JPS6029046B2 - 流速流量測定装置 - Google Patents
流速流量測定装置Info
- Publication number
- JPS6029046B2 JPS6029046B2 JP55007314A JP731480A JPS6029046B2 JP S6029046 B2 JPS6029046 B2 JP S6029046B2 JP 55007314 A JP55007314 A JP 55007314A JP 731480 A JP731480 A JP 731480A JP S6029046 B2 JPS6029046 B2 JP S6029046B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- recess
- vortex generator
- measuring device
- flow
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/01—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by using swirlflowmeter
-
- 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
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3259—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カルマン渦を利用した流速流量測定装置に関
するものである。
するものである。
本発明の主な目的は、構造堅牢にして、耐熱、耐圧、耐
久力を増し、検出感度の高いこの種の装置を実現するこ
とにある。
久力を増し、検出感度の高いこの種の装置を実現するこ
とにある。
第１図は本発明の一実施例を一部断面で示す構成斜視図
、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に
用いられいる電極部斜視図である。
、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に
用いられいる電極部斜視図である。
これらの図において、１は被測定流体が流れる管路、２
はこの管路内に配置され管路内に渦を発生させる渦発生
体で、渦の生成を検出する検出手段としての役目をもし
ている。
はこの管路内に配置され管路内に渦を発生させる渦発生
体で、渦の生成を検出する検出手段としての役目をもし
ている。
この渦発生体２の一方の端は、管壁にネジ３によって固
定され、また他方の端は管路外に延長され、フランジ４
において例えばネジあるいは溶接によって固定されてい
る。なお、渦発生体２の一端は管壁に固定しなくともよ
い。渦発生体２の一方の端には、その軸万向に延びる凹
部２１が形成されており、この凹部２１に電極部５が渦
発生体２の一方の端から凹部の側壁と僅かな間隔を隔て
て挿入配置されている。この電極部６は、第３図にその
斜視図を示すように、フランジ５３をもった円柱状部村
で構成されており、円柱表面に軸方向に平行して並ぶ二
個の電極５１，５２が形成されている。ここで円柱状部
材としては、例えば高熱に耐えるセラミックが用いられ
、この表面に例えばスパッタ、蒸着、焼付等の手段で電
極５１，５２が形成される。各電極５１，５２の表面は
、必要に応じて、コーティングするようにしてもよい。
６１，６２は電極５１，５２に接続されるリード線で、
ここでは熱に対する影響を考慮して円柱状部材の内部を
通って外部に導びかれている。
定され、また他方の端は管路外に延長され、フランジ４
において例えばネジあるいは溶接によって固定されてい
る。なお、渦発生体２の一端は管壁に固定しなくともよ
い。渦発生体２の一方の端には、その軸万向に延びる凹
部２１が形成されており、この凹部２１に電極部５が渦
発生体２の一方の端から凹部の側壁と僅かな間隔を隔て
て挿入配置されている。この電極部６は、第３図にその
斜視図を示すように、フランジ５３をもった円柱状部村
で構成されており、円柱表面に軸方向に平行して並ぶ二
個の電極５１，５２が形成されている。ここで円柱状部
材としては、例えば高熱に耐えるセラミックが用いられ
、この表面に例えばスパッタ、蒸着、焼付等の手段で電
極５１，５２が形成される。各電極５１，５２の表面は
、必要に応じて、コーティングするようにしてもよい。
６１，６２は電極５１，５２に接続されるリード線で、
ここでは熱に対する影響を考慮して円柱状部材の内部を
通って外部に導びかれている。
この電極部５は、渦発生体の凹部に電極５１，５２とが
流れ方向に対して左右対称に配置されるように挿入され
、凹部２１の側壁と各電極５１，５２との間でコンデン
サを形成する。このように構成した装置の動作は次の通
りである。管路１内に流体が流れると、渦発生体２の両
側からカルマン渦が交互に規則的に発生し、この渦の発
生に伴って渦発生体２はその方向が交互に変る揚力を受
ける。渦発生体２が揚力を受けると、渦発生体２は第４
図に示すようにこの揚力に対応して僅かに変位する。渦
発生体２の揚力に伴う変位量６は、渦発生体２の形状、
凹部側壁の肉厚、片側固定か両端固定か等、種々の設計
条件で変わるが、実用上は０．０２仏ｍ程度といった僅
かな変位量が得られればよい。渦発生体２が、このよう
に揚力によって変位すると、凹部の側壁は電極５１，５
２の面に対して変位し、側壁と各電極５１，５２間の距
離が変わってその容量が変化する。ここで、電極部５は
各電極５１，５２が第２図に示すように被測定流体の流
れ方向に対して左右対称に配置されるように凹部５１に
挿入されているので、電極５１と側壁との間で形成され
る容量ＣＩと、電極５２と側壁との間で形成される容量
Ｃ２とは、渦発生体２のカルマン渦の揚力による変位（
流れ方向と直角な方向の変位）に対して互に差動的に変
化することとなる。また、流れ方向と同じ方向の振動ノ
イズ等による変位に対しては同相的に変化することとな
る。第５図は、各電極５１，５２と側壁との間の容量変
化を検出するための電気回路の一例を示す接続図である
。
流れ方向に対して左右対称に配置されるように挿入され
、凹部２１の側壁と各電極５１，５２との間でコンデン
サを形成する。このように構成した装置の動作は次の通
りである。管路１内に流体が流れると、渦発生体２の両
側からカルマン渦が交互に規則的に発生し、この渦の発
生に伴って渦発生体２はその方向が交互に変る揚力を受
ける。渦発生体２が揚力を受けると、渦発生体２は第４
図に示すようにこの揚力に対応して僅かに変位する。渦
発生体２の揚力に伴う変位量６は、渦発生体２の形状、
凹部側壁の肉厚、片側固定か両端固定か等、種々の設計
条件で変わるが、実用上は０．０２仏ｍ程度といった僅
かな変位量が得られればよい。渦発生体２が、このよう
に揚力によって変位すると、凹部の側壁は電極５１，５
２の面に対して変位し、側壁と各電極５１，５２間の距
離が変わってその容量が変化する。ここで、電極部５は
各電極５１，５２が第２図に示すように被測定流体の流
れ方向に対して左右対称に配置されるように凹部５１に
挿入されているので、電極５１と側壁との間で形成され
る容量ＣＩと、電極５２と側壁との間で形成される容量
Ｃ２とは、渦発生体２のカルマン渦の揚力による変位（
流れ方向と直角な方向の変位）に対して互に差動的に変
化することとなる。また、流れ方向と同じ方向の振動ノ
イズ等による変位に対しては同相的に変化することとな
る。第５図は、各電極５１，５２と側壁との間の容量変
化を検出するための電気回路の一例を示す接続図である
。
いま、各電極５１，５２の面積をＳ、各電極面と凹部側
壁との間のギャップをｄ、空気の誘電率をど０とすれば
、容量Ｃはｍ式で与えられる。Ｃ：ＣＩ＝Ｃ２＝ご。
壁との間のギャップをｄ、空気の誘電率をど０とすれば
、容量Ｃはｍ式で与えられる。Ｃ：ＣＩ＝Ｃ２＝ご。
‐事 （１）ここで、渦発生体２がカルマン渦に
よる揚力で変位し、ギャップｄが△ｄ変位したとすれば
、容量の変化量△Ｃは■式で表わすこができる。
よる揚力で変位し、ギャップｄが△ｄ変位したとすれば
、容量の変化量△Ｃは■式で表わすこができる。
△ｃＦ−ｃ・学 ‘２）
例えば、電極の面積Ｓを８００孫、ギャップｄを０．１
帆とした場合、容量Ｃは７０ｐＦとなり、前記した側壁
の変位量が０．０２ｒｍである場合、そのときの容量変
化△Ｃは７×１０‐２ｐＦとなる。
帆とした場合、容量Ｃは７０ｐＦとなり、前記した側壁
の変位量が０．０２ｒｍである場合、そのときの容量変
化△Ｃは７×１０‐２ｐＦとなる。
各容量Ｃ，，Ｃ２は、ブリッジ回路Ｂの対辺に接続され
、渦の揚力変化による容量変化△Ｃは差動的に検出され
、一方、ノイズ振動による同相的に変化する容量変化は
ここで相殺される。このように構成した装置は、渦発生
体２に作用する揚力を凹部側壁の僅かな変位変化とし、
この僅かな変位変化を差動的な容量変化として電気的に
検出し、被測定流体の流速に対応した数のパルス信号を
得るもので、全体構成を堅牢にでき、また、圧電素子や
ストレーンゲージ等の検出素子を用いるものでないこと
から、高温に耐え、しかもノイズ振動に影響されず高感
度であるという特長がある。また、電極部を凹部内に挿
入配置する構造とすることによって、製作が容易であり
、また電極部の点検、取換等を行うことができる。なお
、第１図に示す装置において、凹部２１と電極部５との
間にできるギャップを真空に維持するか、あるいはＨｅ
，Ａ省筆の不活性ガスを封入するようにしてもよい。こ
の場合、電極部５の着脱は制限されるが、高温において
電極等の酸化を防ぐことが可能となり、更に耐熱性を向
上させることができる。第６図は本発明の他の実施例を
示す構成断面図、第７図は第６図における×−×断面図
である。
、渦の揚力変化による容量変化△Ｃは差動的に検出され
、一方、ノイズ振動による同相的に変化する容量変化は
ここで相殺される。このように構成した装置は、渦発生
体２に作用する揚力を凹部側壁の僅かな変位変化とし、
この僅かな変位変化を差動的な容量変化として電気的に
検出し、被測定流体の流速に対応した数のパルス信号を
得るもので、全体構成を堅牢にでき、また、圧電素子や
ストレーンゲージ等の検出素子を用いるものでないこと
から、高温に耐え、しかもノイズ振動に影響されず高感
度であるという特長がある。また、電極部を凹部内に挿
入配置する構造とすることによって、製作が容易であり
、また電極部の点検、取換等を行うことができる。なお
、第１図に示す装置において、凹部２１と電極部５との
間にできるギャップを真空に維持するか、あるいはＨｅ
，Ａ省筆の不活性ガスを封入するようにしてもよい。こ
の場合、電極部５の着脱は制限されるが、高温において
電極等の酸化を防ぐことが可能となり、更に耐熱性を向
上させることができる。第６図は本発明の他の実施例を
示す構成断面図、第７図は第６図における×−×断面図
である。
この実施例では渦発生体２の一端から設けた凹部２１を
、渦発生体の他端付近まで延長して形成し、これによっ
て渦発生体２をほぼ中空状の構造としたものである。ま
た、電極部５は、渦発生体２の一端から挿入して他端側
に到達する長手の構造とし、これに電極５１，５２を取
付けたものである。このような構造のものは、電極５１
，５２の面積を大きくすることができるので、検出感度
を更に高くすることができる特長がある。なお、上記の
各説明では、凹部および電極部の断面形状をいずれも円
形としたものであるが、矩形状あるいは他の形状でもよ
い。以上説明したように、本発明によれば、構造堅牢で
、特に耐熱、耐圧に優れ、各種振動ノイズの影響を受け
ず検出感度が高い流速流量測定装置が実現できる。
、渦発生体の他端付近まで延長して形成し、これによっ
て渦発生体２をほぼ中空状の構造としたものである。ま
た、電極部５は、渦発生体２の一端から挿入して他端側
に到達する長手の構造とし、これに電極５１，５２を取
付けたものである。このような構造のものは、電極５１
，５２の面積を大きくすることができるので、検出感度
を更に高くすることができる特長がある。なお、上記の
各説明では、凹部および電極部の断面形状をいずれも円
形としたものであるが、矩形状あるいは他の形状でもよ
い。以上説明したように、本発明によれば、構造堅牢で
、特に耐熱、耐圧に優れ、各種振動ノイズの影響を受け
ず検出感度が高い流速流量測定装置が実現できる。
第１図は本発明の一実施例を一部断面で示す構成斜視図
、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に
用いられている電極部斜視図、第４図は第１図装置の動
作説明図「第５図は電気回路の一例を示す接続図、第６
図は本発明の他の実施例を示す構成断面図、第７図は第
６図におけるＸ−Ｘ断面図である。 １・・・管路、２・・・渦発生体、３・・・ネジ、４・
・・フランジ、５・・・電極部、５１，５２・・・電極
。 久′図ズＺ囚 オ３母 第４図 第５図 第６図 第７図
、第２図は第１図の要部断面図、第３図は第１図装置に
用いられている電極部斜視図、第４図は第１図装置の動
作説明図「第５図は電気回路の一例を示す接続図、第６
図は本発明の他の実施例を示す構成断面図、第７図は第
６図におけるＸ−Ｘ断面図である。 １・・・管路、２・・・渦発生体、３・・・ネジ、４・
・・フランジ、５・・・電極部、５１，５２・・・電極
。 久′図ズＺ囚 オ３母 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- １ 被測定流体中に配置される渦発生体に一方の端から
この渦発生体の軸方向に延びる凹部を形成し、この凹部
内にギヤツプを隔てて２個の電極を有する電極部を前記
２個の電極が被測定流体の流れ方向に対して左右対称に
配置されるように挿入し、前記凹部壁と前記２個の電極
との間で形成される容量を差動的に検出するようにした
流速流量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55007314A JPS6029046B2 (ja) | 1980-01-24 | 1980-01-24 | 流速流量測定装置 |
| GB8100391A GB2068551B (en) | 1980-01-24 | 1981-01-07 | Vortex shedding flow measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55007314A JPS6029046B2 (ja) | 1980-01-24 | 1980-01-24 | 流速流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56104252A JPS56104252A (en) | 1981-08-19 |
| JPS6029046B2 true JPS6029046B2 (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=11662527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55007314A Expired JPS6029046B2 (ja) | 1980-01-24 | 1980-01-24 | 流速流量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029046B2 (ja) |
| GB (1) | GB2068551B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4487076A (en) * | 1982-10-25 | 1984-12-11 | Fisher Controls International, Inc. | Vortex flow meter |
| DE3544198A1 (de) * | 1985-12-13 | 1987-06-19 | Flowtec Ag | Wirbelstroemungsmesser |
| US4706503A (en) * | 1987-01-30 | 1987-11-17 | Itt Corporation | Vortex meter sensor |
| US5804740A (en) * | 1997-01-17 | 1998-09-08 | The Foxboro Company | Capacitive vortex mass flow sensor |
| FR3007528A1 (fr) * | 2013-06-19 | 2014-12-26 | Polyvionics | Systeme d'estimation de la vitesse d'ecoulement d'un fluide, a partir des vibrations qu'il engendre sur un appendice (equipe de capteurs de vibrations) place dans le flux |
| DE102013013476A1 (de) * | 2013-08-15 | 2015-02-19 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Wirbelströmungsmesssensor und Wirbelströmungsmessaufnehmer zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines fluids |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5545297Y2 (ja) * | 1975-02-03 | 1980-10-24 |
-
1980
- 1980-01-24 JP JP55007314A patent/JPS6029046B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-01-07 GB GB8100391A patent/GB2068551B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2068551B (en) | 1983-12-07 |
| JPS56104252A (en) | 1981-08-19 |
| GB2068551A (en) | 1981-08-12 |
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