JPS58191922A - カルマン渦流量計 - Google Patents
カルマン渦流量計Info
- Publication number
- JPS58191922A JPS58191922A JP57074898A JP7489882A JPS58191922A JP S58191922 A JPS58191922 A JP S58191922A JP 57074898 A JP57074898 A JP 57074898A JP 7489882 A JP7489882 A JP 7489882A JP S58191922 A JPS58191922 A JP S58191922A
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- JP
- Japan
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- vortex
- plane plate
- flat plate
- plate
- karman
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
- G01F1/3218—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、各種のプラント等において用いられるカルマ
ン渦流量計に関するものである。
ン渦流量計に関するものである。
一般に、流体中に柱状物体を配置すると下流側にカルマ
ン渦と呼ばれる小渦が左右両側から交互に反対向きに発
生する′０そしてこの小渦の発生数は流速に比例する次
め、その生成を種々の方法で検知計数することにより流
速を知ることができる。
ン渦と呼ばれる小渦が左右両側から交互に反対向きに発
生する′０そしてこの小渦の発生数は流速に比例する次
め、その生成を種々の方法で検知計数することにより流
速を知ることができる。
このＬうなカルマン渦流量計として、従来薄板中央部に
短冊状の造渦″用平板とその両側に穿次九次はぼ半円形
のオリアイスとを設けた薄板オリフィスを、上記２個の
オリフィスの円弧状内縁が常にｔｌｔ′ｒＬにさらされ
るようにして円管間に挾持し、かつ下流の管壁に相対向
する圧力取出し川口を設け、導出管を介して圧力変′動
計数用カウンタに接続したものが知られている。゛ この工つな薄板オリアイスを用い友カルマン渦流量計は
、構造が簡単で製作が容易であると共に配管時の施工が
容易であり、かつ耐久性、保守性が良好で廉価である等
の利点を有しているが、取出される出力信号が弱く、雑
音が大きい場合には出力信号がそれに埋没して検出が回
部になる不便があつ友。
短冊状の造渦″用平板とその両側に穿次九次はぼ半円形
のオリアイスとを設けた薄板オリフィスを、上記２個の
オリフィスの円弧状内縁が常にｔｌｔ′ｒＬにさらされ
るようにして円管間に挾持し、かつ下流の管壁に相対向
する圧力取出し川口を設け、導出管を介して圧力変′動
計数用カウンタに接続したものが知られている。゛ この工つな薄板オリアイスを用い友カルマン渦流量計は
、構造が簡単で製作が容易であると共に配管時の施工が
容易であり、かつ耐久性、保守性が良好で廉価である等
の利点を有しているが、取出される出力信号が弱く、雑
音が大きい場合には出力信号がそれに埋没して検出が回
部になる不便があつ友。
本発明は、このような状況に鑑みてなさｆ”１１％ので
あり、その目的は、出力信号が大きく取出せる薄板オリ
アイスを用いたカルミン渦流量計を提供することにある
。
あり、その目的は、出力信号が大きく取出せる薄板オリ
アイスを用いたカルミン渦流量計を提供することにある
。
このＬつな目的を達成する友めに、本発明は、短冊状の
造渦用平板の下流側主面を長手方向に沿ってほぼ垂直２
等分する平面内に上記造渦用平板渦 と長手方向を合せてほぼ等しい長さの短冊状増幅用平板
全造渦用平板と一定の間隔をおいて配設し、かつ造渦用
平板と渦層幅用平板および管内壁とで囲まＡ７ｔ２つの
半円柱状領域を下流側に３倍に拡張した範囲に対応する
管壁に１対の圧力取出し用口金設けたものである。以下
、実施例を用いて本第１図は、本発明の一実施例を示す
斜視図、第２図は同じく正面図、第３図は同じく側面図
である。これらの図において、１Ｆｉ流体を流す円管を
仮想的に示し友ものであり、第１図においてはその内壁
面のみを示しである。２はこの円管１にその中心線ｍを
一致させかつ矢印３で示す流れに直角に挟持さｎ７’？
オリフイス板を示す。このオリ７１ス板２には、その中
央部に短冊状の造渦用平板４が設けられると共に、その
両側に略半円形の１対の′オリフィス５が設けられてい
る。造渦用平板４は円管１の直径に溢うＬうにかつ主面
を流れ３に対向させて配置してあり、これにより下流側
にカルマン渦が発生する。なお、図では水平配置の場合
を示したが、こｊは垂直配管でも良く、ま皮オリフィス
板２Ｆ′ｉその主面内においてどの工うに回転じて配置
しても良いことは勿論である０この造渦用平板４に対し
、下流側主面を長手方向に溢って垂直２等分する平面内
に上記造渦用平板４と長・手方向を合せてほぼ等しい長
さの短冊状の渦層幅用平板６が間隔片Ｔ會介して造渦用
平板４と一定の間隔の間隙８ｔ−おいて配設してあり、
この渦層幅用平板６および間隙８の存在にＬす、曲記造
渦用干板４による造渦作用が更に強力確実に行なわれる
ことが確認されている。実験に！ｆｉば、例兄は造渦用
平板４の幅Ａ七円管１０内ＱＤの２５チとした場合、渦
層幅用平板６の厚さＢと幅ＣがＢ＜Ａ 、Ｃ＜２Ａの範
囲にあり、間ｉ！［８の間隔ＥがＥ＜Ｂの範囲にあると
きにカルマン渦が特に強く発生すると共に、この場合オ
リフィス５の内径ｄが円管の内径ＤＫ対しテ０．８５Ｄ
＜ｄ＜０．９８Ｄの範囲にあるときに上記カルマン渦が
規則的に発生する。そしてこれらのカルマン渦にＬ９付
近の流速と流体圧Ｖｉ規則的に変化し、造渦用平板４の
付近においては、流体は間６１７０間を交互に方向を変
えて＠、れる。
造渦用平板の下流側主面を長手方向に沿ってほぼ垂直２
等分する平面内に上記造渦用平板渦 と長手方向を合せてほぼ等しい長さの短冊状増幅用平板
全造渦用平板と一定の間隔をおいて配設し、かつ造渦用
平板と渦層幅用平板および管内壁とで囲まＡ７ｔ２つの
半円柱状領域を下流側に３倍に拡張した範囲に対応する
管壁に１対の圧力取出し用口金設けたものである。以下
、実施例を用いて本第１図は、本発明の一実施例を示す
斜視図、第２図は同じく正面図、第３図は同じく側面図
である。これらの図において、１Ｆｉ流体を流す円管を
仮想的に示し友ものであり、第１図においてはその内壁
面のみを示しである。２はこの円管１にその中心線ｍを
一致させかつ矢印３で示す流れに直角に挟持さｎ７’？
オリフイス板を示す。このオリ７１ス板２には、その中
央部に短冊状の造渦用平板４が設けられると共に、その
両側に略半円形の１対の′オリフィス５が設けられてい
る。造渦用平板４は円管１の直径に溢うＬうにかつ主面
を流れ３に対向させて配置してあり、これにより下流側
にカルマン渦が発生する。なお、図では水平配置の場合
を示したが、こｊは垂直配管でも良く、ま皮オリフィス
板２Ｆ′ｉその主面内においてどの工うに回転じて配置
しても良いことは勿論である０この造渦用平板４に対し
、下流側主面を長手方向に溢って垂直２等分する平面内
に上記造渦用平板４と長・手方向を合せてほぼ等しい長
さの短冊状の渦層幅用平板６が間隔片Ｔ會介して造渦用
平板４と一定の間隔の間隙８ｔ−おいて配設してあり、
この渦層幅用平板６および間隙８の存在にＬす、曲記造
渦用干板４による造渦作用が更に強力確実に行なわれる
ことが確認されている。実験に！ｆｉば、例兄は造渦用
平板４の幅Ａ七円管１０内ＱＤの２５チとした場合、渦
層幅用平板６の厚さＢと幅ＣがＢ＜Ａ 、Ｃ＜２Ａの範
囲にあり、間ｉ！［８の間隔ＥがＥ＜Ｂの範囲にあると
きにカルマン渦が特に強く発生すると共に、この場合オ
リフィス５の内径ｄが円管の内径ＤＫ対しテ０．８５Ｄ
＜ｄ＜０．９８Ｄの範囲にあるときに上記カルマン渦が
規則的に発生する。そしてこれらのカルマン渦にＬ９付
近の流速と流体圧Ｖｉ規則的に変化し、造渦用平板４の
付近においては、流体は間６１７０間を交互に方向を変
えて＠、れる。
従って、この規則的な圧力の変化を利用して単位・時間
当りのカルマン渦発生数を計測することができるが、更
に実験の結果、第４図に示すように上記２枚の短冊状平
板、即ち造渦用平板４と渦増幅用土板６お工び円管１の
内壁とで囲まｎ友ｚつの半円柱状領域１２．１３につい
て半円柱の高さを下流方向に３倍に拡張し九半円柱状領
域１４．Ｉｓに対応する円管１の管壁に１対の小孔を設
け、これを圧力取出し月日とすることにＬす、大きな圧
力変動が取出せることが明らかとなった。この場合上記
１対の小孔は、第１図ないし３に３図に示す９人と９Ｂ
’もしくは９Ａ’と９Ｂの↓うに互いに１８００隔てて
対向するように配置しても１いし、１皮は８Ａと９Ｂも
しくは９Ａ’と９Ｂ’のように渦層幅用平板６に対して
鏡偉状に対向するように配置してもよい。
当りのカルマン渦発生数を計測することができるが、更
に実験の結果、第４図に示すように上記２枚の短冊状平
板、即ち造渦用平板４と渦増幅用土板６お工び円管１の
内壁とで囲まｎ友ｚつの半円柱状領域１２．１３につい
て半円柱の高さを下流方向に３倍に拡張し九半円柱状領
域１４．Ｉｓに対応する円管１の管壁に１対の小孔を設
け、これを圧力取出し月日とすることにＬす、大きな圧
力変動が取出せることが明らかとなった。この場合上記
１対の小孔は、第１図ないし３に３図に示す９人と９Ｂ
’もしくは９Ａ’と９Ｂの↓うに互いに１８００隔てて
対向するように配置しても１いし、１皮は８Ａと９Ｂも
しくは９Ａ’と９Ｂ’のように渦層幅用平板６に対して
鏡偉状に対向するように配置してもよい。
ここで、これら１対の圧力取出し月日から取出される出
力信号は、第５図に示すようにその位相が互いに半周期
ずれる。従って、圧力取出し用の小孔９Ａ、！：９Ｂ
、９Ａと９Ｂ’ 、４しくｔｉ、９Ａ’と９Ｂ、９Ａ
’ と９８’のように渦層幅用平板６の両側に設は九
小孔ｔ−１対とし、それらの出力信号、例えばａとｂと
を減算器１Ｇに入力し、その減算出力ｆ ハルスカウン
タ１１の入力とすれば１管内の平均圧力とは無関係にカ
ルマン渦による圧力変動に基−〈パルス数が計数でき、
これと比例関係にある流量を精度良く測定することがで
きる。減算器１０としては例えば超高感度差圧針などを
用いることかで舞る。
力信号は、第５図に示すようにその位相が互いに半周期
ずれる。従って、圧力取出し用の小孔９Ａ、！：９Ｂ
、９Ａと９Ｂ’ 、４しくｔｉ、９Ａ’と９Ｂ、９Ａ
’ と９８’のように渦層幅用平板６の両側に設は九
小孔ｔ−１対とし、それらの出力信号、例えばａとｂと
を減算器１Ｇに入力し、その減算出力ｆ ハルスカウン
タ１１の入力とすれば１管内の平均圧力とは無関係にカ
ルマン渦による圧力変動に基−〈パルス数が計数でき、
これと比例関係にある流量を精度良く測定することがで
きる。減算器１０としては例えば超高感度差圧針などを
用いることかで舞る。
なお、上述し次構成において、造渦用平＆４と渦増幅用
乎板６とで囲まｆ’Ｌ７’ｊ２つの柱状領域自体Ｖこお
いても上述し次と同様の有効な圧力変動が生じているこ
とが想定される。しかし、ここから出力を得るためには
プローグ用のチューブを円管内に差込まねばならず、そ
の場合ｔｌｔｆ′Ｌが阻害さｎて渦が乱れ、測定精度が
低下する。また、構造が複雑になり、製造、保守両面か
ら経済的に不利となる０こｆｌ、に対し、本発明の管壁
に孔を設は友ものはこのような欠点がなく、精度の喪い
測定が可能であると共に経済的にも優れている。
乎板６とで囲まｆ’Ｌ７’ｊ２つの柱状領域自体Ｖこお
いても上述し次と同様の有効な圧力変動が生じているこ
とが想定される。しかし、ここから出力を得るためには
プローグ用のチューブを円管内に差込まねばならず、そ
の場合ｔｌｔｆ′Ｌが阻害さｎて渦が乱れ、測定精度が
低下する。また、構造が複雑になり、製造、保守両面か
ら経済的に不利となる０こｆｌ、に対し、本発明の管壁
に孔を設は友ものはこのような欠点がなく、精度の喪い
測定が可能であると共に経済的にも優れている。
更に、上述した実施例においては、位相の異なる出力信
号の変動を検知する減算器として超高感度差圧計を例と
して挙げたが、本発明はこねに限定されるものではなく
、例えば位相の異なる出力信号が取出せる１対の小孔を
圧力導出用のｌｌ１ｌｔｌ管で連結し、その導出管途中
に流れを妨げるような偏向＃ｉを配置し、そのかげにサ
ーミスタを置いたものでも良い。カルマン渦の発生に工
り導出管内の流体が動くとサーミスタは放熱してその電
気抵抗誌が変化するため、そｊｖｃよって生じる電圧の
変化を増幅整形回路で整形し、パルス信号としてパルス
カウンタにより計数すｎは良い。なお、この場合偏向板
がある＾めに、サーミスタ側から偏向板側へ向かう流れ
の出力信号のみが検知されることとなる。着た、例えば
金属性の可動板にエリ隔絶さｉまた２つの室を設け、前
記１対の小孔の一方を一力の室に、他方を他の室にそハ
ぞｊ圧力導出管ｆ（よ！、Ｉ連結すると共に、一方の室
内に上記可動板に近接して、可動板が接近すると電気抵
抗が増加し、岨１すると減少するような近接スイッチを
配置する。カルマン渦の発生にエリ生じｆｃ正圧力上記
可動＆を規則的に移動させ、近接スイッチを介して圧力
変動を計数することかできる。この場合も、近接スイッ
チによる検知信号の周期は一方の小孔から取出される出
力信号の周期と同一である〇史にこの減算器としては、
ストレインゲージその他最近の各種センサ技術を利用し
た種々の方式を適用することが可能である。
号の変動を検知する減算器として超高感度差圧計を例と
して挙げたが、本発明はこねに限定されるものではなく
、例えば位相の異なる出力信号が取出せる１対の小孔を
圧力導出用のｌｌ１ｌｔｌ管で連結し、その導出管途中
に流れを妨げるような偏向＃ｉを配置し、そのかげにサ
ーミスタを置いたものでも良い。カルマン渦の発生に工
り導出管内の流体が動くとサーミスタは放熱してその電
気抵抗誌が変化するため、そｊｖｃよって生じる電圧の
変化を増幅整形回路で整形し、パルス信号としてパルス
カウンタにより計数すｎは良い。なお、この場合偏向板
がある＾めに、サーミスタ側から偏向板側へ向かう流れ
の出力信号のみが検知されることとなる。着た、例えば
金属性の可動板にエリ隔絶さｉまた２つの室を設け、前
記１対の小孔の一方を一力の室に、他方を他の室にそハ
ぞｊ圧力導出管ｆ（よ！、Ｉ連結すると共に、一方の室
内に上記可動板に近接して、可動板が接近すると電気抵
抗が増加し、岨１すると減少するような近接スイッチを
配置する。カルマン渦の発生にエリ生じｆｃ正圧力上記
可動＆を規則的に移動させ、近接スイッチを介して圧力
変動を計数することかできる。この場合も、近接スイッ
チによる検知信号の周期は一方の小孔から取出される出
力信号の周期と同一である〇史にこの減算器としては、
ストレインゲージその他最近の各種センサ技術を利用し
た種々の方式を適用することが可能である。
以上説明したように、本発明によれば、造渦用平板と渦
増幅用平板および管内壁とで囲まれた２つの半円柱状領
域を下流側に３倍に拡張した範囲に対応する管壁に１対
の圧力取出し川口を設けたことにエリ、大きな出力信号
が得られ、雑音が多い場合にも安定して測定をすること
がｕＪ能になるという効果を有する０ また、検出器を本管内に配置する必要がなく、渦流を乱
すことがないため精度の良い測定が行なえると共に構造
が簡単で製作、保守も容易であるという利点も有する。
増幅用平板および管内壁とで囲まれた２つの半円柱状領
域を下流側に３倍に拡張した範囲に対応する管壁に１対
の圧力取出し川口を設けたことにエリ、大きな出力信号
が得られ、雑音が多い場合にも安定して測定をすること
がｕＪ能になるという効果を有する０ また、検出器を本管内に配置する必要がなく、渦流を乱
すことがないため精度の良い測定が行なえると共に構造
が簡単で製作、保守も容易であるという利点も有する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同じ
く正面図、１８３図は同じく側面図、第４図は小孔を設
ける位置を説明するための図、第５図は１対の小孔から
取出される出力の変化例を示す図である。 １・・・・円管、２・・・・オリフィス板、３・・・・
流ｎ、４・・ｅ・造渦用平板、５・・・・オリフィス、
６・・・・渦増幅用平板、８・・・・間隙、９Ａ、９Ｂ
、９Ａ’ 、９Ｂ’ Φ・・−小孔（圧力取出し川口
）、１０・・・・減算器、１１・・・・パルスカウンタ
、１２，１３・・・・半円柱状＠蛾、１４．１５・・・
・拡張し次半円柱状領域。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 代理八山川政樹（はが１名） 第２図 第３図 第４図 第５図 □峙川
く正面図、１８３図は同じく側面図、第４図は小孔を設
ける位置を説明するための図、第５図は１対の小孔から
取出される出力の変化例を示す図である。 １・・・・円管、２・・・・オリフィス板、３・・・・
流ｎ、４・・ｅ・造渦用平板、５・・・・オリフィス、
６・・・・渦増幅用平板、８・・・・間隙、９Ａ、９Ｂ
、９Ａ’ 、９Ｂ’ Φ・・−小孔（圧力取出し川口
）、１０・・・・減算器、１１・・・・パルスカウンタ
、１２，１３・・・・半円柱状＠蛾、１４．１５・・・
・拡張し次半円柱状領域。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 代理八山川政樹（はが１名） 第２図 第３図 第４図 第５図 □峙川
Claims (1)
- 薄板中央部に短冊状の造渦用平板とその両側に穿設され
次はぼ半円形のオリアイスとを備えこの両オリフィスの
円弧状内縁の径が後続される円管の内径より小さい薄板
オリフィス會上記内縁が常に流れにさらされるようにし
て上記円管間に挾持してなるカルマン渦流量針において
、上記造渦用平板の下流側主面を長手方向に沿ってほぼ
垂直２等分する平面内に、上記遺漏用平板と長手方向を
合せてほぼ等しい長さの短冊状の渦層幅用平板を上記造
渦用平板と一定の間隔管おいて配置し、かつこれら−の
造渦用平板、渦層幅用平板お工び円管内壁で囲まｆ１７
ｔ２つの半円柱状領域について半円柱の高さを下流方向
に３倍に拡張し九半円柱状領域内に対応する管壁に、互
いに１８０’隔ててもしくは渦層幅用平板に対して鏡儂
状に対向する１対の圧力取出し川口を設け、これら１対
の圧力取出し川口から得られる位相が互いに半周期異な
る圧力変動からなる両出力信号を減算器で減算してパル
ス信号を得、そのパルス数を計数することを特徴とする
カルマン渦流量計０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57074898A JPS58191922A (ja) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | カルマン渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57074898A JPS58191922A (ja) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | カルマン渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58191922A true JPS58191922A (ja) | 1983-11-09 |
Family
ID=13560663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57074898A Pending JPS58191922A (ja) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | カルマン渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58191922A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7051765B1 (en) | 2003-12-19 | 2006-05-30 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Balanced orifice plate |
| US7284450B2 (en) | 2002-04-09 | 2007-10-23 | Dieterich Standard, Inc. | Averaging orifice primary flow element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036776A (ja) * | 1973-08-02 | 1975-04-07 | ||
| JPS5243581A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-05 | Nobuhisa Nakauchi | Machine for deforming and forming vacuum bottle |
-
1982
- 1982-05-04 JP JP57074898A patent/JPS58191922A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036776A (ja) * | 1973-08-02 | 1975-04-07 | ||
| JPS5243581A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-05 | Nobuhisa Nakauchi | Machine for deforming and forming vacuum bottle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7284450B2 (en) | 2002-04-09 | 2007-10-23 | Dieterich Standard, Inc. | Averaging orifice primary flow element |
| US7406880B2 (en) | 2002-04-09 | 2008-08-05 | Dieterich Standard, Inc. | Averaging orifice primary flow element |
| US7051765B1 (en) | 2003-12-19 | 2006-05-30 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Balanced orifice plate |
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