JPS5810111Y2 - カルマン渦流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はカルマン渦流量計に関し、例えば自動車エンジ
ンの電子制御燃料噴射装置用に吸入空気量を計測するな
どの目的で使用されるカルマン渦流量計の改良に関する
。

この種のカルマン渦流量計の一つには第１図イに示すよ
うに被測定流体の流れに直交して置かれた円柱状の渦検
出体１両側の表面に温度変化により抵抗値が変化する金
属薄膜等の膜状検出素子２を取付けたものがある。

このような方式であると、検出素子の取付けが容易に行
なえるなどの利点もあるが、素子が被測定流体の流れに
直かに露出されているため流れ自身のもつノイズが大き
く作用し、Ｓ／Ｎ比（信号出力に対するノズル出力の比
）が低下する欠点があり、かつまた高速流にさらされる
と素子の劣化が著しい問題がある。

また、第１図口に示すように渦検出体１の両側に開口す
る連通口３を設けて、この中に線状の発熱線４を張設し
検出素子としたものが知られている。

これはノズルについては軽減するが、応答性が良好にす
るため、発熱線の線径５〜２０μと極力細くしなければ
ならず、このため強度が著しく低下し、振動等により、
破損する惧れがあった。

本考案は叙上の点に鑑みなされたもので、サーミスタ等
の電気抵抗の急変する物質をコーティングした薄膜或い
は薄板状の検出素子を交番反転流の変位方向に対してほ
ぼ直交して渦発生体内に配置すると共に流体と通過可能
な多孔構造とすることにより耐久性と応答性の向上を図
ると共に、Ｓ／Ｎ比の良い検出信号が得られるようにし
たカルマン渦流量計の提供をその目的としている。

以下本考案の実施例を図面と共に説明すると、第２図に
おいて１０は被測定流体が流れる管路、１１は流線にほ
は゛直交させて前記管路内に配置することにより下流に
２列のカルマン渦に１．に２を生起させる円柱状の渦発
生体兼渦検出体でこの渦検出体１１はその両側面に開口
１２ ａ 、１２ ｂが臨み、かつ流線とほぼ直交する
向きを持つように形成されたスリット状の連通路１２を
有し、該連通路１２内に薄板状数１０μの厚さで幅１ｍ
／ｍ以上の検出素子１３が下記の態様で組込んである。

第３図は第２図例の要部を拡大したものであると同時に
検出素子１３の一つの実施例を示しており、同図イ及び
口に示すように検出素子１３はセラミック材、力゛ラス
材或いは樹脂材から成る薄膜或いは薄板１３′を支持体
とし、この両面に抵抗値がある温度によ−って急変する
サーミスタ１３ ａ 、１３ ａをコーティングしたも
ので連通路１２のほぼ中間に通路の流れ方向にほぼ゛直
交して配置し、多数の孔２０ ａを有するもので、２つ
の開口１２ ａ 、１２ ｂから連通路内に流入する被
測定流体の流れを多数の’ＪＬ２０ａを通して妨げない
ようになっている。

そしてこの薄板状の検出素子１３の上下両端に取付けで
ある電極１４ａ、１４ｂと管外の電源１５及び増巾器１
６とを結線し、流量信号Ｓを取付せるようにしである。

第４図は第３図の検出素子を示すもので検出素子１３は
セラミック材、ガラス材或いは樹脂材から成る抵抗体の
支持体としての薄膜或いは薄板１７の両面にサーミスタ
材料の如き抵抗体１８をコーティングし、さらにこの抵
抗体１８の表面にガラス材或いはセラミック材をコーテ
ィングして保護膜１９を形成した積層構造を有し、その
抵抗体１８の上下両端と前極電極１４ ａ 、１４ ｂ
とを通電可能に接続したもので積層構成となした検出素
子１３に多数の孔２０ ａを開けたものである。

叙上の構成において、第２図に示すように管路１０内の
流体に矢印方向の流れがあって、渦検出体１１の下流に
これ自体の境界層が後側面部分で剥離して交互にカルマ
ン渦の放出が起り、カルマン渦列に、、に２が形成され
ると、この渦の発生に伴ってスリット状の連通路１２に
交互に反転する流れが生じる。

このカルマン渦の発生に同期した連通路内の流れ変化が
抵抗体１３ａ（あるいは保護膜１９を通して抵抗体１８
）の温度を下げ、これにより抵抗体１３ａ（あるいは抵
抗体１８）の抵抗値が変化し、この抵抗値変化の周期は
連通路内の反転交番流の周期に同期しているため、前記
抵抗値変動の周期を電気的処理により例えばパルス信号
Ｓとして取出し測定することにより流体の流量を知り得
る訳である。

しかして、前記抵抗体１３ａ（あるいは抵抗体１８）に
おける流れ変化の感知に際し、抵抗体は検出素子１３の
薄膜又は薄板１３′及び１７の全面にコーティングしで
あるので振動等に対する機械的強度が高まり、且その膜
厚を薄く設定することができ、更に流体の流れ方向に対
して直交して配置しであるので検出素子の冷却効果が促
進し、被測定流体の流れ変動に即応した応答性の良い測
定が行なえる。

さらに上記検出素子１３をスリット状の連通路１２内に
抵抗体１８を保護膜１９でほぼ覆った状態で形成すれば
被測定流体の流れに直接さらされることがないためＳ／
Ｎ比の良好な信号を取出し得る特徴がある。

上述したように本考案のカルマン渦流量計によれば薄膜
または薄板の表面に抵抗体をコートしであることにより
機械的強度を著しく向上でき、優れた耐震、応答性能が
得られるので哨動車のエンジンへの吸入空気量の測定の
如く苛酷な環境下での計測に適する効果が得られる。

また、検出素子を渦検出体内における連通路に流れと直
交するように配置し、かつこの時流れを妨げないように
多孔構成とし得るので優れた感度が得られる特徴があり
、また抵抗体の支持体に熱伝導率の小さい物質を使用し
たので熱引きが防止でき、抵抗体の保護膜は熱伝導率が
大であるので流体変動による抵抗体の感温特性を活かし
た測定が可能となるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図イ９口は共に従来の検出素子の設置例の平面説明
図、第２図は本考案によるカルマン渦流量計の一実施例
を管路の縦断面に沿った状態であられした説明図、第３
図イ１口は同上の一実施例の配置を示す斜視図とその横
断面図、第４図は第３図イ９口の検出素子の実施例を示
す斜視図である。 １．１１・・・・・・渦検出体、１０・・・・・・管路
、１２・・・・・・連通路、１３・・・・・・検出素子
、１４ ａ 、１４ ｂ・・・・・・電極、１３’、１
７・・・・・・薄板、１３ａ、１８・・・・・・抵抗体
、１９・・・・・・保護膜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 管路内を流れる流体にカルマン渦を発生させ、この発生
   度数を渦検出体により検出して流量信号を得るカルマン
   渦流量計において、前記渦検出体にカルマン渦により交
   番反転流を生じ得る連通孔を形成し、該連通孔内に抵抗
   体をコーティングした薄膜または薄板状の渦検出素子を
   交番反転流の変位方向に対しほぼ直交して配置すると共
   に流体の通過可能な多孔構造としたことを特徴とするカ
   ルマン渦流量計。