JPS5932817A - 流量発信器 - Google Patents
流量発信器Info
- Publication number
- JPS5932817A JPS5932817A JP57142183A JP14218382A JPS5932817A JP S5932817 A JPS5932817 A JP S5932817A JP 57142183 A JP57142183 A JP 57142183A JP 14218382 A JP14218382 A JP 14218382A JP S5932817 A JPS5932817 A JP S5932817A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- fluid
- brass
- fixed
- flow rate
- 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
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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
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- 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】
本発明はイオン電導性のある流体の流量を計測するイオ
ン電導性流体用カルマン渦流険発信器に関するものであ
る０ 流量の中に置かれた非流線形物体の下流には流速に比例
した周波数で渦が発生ずることはよく知られている。
ン電導性流体用カルマン渦流険発信器に関するものであ
る０ 流量の中に置かれた非流線形物体の下流には流速に比例
した周波数で渦が発生ずることはよく知られている。
しかしながら、このような原理に基く流量計（カルマン
（ＫａＩｍａｎ ）渦流に計と呼称さｆ′Ｌる）に当な
渦センザが無いため実現していなかった。
（ＫａＩｍａｎ ）渦流に計と呼称さｆ′Ｌる）に当な
渦センザが無いため実現していなかった。
すなわち、従来のカルマン渦流ｉｔ計においては、その
渦センザとして撮動センサや熱伝導センサなとを用いて
いるため、小Ｉ−１径のものに組み込むのが極めて内郭
であり、また、差圧センサを利用するものは液封シール
などのコスト面で不ｏＪであったＱ 本発明は以上の点に２くみ、このような問題全力１法す
ると共に、かかる欠点全除去すべくなさ扛たもので、−
’ｔ−の目的は極めて筒中−な構造によって安価な大小
Ｌ１径のディジタル出力流用泪″ｆ！−実現することが
できる流用１発信器を提供することにある。
渦センザとして撮動センサや熱伝導センサなとを用いて
いるため、小Ｉ−１径のものに組み込むのが極めて内郭
であり、また、差圧センサを利用するものは液封シール
などのコスト面で不ｏＪであったＱ 本発明は以上の点に２くみ、このような問題全力１法す
ると共に、かかる欠点全除去すべくなさ扛たもので、−
’ｔ−の目的は極めて筒中−な構造によって安価な大小
Ｌ１径のディジタル出力流用泪″ｆ！−実現することが
できる流用１発信器を提供することにある。
以下、図示する実施例によってその構成等を詳細に説明
する。
する。
すず、実施例全説明する前に、本発明の理ｈ〒を容易に
するため、本発明Ｃ原理について説明する。
するため、本発明Ｃ原理について説明する。
イオンｌｌｆ、導性のある流体、例えば水などの中に対
向した１＃１の電極を鏝してその電極間に直流電圧音訓
えると電流が流ｎる。この錘のデバイスをセルと呼称す
る。このセルの１１倉１巨反応は周知のよう（τ、次の
一般式で表わすことができる。
向した１＃１の電極を鏝してその電極間に直流電圧音訓
えると電流が流ｎる。この錘のデバイスをセルと呼称す
る。このセルの１１倉１巨反応は周知のよう（τ、次の
一般式で表わすことができる。
ｆ （Ｌ、ｖ 、ｃ、Ｍ、’ｒ、ｐ、ｉ 、Ｅ、Ｚ、ｔ
）＝０・・・・・（１） ただし、 Ｌ・・・セルの幾何学的寸法 ■・・・流体の流量の状態 Ｃ・・・流体中の電解質の−Ｌ１ Ｍ・・・電極の利賀 Ｔ・・・温度 Ｐ・・・圧力 Ｉ・・・重信 Ｅ・・・電圧 Ｚ・・・回路のインピーダンス ｔ・・・時間 である。
）＝０・・・・・（１） ただし、 Ｌ・・・セルの幾何学的寸法 ■・・・流体の流量の状態 Ｃ・・・流体中の電解質の−Ｌ１ Ｍ・・・電極の利賀 Ｔ・・・温度 Ｐ・・・圧力 Ｉ・・・重信 Ｅ・・・電圧 Ｚ・・・回路のインピーダンス ｔ・・・時間 である。
本発明は上記（１）式においで、流体の物理的な流才１
を表わす要素Ｖに着目し、爾：極表面近傍の流体がカル
マン渦によってＭノ揺したときの電流Ｉの変化音、検出
しようとするものである。
を表わす要素Ｖに着目し、爾：極表面近傍の流体がカル
マン渦によってＭノ揺したときの電流Ｉの変化音、検出
しようとするものである。
流体が静止した状態で定、）Ｋ的なイオン蹴流が流′１
１ているとき、７０．１・ｆ（表面からの距ｈｈ、 ｔ
（横重山）に対してイオン濃度ａ（姶イ軸）が変化・
する態様４第１図に示す○この２「４図においで、ａｇ
は電極がら十分離扛た場所での一１オン（農Ｉｒシ
、ａｌぐ」、′＋ｉｉ極表１ｎ口でおけるイオン？７１
３１丸である。
１ているとき、７０．１・ｆ（表面からの距ｈｈ、 ｔ
（横重山）に対してイオン濃度ａ（姶イ軸）が変化・
する態様４第１図に示す○この２「４図においで、ａｇ
は電極がら十分離扛た場所での一１オン（農Ｉｒシ
、ａｌぐ」、′＋ｉｉ極表１ｎ口でおけるイオン？７１
３１丸である。
−ｔして、’屯１ｖｆｘ’Ｘ Ｎ ” ｉ、ｔφ−（ｌ
ｃ＋ ａｌ）／δ ・・・・・（２）とい９イメン
６′、υＪ’Ｃ勾配をもつ。ここで、このδをイオン拡
り女へ苛のｊ′ノさとｌ了本罫する○この状態のときの
１オン指゛１流ｌによ１＝にφ・・・・・・・・・・・
・・（３）で与えら扛る。ただし、ｋＣ：流体の１ユ気
化学的特性によって決する定数である。″！、ｆｃ１拡
散層は電極表面でイオンの荷電が中和し、それを周囲か
ら拡散によって補充さ社ている領域である０このイオン
拡散層の厚さδの値は静止流体では０．５ ｍ ｍ程度
であるが、激しく攪拌したとき０．０１ｍ＋ｎ程度にな
ることが報告さｎている。
ｃ＋ ａｌ）／δ ・・・・・（２）とい９イメン
６′、υＪ’Ｃ勾配をもつ。ここで、このδをイオン拡
り女へ苛のｊ′ノさとｌ了本罫する○この状態のときの
１オン指゛１流ｌによ１＝にφ・・・・・・・・・・・
・・（３）で与えら扛る。ただし、ｋＣ：流体の１ユ気
化学的特性によって決する定数である。″！、ｆｃ１拡
散層は電極表面でイオンの荷電が中和し、それを周囲か
ら拡散によって補充さ社ている領域である０このイオン
拡散層の厚さδの値は静止流体では０．５ ｍ ｍ程度
であるが、激しく攪拌したとき０．０１ｍ＋ｎ程度にな
ることが報告さｎている。
ぞして、渦の検出は渦の速度の絶対値を知るということ
ではなく、渦が来たか否かの情報が（Ｊｊら′Ｉ口１は
よいので、上記（１） ９ （２） 、 （３）式の諸
元を正イ＋７４に知っている必要はない。すなわち、カ
ルマン渦を発生させる非流線形物体の後背面ｔよいわゆ
る１−よどみ点」となり、流れの平均速度なよゼロ（零
）である。そして、渦が物体の両エッヂで父互に発生す
る度に管の流れと直角な方向に往復流が生ずるからこの
泣僅、に線状の電極音直けば、渦発生毎に拡散層が乱さ
扛て電流が変化する。
ではなく、渦が来たか否かの情報が（Ｊｊら′Ｉ口１は
よいので、上記（１） ９ （２） 、 （３）式の諸
元を正イ＋７４に知っている必要はない。すなわち、カ
ルマン渦を発生させる非流線形物体の後背面ｔよいわゆ
る１−よどみ点」となり、流れの平均速度なよゼロ（零
）である。そして、渦が物体の両エッヂで父互に発生す
る度に管の流れと直角な方向に往復流が生ずるからこの
泣僅、に線状の電極音直けば、渦発生毎に拡散層が乱さ
扛て電流が変化する。
この電流変１ヒの検出については既存技術で十分である
。一方、電極は白金のような不溶性金属でメッキしてお
くことが望ましい。
。一方、電極は白金のような不溶性金属でメッキしてお
くことが望ましい。
さて、本発明は次のようにして芙施される。
第１図は本発明に用いられるセルの構造例を示す構成図
で、（ａ） ｔよ平ｌＴｉ、を図を示したものであり、
（１））ぐよＩＩＪｉ面図を示したものである。
で、（ａ） ｔよ平ｌＴｉ、を図を示したものであり、
（１））ぐよＩＩＪｉ面図を示したものである。
図においで、１はリードｉｌｌで、このリード線１（・
まそ）１．ぞ扛アース市極化形成−ノ゛るｊｌ、Ｉｊ銅
板２と固定室、１・；スを形成するステンレス板３にｊ
帽＋−、ｉ’、さ７１．−Ｕいる。
まそ）１．ぞ扛アース市極化形成−ノ゛るｊｌ、Ｉｊ銅
板２と固定室、１・；スを形成するステンレス板３にｊ
帽＋−、ｉ’、さ７１．−Ｕいる。
４ｎ 、 ４ ｂ ＆；Ｉ、イー！１．ぞｉｌ、＋ｉ色
イ潰′１勿でをｙ ６０そして、’ｌｊ！’Ｉ：銅・坂
２とステンレス板３の両板間にｊｆ、 ）ＴＥが印加さ
ノ１．で、その霜：流が渦に工り両板間の流イ本が振電
！したどきの１ｔ１．む；Ｌの変ｔ？）１を４猷出し、
この検出に基いて流速を知るよう（Ｃ構成されてい４）
。
イ潰′１勿でをｙ ６０そして、’ｌｊ！’Ｉ：銅・坂
２とステンレス板３の両板間にｊｆ、 ）ＴＥが印加さ
ノ１．で、その霜：流が渦に工り両板間の流イ本が振電
！したどきの１ｔ１．む；Ｌの変ｔ？）１を４猷出し、
この検出に基いて流速を知るよう（Ｃ構成されてい４）
。
したがって、黄鉛１１７７２とステンレス也３の両オｌ
Ｊｉよその相１７．間では絶０物４ａ、４ｂに、Ｊ：
、り絶縁されてい／！、）○なお、このステンレス板３
Ｑ１、ステンレス板ｑでも回荀稿で用い２）ことがてき
／、。
Ｊｉよその相１７．間では絶０物４ａ、４ｂに、Ｊ：
、り絶縁されてい／！、）○なお、このステンレス板３
Ｑ１、ステンレス板ｑでも回荀稿で用い２）ことがてき
／、。
第２図（伏ｇｔｒ １図で７．成シフ７Σ二十ンーリン
７抽出（−１て〕ｊづした説明図で、（＊）＆：Ｊ、十
ンヅ部分図Ｅｊ：’示したもので々す：） 、（ｈ）Ｉ
、ｊ、そオ］、を・シンボルで示したものでλ；）イ・
ｔ２なお、この第２図において第１図と同−付・ｌ：’
Ｉ、のものｔ、１．相当部分を示し、５は第１１１８１
のスデンし・ス板３（で対応するステンレス板析、６は
第］ノ１のＭ、 ｌ、ｔＨ１板２に対応する黄銅電極で
ある。
７抽出（−１て〕ｊづした説明図で、（＊）＆：Ｊ、十
ンヅ部分図Ｅｊ：’示したもので々す：） 、（ｈ）Ｉ
、ｊ、そオ］、を・シンボルで示したものでλ；）イ・
ｔ２なお、この第２図において第１図と同−付・ｌ：’
Ｉ、のものｔ、１．相当部分を示し、５は第１１１８１
のスデンし・ス板３（で対応するステンレス板析、６は
第］ノ１のＭ、 ｌ、ｔＨ１板２に対応する黄銅電極で
ある。
＠３図は本発明による流計発信器の一実施例を示す４１
に底口で、第１図ないし７第２図の黄銅板２ないし１．
黄銅１ｊ’Ｍ６、すなわち、アース電極が黄銅渦発生体
ないし黄銅ボデーで代替さ扛ている場合の一例を示すも
のである。
に底口で、第１図ないし７第２図の黄銅板２ないし１．
黄銅１ｊ’Ｍ６、すなわち、アース電極が黄銅渦発生体
ないし黄銅ボデーで代替さ扛ている場合の一例を示すも
のである。
図においで、７は流体で矢印は流体の流量る方向を示し
、８は上流側を示したものであり、９は下流ｆｌｌｌｌ
金示した金星である。１０ ｒ：Ｉ：流体７を流す管体
を形成する黄４伺ボディ、１１はこの黄銅ボディ１０の
中に固定した黄（伺渦発生器で、この黄銅渦発生器１１
は非流線形物体ｋ ４？’ｌ’成している。１２はこの
黄銅渦発生器１１の下流に発生するカルマン渦が通過す
る位置または渦にエリ発生する流体振動が存在する位置
に黄銅ボディ１０および黄銅渦発生器１１に対して電気
的に絶縁して固定した電極（以Ｆ１固定電極と呼称する
）、１３はこの固定電極１２を支持するガラス人フェノ
ールである０ そして、この固定電極１２は流体の電位を定めξ）ゾξ
めのアース′小佛との間で正流が流ノ１．ることが必須
であるので、流体７、例えは水（にｉり表面（こ舶１（
刺１−ヘが比較的短期間で形成さ］１−／ヒリ、腐蝕し
：１いことが必中なため、−６のような」ル）舎には例
えばＰｔ（白金）などの小酔性金、属で鎖金さｊＬる。
、８は上流側を示したものであり、９は下流ｆｌｌｌｌ
金示した金星である。１０ ｒ：Ｉ：流体７を流す管体
を形成する黄４伺ボディ、１１はこの黄銅ボディ１０の
中に固定した黄（伺渦発生器で、この黄銅渦発生器１１
は非流線形物体ｋ ４？’ｌ’成している。１２はこの
黄銅渦発生器１１の下流に発生するカルマン渦が通過す
る位置または渦にエリ発生する流体振動が存在する位置
に黄銅ボディ１０および黄銅渦発生器１１に対して電気
的に絶縁して固定した電極（以Ｆ１固定電極と呼称する
）、１３はこの固定電極１２を支持するガラス人フェノ
ールである０ そして、この固定電極１２は流体の電位を定めξ）ゾξ
めのアース′小佛との間で正流が流ノ１．ることが必須
であるので、流体７、例えは水（にｉり表面（こ舶１（
刺１−ヘが比較的短期間で形成さ］１−／ヒリ、腐蝕し
：１いことが必中なため、−６のような」ル）舎には例
えばＰｔ（白金）などの小酔性金、属で鎖金さｊＬる。
この上つＶＣ４’：’ｊ成さ石１ｔＪｔｈ−影元イ１會
：：骨ζおいて、固定型イへ１２とアース′１１１極と
の間にη、川が印加さノ１、そσ′：侍■、流力鵜に、
Ｊ：９両［正１倚間の流体が振動（２／こときの１（−
１流の変化を検出し２、流量を仰４〕ディジタル出力流
累計が実録、できる、。
：：骨ζおいて、固定型イへ１２とアース′１１１極と
の間にη、川が印加さノ１、そσ′：侍■、流力鵜に、
Ｊ：９両［正１倚間の流体が振動（２／こときの１（−
１流の変化を検出し２、流量を仰４〕ディジタル出力流
累計が実録、できる、。
そして、流体の電位金庫め／１１．）ためのアース電極
は、流体を通す′１＃体を形成する黄銅ボディ１０′ま
たはこのＪへ銅ボディ１０の中に固定した黄銅ｉｆ！（
！、づ、゛。
は、流体を通す′１＃体を形成する黄銅ボディ１０′ま
たはこのＪへ銅ボディ１０の中に固定した黄銅ｉｆ！（
！、づ、゛。
生骨（非流線形物体）１１が電唇性村第１て作らノ１゜
る場合にはこ扛ら４代（シ゛して使用す／）ことができ
る０ しかして、本発明ｒ１、小［−１１径のカルマ：／渦が
’＋、−９７ｉ計において、ｌ持Ｖ（−、＋゛（Ｄ ！
ｌＩｌ長’Ｃ’５Ｇ ｉ’！’ −ｊ ６０ ？ニー
ｆ’ｌ ｕ、前述し／こように、在来のカルマン渦流缶
用の、１．ｒ）な振動センサ、熱伝導センサなどは小口
仔のものに５ｒｌみ込むのが祢めて困４■りであるから
であり、寸；宿、差比センサの利用は液封シールなどの
コストｌ−０１で間ＩＩｎがあるからである。
る場合にはこ扛ら４代（シ゛して使用す／）ことができ
る０ しかして、本発明ｒ１、小［−１１径のカルマ：／渦が
’＋、−９７ｉ計において、ｌ持Ｖ（−、＋゛（Ｄ ！
ｌＩｌ長’Ｃ’５Ｇ ｉ’！’ −ｊ ６０ ？ニー
ｆ’ｌ ｕ、前述し／こように、在来のカルマン渦流缶
用の、１．ｒ）な振動センサ、熱伝導センサなどは小口
仔のものに５ｒｌみ込むのが祢めて困４■りであるから
であり、寸；宿、差比センサの利用は液封シールなどの
コストｌ−０１で間ＩＩｎがあるからである。
以−ヒの説明から明らかなように、本発明によれば、ｌ
；Ｑ 雑な手段を用い４）ことなく単【こ１本の細い電
極全挿入するといつ包めて簡単な４’、、７造（てよっ
で安価な大小［］径のディジタル出力流１［′Ｌ泪が実
現できるので、実用上の効果は極めで大である０
；Ｑ 雑な手段を用い４）ことなく単【こ１本の細い電
極全挿入するといつ包めて簡単な４’、、７造（てよっ
で安価な大小［］径のディジタル出力流１［′Ｌ泪が実
現できるので、実用上の効果は極めで大である０
第１図は本発明の原理説明に供する圧部に対するイオン
濃度の変化の態様金星す説明図、第２図（ま本発明ｅこ
用いるセルのイ１り造［′すを・示ずｔＦ）底口、第３
図は本発明に用いろセンサの説明に供する構成図、第４
図は本発明によ、６θ１１１１発情器の一実施例を示す
構成図でを）ろ。 １０・・・・黄銅ボディ（１１′１体）、１１・・・・
黄銅渦発生器（非光船形す７；）体）、１２・・・・固
定Ｍ；：極。 特許出願人 山武ハネウェル抹式会社 代理人山川政（引（はが１名〕 第１図 Ｕ’？； １ 第２図 （ａ） （ｂ）
濃度の変化の態様金星す説明図、第２図（ま本発明ｅこ
用いるセルのイ１り造［′すを・示ずｔＦ）底口、第３
図は本発明に用いろセンサの説明に供する構成図、第４
図は本発明によ、６θ１１１１発情器の一実施例を示す
構成図でを）ろ。 １０・・・・黄銅ボディ（１１′１体）、１１・・・・
黄銅渦発生器（非光船形す７；）体）、１２・・・・固
定Ｍ；：極。 特許出願人 山武ハネウェル抹式会社 代理人山川政（引（はが１名〕 第１図 Ｕ’？； １ 第２図 （ａ） （ｂ）
Claims (2)
- （１）流体を通す管体と、この管体の中に固定した非流
線形物体と、この非流線形物体の下流に発生するカルマ
ン渦が通過する位置または該カルマン渦によυ発生する
流体振動が存在する位置、に前配管体および前記非流線
形物体に対して電気的に絶縁してい１定しｆｃ電極と、
前記流体の電位を定めるためのアース電極とにより構成
さｎることを特徴とする流量発信器。 - （２）流体の電位を定めるためのアース電極は、流体全
通す管体またはこの管体の中に固定した非流線形物体が
導電性材料で作ら牡る場合にはそれらを代替して使用し
得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の流量発信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57142183A JPS5932817A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 流量発信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57142183A JPS5932817A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 流量発信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932817A true JPS5932817A (ja) | 1984-02-22 |
Family
ID=15309301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57142183A Pending JPS5932817A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 流量発信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009058270A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Saginomiya Seisakusho Inc | 渦流量計用商用電源ノイズ減衰器及びそれが適用された渦流量計 |
-
1982
- 1982-08-18 JP JP57142183A patent/JPS5932817A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009058270A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Saginomiya Seisakusho Inc | 渦流量計用商用電源ノイズ減衰器及びそれが適用された渦流量計 |
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