JPS592497Y2 - 流速流量測定用検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、カルマン渦発生周波数からの流体の流速流量
を測定する装置、特にこのような装置に適用される検出
器に関する。

被測定流体の走行通路内に流体の流れに抗する物体を設
けると、ある条件の下ではカルマン渦列が発生する。

このカルマン渦の発生周波数は、ある一定のレイノルズ
数の範囲で流体の流速に比例し、従って単位時間に発生
するこの鍋敷を検出することにより流体の流速、更には
流量が測定できる。

ところで渦の生起は、この渦により生じる流体内圧力変
化或いは流体内流速変化等を介して検出し得るが、この
際、個々の渦によるこれら流体の状態変化を確実に識別
して検出する必要がある。

このような検出器としては、サーミスタ等の感温素子が
用いられ、この感温素子の流体内流速変化に基づく温度
変化によりカルマン渦の生起が検出される。

しかるに感温素子による流速変化検出によれば、その感
温素子自体を流体流路内に配置するため、例えば流体中
に塵埃等が存在する際には、この塵埃が感温素子に付着
し、その検出性能を劣化させ、また異物が流体と共に搬
送される際には、異物の感温素子への衝突により破損さ
れ、その検出機能を停止させることがある。

加えて、このような感温素子は、一般に流体温度より高
い温度まで加熱されて用いられるため、感温素子を用い
る温度条件よりも高温の流体に対しては使用することが
できず、従って限られた流体にしか適用できない。

本考案は前記諸点に鑑み案出されたものであり、その目
的とするところは、塵埃等の付着が少なく、かつ異物等
の衝突においても容易に破損しない流速流量測定用検出
器を提供することにある。

本考案の他の目的とするところは、種々の温度条件の流
体に適用できる流速流量測定用検出器を提供することに
ある。

前記目的を達成せんがため、本考案による流速流量測定
用検出器は、流体流路を規定する管内に渦発生体と一体
に又は別個に密閉室を設け、前記渦発生体により生起さ
れた渦による流体の圧力変化を検出するためこの密閉室
の流体の流れ方向に沿う一側面をダイヤフラムで形成し
、このダイヤフラムで形成された一側面以外の残りの密
閉室の全側面を不動壁で形成し、伸縮方向に直交する方
向の内部中空部の断面積が、ダイヤフラムの振動領域で
のダイヤフラムの振動方向に直交する方向の密閉室の断
面積よりも小なる伸縮自在のベローを管外に配置してベ
ローの内部中空部と密閉室とを連通路を介して連通し、
密閉室、ベローの内部中空部及び連通路には前記ダイヤ
フラムの振動をベローの伸縮動として伝達する非圧縮性
流体を封入し、ベローの一端近傍にはベローの一端の変
位を電気的に検出する手段を設けてなることを特徴とす
る。

次に本考案の好ましい一具体例を図面に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図において、１は、被測定流体２の流路
を形成する円筒管であり、この管１を横断して流速流量
測定用検出器３が設けられている。

４はダイヤフラム５で形成される一側面と共に密閉室６
を形成する検出器３の筐体である。

ダイヤフラム５で形成された一側面以外の残りの密閉室
６の全側面を不動壁として形成する筐体４の一側面は、
管１に設けられる支持部材１２に固着されており、一方
この一側面に対向する筐体４の側面は、管１に支持され
かつ管１から外部に突出して設けられている。

このようにして検知器３の筐体４は管１内のほは沖央に
配設される。

７は、可動部を構成する伸縮自在なベローであり、筐体
４の一側面に設けられる連通路としての連通孔１３の先
端に設けられている。

ベロー７の伸縮方向に直交する方向の内部中空部１６の
断面積は、ダイヤフラム５の振動領域でのダイヤフラム
５の振動方向に直交する方向の密閉室６の断面積よりも
小である。

この連通孔１３は、密閉室６と管１外に配置されたベロ
ー７の内部とを連通させる。

密閉室６内、連通孔１３内及びベロー７内にはダイヤフ
ラム５の振動をベロー７に伸縮動として伝達する非圧縮
性流体が封入されている。

尚ごの連通孔１３及びベロー７の口径は、ダイヤフラム
５の振動を非圧縮性流体を介してベロー７に感度良く伝
えるために筐体４の断面積、すなわちダイヤフラム５の
口径に比し小となるように設定することが好ましい。

８は、ベロー７の先端に固着された磁性部材である。

９は、コイル１０が巻回されかつ磁性部材からなるコア
であり、このコア９の一端は、磁性部材８に近接して設
けられている。

１１は、永久磁石等からなる磁束発生部材であり、この
磁束発生部材１１がら発生する磁束は、コア９及び磁性
部材８等を介でコイル１０と鎖交している。

このように構成される検出器３は次のように動作する。

今、ポンプ等により矢印Ａ方向に搬送される流体２は、
この流れ方向Ａに直角な筐体４の前側面により上下に分
流される。

この際、前側面の端縁より下流にかけて流体２の流速に
比例する頻度でもって周期的なカルマン渦１４が発生す
る。

この渦１４の発生により流体２には圧力変化が生起され
、この圧力変化は、流体２の流れ方向Ａに沿う一側面の
のダイヤフラム５を上下に振動させる。

ダイヤフラム５の上下振動は、密閉室６内等に封入され
る非圧縮性流体を介してベロー７に伝達される。

これによりベロー７は左右に変位振動、すなわち伸縮す
る。

ところでベロー７の先端には、磁性部材８が固着されて
いるため、この磁性部材８もまた左右に変位振動する。

この磁性部材８の振動により、磁束発生部材１１からコ
イル１０への鎖交数が変化する。

この結果、コイル１０のリード線１５がらは、鎖交数変
化に基づく電気信号が得られる。

この電気信号のレベルは、カルマン渦１４の生起に関連
して変化し、この変化数を瞬間指示計やＡ−Ｄ変換して
積算指示計に入力し、流体２の流速流量を求めることが
できる。

上記説明では、コイル１０は、起電圧を発生させる方式
のものとして述べたが、ＬＣ共振回路を含む高周波発振
回路のコイルＬとして用い、磁性部材８の振動によるコ
イルＬのリアクタンスの変化を周波数変調させるもので
あってもよい。

尚前記具体例では、渦発生体が密閉室を形成する筐体に
より一体的に設けられているが、この渦発生体を別個に
設け、この別個に設けられる渦発生体によりカルマン渦
を発生させてもよい。

前記の如く、本考案によれば、密閉室の流体の流れ方向
に沿う一側面がダイヤフラムとして形成されているため
、流体内に存在する塵埃等がこのダイヤフラムに付着す
ることが少なくなり、また異物等の衝突の危険も少なく
なり、特性劣化、機能停止等が生じなくなる。

更に電気的検出手段を外部に設は得るため、流体に対し
てほぼ完全に分離し得、種々の流体に対して効果的に適
用できる。

その上、本考案の流速流量測定用検出器では、ダイヤフ
ラムが配置されている以外の密閉室の全側面が不動壁で
形成されていると共にこの密閉室が連通路を介してベロ
ーの内部に連通されており、伸縮自在のベローの伸縮方
向に直交する方向の内部中空部の断面積が、ダイヤフラ
ムの振動領域でのダイヤフラムの振動方向に直交する方
向の密閉室の断面積より小であるため、渦によるダイヤ
フラムの変位での密閉室容積の変化を直接にベロー内部
の容積変化に変換し得る結果、ダイヤフラムの微小変位
でも密閉室容積の変化分でもってベローを大きく伸縮さ
せ得、ベローの一端の変位を大きくし得る。

そうして本考案の流速流量測定用検出器では、ベローの
一端近傍に設けられている検出手段が、前記のようにダ
イヤフラムの微小変位でも大きく変位され得るベローの
一端を電気的に検出するため、検出電気信号のレベルを
大きくし得、微小ダイヤフラム変位でも十分なる検出電
気信号を得ることができる。

加えて、本考案では、内部が密閉室に連通されたベロー
が管外に配置されている上に、この管外に配置されたベ
ローの一端の変位を電気的に検出するため、検出手段へ
の塵埃等の付着又は検出手段の破損においても容易に保
守、修理を行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による好ましい一具体例の断面説明図
、第２図は第１図のＩＩ −ＩＩ線断面図である。 ５・・・・・・ダイヤフラム、６・・・・・・密閉室、
７・・・・・・ベロー、８・・・・・・磁性部材、１０
・・・・・・コイル、１１・・・・・・磁束発生部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体流路を規定する管内に渦発生体と一体に又は別個に
   密閉室を設け、前記渦発生体により生起された渦による
   流体の圧力変化を検出するためこの密閉室の流体の流れ
   方向に沿う一側面をダイヤフラムで形成し、このダイヤ
   フラムで形成された一側面以外の残りの密閉室の全側面
   を不動壁で形成し、伸縮方向に直交する方向の内部中空
   部の断面積が、ダイヤフラムの振動領域でのダイヤフラ
   ムの振動方向に直交する方向での密閉室の断面積よりも
   小なる伸縮自在のベローを管外に配置してベローの内部
   中空部と密閉室とを連通路を介して連通し、密閉室、ベ
   ローの内部中空部及び連通路には前記ダイヤフラムの振
   動をベローの伸縮動として伝達゛ｊる非圧縮性流体を封
   入し、ベローの一端近傍にはベローの一端の変位を電気
   的に検出する手段を設けてなる流速流量測定用検出器。