】実際には、測定用応力センサ３３２の出力
とノイズ検出用応力センサ３３５の出力との間で、感度
の大きさの違いがあるので、適当な係数を乗じて、減算
の演算処理を行う。

【００６１】なお、前述の実施例においては、ウエイト
体３３６はＴ形状をなすと説明したが、これに限ること
はない。要するに、管路振動による慣性力を受けるもの
であれば良い。

【００６２】この結果、（１）従来例に於いては、ノズル１１と渦発生体１２と
の間には、隙間が存在し、この隙間に剛性の高い異物が
固着する恐れがあり、耐振動特性が劣化する欠点がある
が、本発明においては、このような隙間がないので、長
期信頼性が向上された渦流量計が得られる。

【００６３】（２）測定管路３２を鋳物で作る必要がな
く、安価な市販の鋼管が使用出来るので、製造コストが
低減出来る渦流量計が得られる。この効果は、測定管路
３２が大口径になるほど効果が大きくなる。

【００６４】また、小口径の場合は、ロストワックス鋳
物等の鋳物で製作することができるので、加工コストの
低減を図る事ができる。

【００６５】（３）センサアセンブリ３３が使用されれ
ば、応力検出センサ３３２，３３５が故障等しても、セ
ンサアセンブリ３３毎交換すればよいので、保守性に優
れた渦流量計が得られる。

【００６６】しかも、測定流体ＦＬ_oの流れを止める事
無く交換出来、オンラインでの保守性に優れた渦流量計
が得られる。

【００６７】（４）他端側が容器３３１内において自由
端とされ、管路振動ノイズに応答して振動変位し、一端
を介してノイズ検出用応力センサ３３５に管路振動ノイ
ズ信号を伝達するウエイト体３３６が使用されれば、コ
ンパクトな構成で、管路振動ノイズを容易に検知出来、
管路振動ノイズをコンパクトに容易に打ち消す事が出来
る渦流量計が得られる。

【００６８】（５）管路振動ノイズ除去回路４１が使用
されれば、測定用応力センサ３３２が検出した管路振動
ノイズから、ノイズ検出用応力センサ３３５が検出した
管路振動ノイズのみを除去するようにしたので、ノイズ
除去の方法が簡潔になり、耐ノイズ特性が良好な渦流量
計が得られる。

【００６９】（６）応力センサと３３２、３３５とし
て、圧電素子が使用されれば、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。

【００７０】図７は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、測定管路３２の側面
に、容器５１１が設けられ、この容器５１１内に、図３
のノイズ検出用応力センサ３３５の代わりに、ノイズ検
出用応力センサ５１２が設けられ、ウエイト体３３６の
代わりにウエイト体５１３が設けられたものである。

【００７１】この場合は、ノイズ検出用応力センサ５１
２は、圧電素子が使用されている。この結果、ノイズ検
出用応力センサ５１２を、ノイズを打ち消すための最適
の場所に配置することが出来るので、精度が向上された
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。本実施例においては、容器６１１は、渦発生
体３１が一体に構成された測定管路３２に着脱自由に設
けられている。

【００７３】測定用応力センサ６１２は，この容器６１
１内の底面に一面が接して設けられている。この場合
は、圧電素子が使用されている。

【００７４】電極プレート６１３は、この測定用応力セ
ンサ６１２の他面に一面が接して設けられている。ピボ
ット６１４は、この電極プレート６１３の他面に接して
設けられている。

【００７５】第１のウエイト体６１５は、このピボット
６１４に一面が接する。ノイズ検出用応力センサ６１６
は、この第１のウエイト体６１５の他面に一面が接して
設けられている。

【００７６】この場合は、圧電素子が使用されている。
第２のウエイト体６１７は、このノイズ検出用応力セン
サ６１６の他面に一面が接して設けられている。

【００７７】押さえ金具６１８は、ノズル１１に取付ら
れている。この場合は、ねじ込み固定されている。固定
用皿ばね６１９は、容器６１１と押さえ金具６１８との
間に設けられ、容器６１１を測定管路３２に押圧固定す
る。

【００７８】以上の構成において、図８（ｂ）に、検出
部と渦発生体部分における揚力方向の渦信号及び配管振
動ノイズによる、曲げモーメント図を示す。ここで、図
８（ｂ）に示す如く、第２のウエイト体６１７の図８に
おける上側は固定端Ｄとなる。

【００７９】ピボット６１４の個所に於いては、支持端
Ｅとなる。次に、測定用応力センサ６１２の配置個所で
は固定端Ｄとなる。また、渦発生体３１の下端では、固
定端Ｄとなる。

【００８０】渦発生体３１には、渦信号モーメントＳ、
管路振動ノイズＮ₁が、同一方向に作用し、測定用応力
センサ６１２は、図８（ｂ）図示の大きさのモーメント
を受ける。

【００８１】検出部分には、管路振動ノイズＮ₂，Ｎ₃が
作用し、図８（ｂ）に示す如く、測定用応力センサ６１
２にはＮ₂、ノイズ検出用応力センサ６１６にはＮ₃のモ
ーメントを受ける。

【００８２】この結果、測定用応力センサ６１２の出力
Ｑ₁は、Ｑ₁＝Ｓ＋（Ｎ₁＋Ｎ₂）ノイズ検出用応力センサ６１６の出力Ｑ₂は、Ｑ₂＝Ｎ₃
となり、

【００８３】図５の信号変換回路において、差動演算処
理することにより、Ｑ₁−αＱ₂＝Ｓ＋（Ｎ₁＋Ｎ₂）−α
Ｎ₃となる。（Ｎ₁＋Ｎ₂）−αＮ₃＝０となるように、係
数αを調整する様にすれば、精度良く、信号Ｓを検出す
ることが出来る。

【００８４】この結果、（１）従来例に於いては、ノズル１１と渦発生体１２と
の間には、隙間が存在し、この隙間に剛性の高い異物が
固着する恐れがあり、耐振動特性が劣化する欠点がある
が、本発明においては、このような隙間がないので、長
期信頼性が向上された渦流量計が得られる。

【００８５】（２）測定管路３２を鋳物で作る必要がな
く、安価な市販の鋼管が使用出来るので、製造コストが
低減出来る渦流量計が得られる。この効果は、測定管路
３２が大口径になるほど効果が大きくなる。

【００８６】また、小口径の場合は、ロストワックス鋳
物等の鋳物で製作することができるので、加工コストの
低減を図る事ができる。

【００８７】（３）容器６１１は、渦発生体３１が一体
に構成された測定管路３２に着脱自由に設けられている
ので、応力検出センサ６１２，６１６が故障等しても、
容器６１１毎交換すればよいので、保守性に優れた渦流
量計が得られる。

【００８８】しかも、測定流体ＦＬ_oの流れを止める事
無く交換出来、オンラインでの保守性に優れた渦流量計
が得られる。

【００８９】（４）信号検出部分６１２とノイズ検出部
分６１６とが、ピボット６１４を介して、一カ所に一体
に構成できるので、小型化が容易で精度が良好な渦流量
計が得られる。

【００９０】（５）センサ部分は、容器６１１内に、測
定用応力センサ６１２、電極プレート６１３、ピボット
６１４、第１のウエイト体６１５、ノイズ検出用応力セ
ンサ６１６と第２のウエイト体６１７が、順次積み重ね
られているので、リジッドな構成であり、堅牢な渦流量
計が得られる。

【００９１】（６）センサ部分は、主として、同一種類
の金属部品のみの構成であるので、封着材のような別材
料が使用されていないので、安価で、温度特性が良好
な、渦流量計が得られる。

【００９２】（７）管路振動ノイズ除去回路４１が使用
されれば、測定用応力センサ６１２が検出した管路振動
ノイズから、ノイズ検出用応力センサ６１６が検出した
管路振動ノイズのみを除去するようにしたので、ノイズ
除去の方法が簡潔になり、耐ノイズ特性が良好な渦流量
計が得られる。

【００９３】（８）応力センサ６１２，６１６として、
圧電素子が使用されれば、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。

【００９４】

【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）従来例に於いては、ノズルと渦発生体との間に
は、隙間が存在し、この隙間に剛性の高い異物が固着す
る恐れがあり、耐振動特性が劣化する欠点があるが、本
発明においては、このような隙間がないので、長期信頼
性が向上された渦流量計が得られる。

【００９５】（２）測定管路を鋳物で作る必要がなく、
安価な市販の鋼管が使用出来るので、製造コストが低減
出来る渦流量計が得られる。この効果は、測定管路が大
口径になるほど効果が大きくなる。

【００９６】また、小口径の場合は、ロストワックス鋳
物等の鋳物で製作することができるので、加工コストの
低減を図る事ができる。

【００９７】本発明の請求項２によれば、容器は、渦発
生体が一体に構成された測定管路に着脱自由に設けられ
ているので、応力検出センサが故障等しても、容器毎交
換すればよいので、保守性に優れた渦流量計が得られ
る。

【００９８】本発明の請求項３によれば、他端側が容器
内において自由端とされ、管路振動ノイズに応答して振
動変位し、一端を介してノイズ検出用応力センサに管路
振動ノイズ信号を伝達するウエイト体が使用されたの
で、コンパクトな構成で、管路振動ノイズを容易に検知
出来、管路振動ノイズをコンパクトに容易に打ち消す事
が出来る渦流量計が得られる。

【００９９】本発明の請求項４によれば、信号検出部分
とノイズ検出部分とが、ピボットを介して、一体に構成
できるので、小型化が容易で精度が良好な渦流量計が得
られる。

【０１００】本発明の請求項５によれば、管路振動ノイ
ズ除去回路を使用したので、測定用応力センサが検出し
た管路振動ノイズから、ノイズ検出用応力センサが検出
した管路振動ノイズのみを除去するようにしたので、ノ
イズ除去の方法が簡潔になり、耐ノイズ特性が良好な渦
流量計が得られる。

【０１０１】本発明の請求項６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。

【０１０２】従って、本発明によれば、長期信頼性が向
上し、製造コストが低減出来る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の側面図である。

【図３】図１の要部詳細説明図である。

【図４】図１の要部詳細説明図である。

【図５】図１の電気回路構成説明図である。

【図６】図１の動作説明図である。

【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】

１１ノズル３１渦発生体３２測定管路３３センサアセンブリ３３１容器３３２測定用応力センサ３３３絶縁体３３４支持体３３５ノイズ検出用応力センサ３３６ウエイト体３３７蓋体３３８パイプ３３９信号線３４押さえ金具４１管路振動ノイズ除去回路４２チャージコンバータ４３チャージコンバータ５１１容器５１２ノイズ検出用応力センサ５１３ウエイト体６１１容器６１２測定用応力センサ６１３電極プレート６１４ピボット６１５第１のウエイト体６１６ノイズ検出用応力センサ６１７第２のウエイト体６１８押さえ金具６１９固定用皿ばねＮ₁ 管路振動ノイズＮ₂ 管路振動ノイズＮ₃ 管路振動ノイズＳ信号成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸敏彦東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内

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、前記測定管路に最初から一体に構成された渦発生体と、この渦発生体内に設けられこの渦発生体により発生する
交番の揚力を検出する測定用応力センサとを具備したこ
とを特徴とする渦流量計。
【請求項２】前記渦発生体が一体に構成された前記測定
管路に着脱自由に設けられた容器と、この容器に封着あるいは固定された前記測定用応力セン
サのみあるいはこの測定用応力センサと管路ノイズ信号
を検出するノイズ検出用応力センサとを具備したことを
特徴とする請求項１記載の渦流量計。
【請求項３】前記容器の途中に一端側が前記ノイズ検出
用応力センサを介して固定され他端側が前記容器内にお
いて自由端とされ管路振動ノイズに応答して振動変位し
前記一端を介して前記ノイズ検出用応力センサに管路振
動ノイズ信号を伝達するウエイト体を具備したことを特
徴とする請求項２記載の渦流量計。
【請求項４】前記渦発生体が一体に構成された前記測定
管路に着脱自由に設けられた容器と、この容器内の底面に一面が接する前記測定用応力センサ
と、この測定用応力センサの他面に一面が接する電極プレー
トと、この電極プレートの他面に接して設けられたピボット
と、このピボットに一面が接する第１のウエイト体と、この第１のウエイト体の他面に一面が接する前記ノイズ
検出用応力センサと、このノイズ検出用応力センサの他面に一面が接する第２
のウエイト体とを具備したことを特徴とする請求項１記
載の渦流量計。
【請求項５】前記測定用応力センサと前記ノイズ検出用
応力センサとの出力を演算して前記測定用応力センサが
検出した渦信号と管路振動ノイズを含む成分から前記ノ
イズ検出用応力センサ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を具備したことを特徴とす
る請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の渦流量計。
【請求項６】前記応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乃至請求項５のいずれかに
記載の渦流量計。