JPS58219418A - 渦流量計 - Google Patents

渦流量計

Info

Publication number
JPS58219418A
JPS58219418A JP57103243A JP10324382A JPS58219418A JP S58219418 A JPS58219418 A JP S58219418A JP 57103243 A JP57103243 A JP 57103243A JP 10324382 A JP10324382 A JP 10324382A JP S58219418 A JPS58219418 A JP S58219418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vortex
flow rate
width
signal
vortex generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57103243A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Uematsu
英夫 植松
Takashi Tanahashi
隆 棚橋
Yoshiyuki Yokoajiro
義幸 横網代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57103243A priority Critical patent/JPS58219418A/ja
Publication of JPS58219418A publication Critical patent/JPS58219418A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/20Measuring 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
    • G01F1/32Measuring 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
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動する流体中に置かれた渦発生体の後方に
、左右交互に周期的に発生するカルマン渦を利用して、
流体の流量を計測する渦流量計に関するものである。
カルマン渦流量計の動作原理は、象知の如く、広いレイ
ノルズ数の範囲において、渦の発生周波数fが、流速U
に直線的に比例することを応用しだものである。すなわ
ち、 f=st−・川・・・・・・・・・・・・・・  (1
)但し、 St; ストロバール数(比例定数)d;渦
発生体の巾 が成立する。
一方管路を流れる流量をQとすると、流量Qは流速Uに
比例するので、(1)式でストロバール数St3、−6
−二! と、4(“11発生体のl]dが一定であれば、流量Q
は渦の発生周波数fに比例することになる。
すなわち、 Q=kf      ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・  (2)が成立する。但し、kはストロバール
数、管路断面積、渦発生体設置部の面積絞り率、渦発生
体1]等から決定される比例定数。すなわち、渦流量計
は(2)式から明らかのように、渦発生体後流に周期的
に発生するカルマン渦の発生周波数fを検知計数するこ
とにより体積流量を計るものである。
従来、この種の流量計は、(1)レンジアビリティ・が
広い。(2)圧損が他の流量計と比較して小さい。
(3)精度がフルスケールに対してではなく指示値(又
は読み)のパーセントで表現できるのでオリフラス流量
計と比べると特に低流量域において高精度である。(4
)その他、出力がデジタル出力であり。
コンピュータ入力に適した信号が得られる。さらに機械
的可動部がなく構造が単純である。等の数多くの特徴を
有している為に主として大流量(例えば常圧大気圧の場
合は50 rrll/h〜500m1/h位)の工業用
計1111器として用いられてきた。
最近との種の流量計の民生機器分野への応用化が進めら
れているが、この場合の要求性能は厳しく工業用計測器
の場合と比較して、更にレンジアビリティが広く、かつ
より低圧損であることが求められている。
ところで、この種の流量計の測定可能な最低流量はレイ
ノルズ数と渦発生周波数fを検知するセンサ感度から決
定される。そして一般的にはセンサ感度の点からレイノ
ルズ数Reの下限値が決捷り、渦発生体近傍の流速をU
、渦発生体の巾をd、流体の動粘性係数をνとしたとき
のレイノルズ数IId Re−□     ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ (3)ν の下限値は2000前後の値である。
また、渦発生体の巾dの管路径りに対する比率は渦の規
則性、及び安定性等の点からほぼ一定の範囲にあり、一
般的には、 O,15(了〈0.4  ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ (4)の関係にある。そして、それは工業
用計測器の場合と比較して測定可能な流量下限値がより
小さな6ページ 値として装求されている民生用機器分野においても原理
的に同一である。
一方、圧力損失なΔp、(以下、本発明ではΔPを1−
1力差と呼、ぐ場合もある)流体の比重量をγとすると
Δp’cx:γ112     ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ (5)の関係にある。
しだがって、以上(3) 、 (4) 、 (5)式か
ら明らかのように一定寸法の管路径りに対して、渦発生
体の巾dが大きいほど流速Uが犬になるので低流量感度
が増加し、つまり測定可能な流量下限値が小さくなるが
、一方流量が増加するに従がい圧損が増え、したがって
、レンジアビリティが制限されるという問題があった。
また逆に、渦発生体の巾dを小さくすると、センサ感度
が低下し大流量域の方へ測定可能範囲が相対的にづれる
ので、測定可能な流量下限値が大きくなるという問題が
あった。
本発明は上記従来の欠点を解消するもので測定可能な流
量下限値を小さくすると共に、圧損をあ   − ど らかしめ定められた基準値以下に制御し、かつレンジア
ビリティの拡大をはかることを目的とするものである。
この目的を達成するために、本発明は渦流量計において
、渦発生体の巾を可変できるd]可変機構部と、前記渦
発生体の上流と下流の圧力差を検知する圧力検出器を備
え、この圧力検出器の圧力差がほぼ一定になるように前
記巾可変機構部を制御する電気制御回路を有し、渦検出
手段の渦発生周波数信号と、少なくとも一つの流量演算
式を記憶する記憶部と、前記記憶部の流量演算式と前記
渦検出手段の信号によって流量を演算する演算部とから
構成されるものである。
この構成によって、あらかじめ定められた設定流量値以
上、流量最大定格値までは、流量の変動があっても、圧
力差を一定にすべく中可変機構部が自動制御される。し
だがって、圧損が基準値以下に制御されレンジアビリテ
ィの拡大を可能にするととができる。
そして、この時の流量値はマイクロコンビュー7ベー:
j りに記1;i’jさノ1、た流1危演算式と、渦発生周
波数信号とνCより9出される。
以ド1本発明の一実施例を第1図から第4図を用い−C
説明する。
第1図及び第2図において、1は被測定流体を流す管路
、2 k:):三角柱状の渦発生体で、固定部2aと、
可変111部2bから構成されている。3は超音波式の
渦検出手段、4し1渦発生体2の可変中部2bを無段階
にr+’(変制御するだめの、モータ歯車、カッ、等か
ら成るIll iffff構機構部は渦発生体2の上流
と下流の圧力差を検知する圧力検出器で、5aの圧力導
入管を通じて、管路1と圧力導入孔5bで連通している
そして、圧力検出器6の信号は、電気制御回路6で、基
準設定器7の信号と比較処理されて4のd〕可変機構部
を駆動させる入力信号になる。
一方、渦検出手段3からの渦発生周波数信号は111 信号処理回路8、比較判断部9、記憶部1oを経て、演
算部11で流量値を算出すべく処理される。
また12は渦発生体2の後流に発生するカルマン渦であ
る。
第3図は、渦流量計の流量と圧力差(または圧損)の関
係を示した特性図で、aj 、a2 、a4の各点を通
る曲線が渦発生体2の1Jを固定(この場合にはdMM
I)シた場合の従来例に相当し、ai 、a2 、a3
の各点を通る太線が本発明の場合である。
第4図は、同様に渦発生周波数fと、流量Qの関係を示
した特性図であり、81,82.B4の各点を通る直線
が従来例に相当し、fN 、82.83を通る線が本発
明の場合である。
上記構成において、第3図における流量Qが、qMIN
とqOの間で流れている場合には、従来の渦発生体の中
固定(duix)に於ける特性曲線(a+〜az)に沿
って圧力差ΔPが、ΔP MINからΔPMムXの間で
変化する。
そして、基準圧力をΔPMムXになるように基準設定器
7にセットすると流量Qが、qOからq MAWの範囲
においては、1]可変機構部4、圧力検出器6、電気制
御回路6、基準設定器7等で閉ループの自動制御系を構
成しているので、流量Qが増減して91(−ジ も、渦発生体の巾がd sixからd MINの間で変
化して、その圧力差をΔPMムX一定に保つように制御
される。
一方、流量Qの変化に対応して発生するカルマン渦の発
生周波数fを、3の渦検出手段で検知し、信号処理回路
8で処理されだ後9の比較判断部で、その時の渦発生周
波数fが、基準圧力ΔPMムX、渦発生体の巾d MA
N の場合に対応する基準周波数fOとその大小が比較
され、渦発生周波数fが、f MIN<f (fo〕と
きには記憶部1oノQ+(f)という流量演算式を、f
O〈f<fMム!のときには、Q2(f)なる流量演算
式が採択される。そして、Qi(f)またはQ2(f)
のいづれか一方の流量演算式と信号処理回路8からの渦
発生周波数信号により、演算部11で流量値を演算する
ものである。
なお、第1図における渦発生体2の形状及び管路1内の
関係位置から明らかのように、渦発生体2が三角柱状で
、その−頂角を流れと対向させ、残り二つの頂角で定ま
る可変11部2bの巾がd MhIからd MIN ま
で変化しても、広いレイノルズ数の101゜−1 範囲内において(1)式のストロバール数Stはホホ一
定の値になる。
このように、管路1内中央に可変中部2bを有する三角
柱状の渦発生体2を配設し、この前後の圧力差を6の圧
力検出器で検出し、この圧力差が一定になるように4の
巾可変機構部が作動し、渦発生体の可変中部2bをd 
whxからd MI)Iの間で可変制御することで、最
大の圧損を基準値以下に自動制御しつつ、流量計測を可
能にするものである。
換言すれば、第3図から明らかのように圧力損失がΔP
MAI以下の値で計量しようとした場合、その流量範囲
は、従来のような渦発生体の巾を固定(dukx)l、
だ場合には、q MINからqoの範囲であったものが
、本発明では、渦発生体の巾はd MANからd MI
N まで可変制御されるので、q MIXからqMMI
N範囲と大巾に拡大されることにもなる。
そして、このように渦発生体のl]が変化してもその流
量演算式Q+(f)及びQ2(f)が、あらかじめ記憶
部1oに記憶させであるので、渦検出手段3で検出され
た渦発生周波数fに対応した流量値が、11/、−シ 演勢部11で1jjHできるものである。
次に本発明の他の実施例における流量Qと圧損ΔPの関
係を第6図に、周波数fと流量Qの関係を第6図に示し
た。との実施例は、第一の実施例第3図及び第4図にお
いて、alが82に重なり、また、slが82に重なっ
た特殊な場合である。
この場合には全流量範囲(qMINからqMA][)に
わたって圧損を一定にできるという特徴と、流量演算式
が一つの関数92 (f)で表わせるので、比較判断部
9が不要で、記憶部10がそれだけ簡単になるという特
徴がある。
以上の説明から明らかのように1本発明の渦流置割によ
れば、渦発生体の1]を可変制御するl]可変機構部を
有し、前記渦発生体の上流と下流の圧力差が一定になる
ように渦発生体の巾を可変制御し、かつ、渦発生体の「
1]が変化しても、流量が演算できるように、渦発生体
の巾、渦発生周波数、及び流量の関係から導びかれた流
量演算式をあらかじめ記憶部に記憶させておくことによ
り、従来よりも低い圧損で、しかも任意に変更できる基
準値以下あるいは一定の圧損で、流量を演算できるとい
う効果を有するものである。
いいかえれば、圧損の点から最大流量が制限されている
場合には、従来より一層レンジアビリティを拡大して流
量を演算できるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の渦流量計の一実施例を示す上部から
みだ概略断面図、第2図は上記渦流量計の側面からみだ
概略断面図、及び制御信号系統説明図、第3図は本発明
一実施例の渦流量計の流量と圧力差(まだは圧力損失)
の関係を示した特性図、第4図は本発明一実施例の渦流
量言1の渦発生周波数と流量の関係を示す特性図、第6
図は本発明他の実施例の渦流量計の流量と圧力差(また
は圧力損失)の関係を示しだ特性図、第6図は本発明他
の実施例の渦流量計の渦発生周波数と流量の関係を示す
特性図である、 1・・・・・・管路、2・・・・・・渦発生体、3・・
・・・・渦検出手段、4・・・・・・巾可変機構部、5
・・・・・・圧力検出器、613、。 ・・・・・・電気制御回路−9・・・・・・比較判断部
、10・・・・・・記憶部、11・・・・・・演算部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 乙 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被測定流体を流す管路と、この管路内に設けた渦
    発生体と、これによって発生するカルマン渦を検出する
    渦検出手段を設けると共に、前記渦発生体の巾を可変制
    御する巾可変機構部と、前記渦発生体の上流と下流の圧
    力差を検知する圧力検出器と、この圧力検出器の圧力差
    の信号と基準値にもとづいて、前記l]可変機構部を制
    御する電気制御回路を有し、少なくとも一つの流量演算
    式を記憶する記憶部と、前記記憶部の流量演算式と、前
    記渦検出手段の信号によって、流量を演算する演算部と
    からなる渦流量計。
  2. (2)複数の流量演算式を記憶して記憶部からその一つ
    を採択して流量を演算するために、あらかじめ定められ
    た基準値と、渦検出手段の信号とを比較する比較判断部
    を備えた特許請求の範囲第1項記載の渦流量計。 2べ一−一、
  3. (3)渦発生体の形状を三角柱状とし、その−頂角を被
    測定流体の流れと対向させ、残り二つの頂角で定まる前
    記渦発生体の巾を可変制御するように配設した特許請求
    の範囲第1項記載の渦流量計。
JP57103243A 1982-06-15 1982-06-15 渦流量計 Pending JPS58219418A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57103243A JPS58219418A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 渦流量計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57103243A JPS58219418A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 渦流量計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58219418A true JPS58219418A (ja) 1983-12-20

Family

ID=14348993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57103243A Pending JPS58219418A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 渦流量計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58219418A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253424A (ja) * 1985-05-01 1986-11-11 Hajime Onoda 渦流量計
CN110631646A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 微动公司 支持流动不稳定性检测的漩涡流量计

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253424A (ja) * 1985-05-01 1986-11-11 Hajime Onoda 渦流量計
CN110631646A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 微动公司 支持流动不稳定性检测的漩涡流量计

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02140491A (ja) サージ状態の決定方法
JPH02161313A (ja) 複合流量計
JPS58219418A (ja) 渦流量計
JP3321746B2 (ja) 流量計
JP2867125B2 (ja) 流量計
JPH085419A (ja) 流量計
Johnson et al. Development of a turbine meter for two-phase flow measurement in vertical pipes
JPS58219421A (ja) 渦流量計
JPS58219419A (ja) 渦流量計
JP3398251B2 (ja) 流量計
JP2000249579A (ja) 流量測定方法及びそれを利用した差圧式流量計
JP3766777B2 (ja) 流量計
JPS6033372Y2 (ja) 質量流量計
JPS58219420A (ja) 渦流量計
JP3192912B2 (ja) 流量計
JPH11258098A (ja) ガス漏洩検知装置
JP3252187B2 (ja) 流量計
JPS58219422A (ja) 渦流量計
JPH10320057A (ja) 流量制御弁装置
JP3237366B2 (ja) 振動型流量計
JPS58201025A (ja) 渦流量計
JPS6138420A (ja) 渦流量計プリアンプ
JP2735678B2 (ja) 流速センサ型流量計
JP2002214002A (ja) 流量計
JP2002340632A (ja) 流量計