JPS61164115A - Karman's vortex street type air flow rate measuring instrument - Google Patents

Karman's vortex street type air flow rate measuring instrument

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Publication number
JPS61164115A
JPS61164115A JP503985A JP503985A JPS61164115A JP S61164115 A JPS61164115 A JP S61164115A JP 503985 A JP503985 A JP 503985A JP 503985 A JP503985 A JP 503985A JP S61164115 A JPS61164115 A JP S61164115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vortex
air flow
karman
making body
forming body
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
JP503985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nanba
晋治 難波
Toru Mizuno
透 水野
Tsukasa Goto
司 後藤
Kazuma Matsui
松井 数馬
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso 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 NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP503985A priority Critical patent/JPS61164115A/en
Publication of JPS61164115A publication Critical patent/JPS61164115A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01F1/3209Measuring 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
    • G01F1/3218Measuring 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

Abstract

PURPOSE:To accurately measure an air flow rate in an air flow speed range from low to high, by forming the surface section of a vortex-making body to be set in a duct facing the air flow to have a semiconductor cross section. CONSTITUTION:A pillar-like vortex-making body 13 is fitted and set in a duct 11 in a condition where the body 13 traverses the diameter section of the duct 11. An air flow colliding with the front vortex-making body 131 of the vortex- making body 13 is split into two parts and led to both sides of the vortex- making body 131 and produces a Karman's vortex streets 15 behind the rear vortex-making body 132. The vortex streets 15 are detected by means of a vortex detector 16 fitted to the rear surface of the vortex-making body 132. When the front face of the front vortex-making body 131 is constituted to have a semicircular cross section, a uniform air break-away angle is obtained from a low air flow speed condition to a high air flow speed condition. Namely, the Karman's vortex streets are stably controlled in a wide flow speed range of the air to be measured from low to high and a wide measuring range can be set.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、特に内燃機関に対す全吸入空気流量等を効
果的に測定し、上記機関の電子的制御を効果的に実行さ
せることができるようにするカルマン渦式空気流量測定
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention can effectively measure the total intake air flow rate, etc. particularly for an internal combustion engine, and can effectively execute electronic control of the engine. This invention relates to a Karman vortex type air flow rate measuring device.

[背景技術] カルマン渦式の空気流量測定装置は、空気の流れの中に
柱状の渦発生体を設定して構成されるもので、この渦発
生体の後流側に発生するカルマン渦の発生周波数が、上
記空気の流れの速さに比例する状態となるものである。
[Background technology] A Karman vortex type air flow measuring device is constructed by setting a columnar vortex generator in the air flow, and the Karman vortex generated on the downstream side of this vortex generator is The frequency is proportional to the speed of the air flow.

すなわち、渦発生体の後流に発生するカルマン渦の周波
数を測定することによって、上記空気流量に対応した測
定信号が検出されるものである。
That is, by measuring the frequency of the Karman vortex generated in the wake of the vortex generator, a measurement signal corresponding to the air flow rate is detected.

このようなカルマン渦式空気流量測定装置は、その構造
が簡単なものであるばかりか、空気の流れを阻害するよ
うな抵抗が小さいものであるため、例えば内燃機関の吸
入空気流量測定装置として効果的に利用できるものであ
る。
This type of Karman vortex air flow measuring device not only has a simple structure, but also has low resistance that would obstruct air flow, so it is effective as an intake air flow measuring device for internal combustion engines, for example. It can be used in many ways.

このようなカルマど渦式の空気流量測定装置において、
カルマン渦を発生させる造渦体の形状としては、例えば
空気流が衝突する面を有する構造でなり、衝突した空気
流が造渦体の両側に分離して流されるようにしているも
のである。
In such a Karma vortex type air flow measuring device,
The shape of the vortex-forming body that generates the Karman vortex is, for example, a structure having a surface with which airflow collides, and the colliding airflow is separated and flowed to both sides of the vortex-forming body.

しかし、これまで知られているカルマン渦発生体の形状
では、発生されるカルマン渦の周波数fと空気流IQと
が比例する範囲は、10〜数10倍の状態である。しか
しながら、このような空気流量測定装置を、例えば自動
車用の内燃機関の吸大空気量測定装置として使用しよう
とする場合には、エンジンの小型化、高出力化(ターボ
化等)に伴って、100〜100数10倍の測定パ計測
範囲が要求される。
However, with the shapes of Karman vortex generators known so far, the range in which the frequency f of the generated Karman vortex and the air flow IQ are proportional is 10 to several tens of times. However, when trying to use such an air flow measuring device as an intake air amount measuring device for an internal combustion engine for an automobile, as the engine becomes smaller and has higher output (turbo etc.), A measurement range of 100 to several 100 times larger is required.

[発明が解決しようとする問題点] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、測定
空気流の設定されるダクト内に造渦体を設定する簡単な
構成で、カルマン渦周波数と空気流量とが比例する関係
にある測定範囲を、例えば自動車用のエンジンに対する
吸入空気量の測定に際して、充分に許容されるようにす
るカルマン渦式空気流量測定装置を提供しようとするも
のである。
[Problems to be Solved by the Invention] This invention has been made in view of the above points, and has a simple configuration in which a vortex-forming body is installed in the duct where the measurement air flow is set, and the Karman vortex frequency and It is an object of the present invention to provide a Karman vortex type air flow measuring device that allows a measurement range in which the air flow rate is proportional to the air flow rate to be sufficiently permissible, for example, when measuring the intake air amount for an automobile engine.

[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係るカルマン渦式空気流量測定装
置にあっては、ダクト内に設定される造渦体の、上記ダ
クトに流れる測定すべき空気流に対面する面部分を、断
面半円形の状態に形成するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] That is, in the Karman vortex type air flow rate measuring device according to the present invention, the vortex forming body set in the duct faces the air flow to be measured flowing into the duct. The surface portion is formed to have a semicircular cross section.

[実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はその構成を示すものであって、ダク1〜11は
詳細は図示してないが、例えばエンジンの吸気管に対し
て接続設定されるもので、このダクト11内には上記エ
ンジンに対して供給される吸入空気が流される状態とな
っている。そして、この空気流は整流機構12によって
整流されてこのダクト11内に取り込まれるようになる
FIG. 1 shows its configuration, and although ducts 1 to 11 are not shown in detail, they are connected to, for example, the intake pipe of an engine. The intake air supplied to the engine is in a state where it is flowing. This airflow is then rectified by the rectification mechanism 12 and taken into the duct 11.

このダクト11内には、このダクト11の直径部分を横
切るような状態で柱状の造渦体13が取付は設、 定さ
れている。この場合、造渦体13は空気の流れに対して
上流側に位置する前方造渦体131、およびその後流側
に位置する後方造渦体132によって構成されるもので
、この後方造渦体132の後方には、整流尾133が形
成されている。そして、この前方造渦体131と後方造
渦体132との間に、スリット14が形成されるように
しているものである。
A columnar vortex forming body 13 is installed and set inside the duct 11 so as to cross the diameter of the duct 11. In this case, the vortex forming body 13 is constituted by a front vortex forming body 131 located on the upstream side with respect to the air flow, and a rear vortex forming body 132 located on the downstream side thereof, and this rear vortex forming body 132 A rectifying tail 133 is formed behind the rectifying tail 133 . A slit 14 is formed between the front vortex forming body 131 and the rear vortex forming body 132.

このスリット14は、前方造渦体131によってこの造
渦体131の両側に分離された空気の流れによって、こ
の空気の流れに対して負圧を作用させるようにするもの
であり、この空気の流れが後方造渦体132の後方に、
円滑に導かれるようにしているものである。
This slit 14 is used to apply negative pressure to the air flow separated by the front swirl body 131 on both sides of the swirl body 131, and to apply negative pressure to the air flow. is behind the rear vortex forming body 132,
This allows for smooth guidance.

すなわち、前方造渦体131に対して衝突した空気流は
、この造渦体131によってその両側に分割されて導か
れるようになるものであり、後方造渦体132の後方に
カルマン渦列15を発生するようになるものである。そ
して、このカルマン渦列15は、後方追記体132の後
方の面に対して取付は設定した渦検出器16によって検
出する。この渦検出器16は、例えば加熱電流の供給制
御されるヒータによって構成されるもので、このヒータ
の放熱特性が、このヒータに作用する空気流によって影
響される性質を利用するようにしているものである。例
えば、このヒータの温度状態が一定となるように、この
ヒータに対して供給される加熱電流を制御するように構
成すれば、カルマン−周波数に対応した周期で、上記加
熱電流が制御されるようになるものである。したがって
、この加熱電流の変化周期から、カルマン渦周波数が測
定検出されるようになるものであり、この測定信号は例
えばエンジンの制御ユニツl〜に対して、エンジンの運
転状態の検出信号の1つとして供給されるようになる。
That is, the airflow colliding with the front vortex forming body 131 is divided into both sides by this vortex forming body 131 and guided, and a Karman vortex street 15 is created behind the rear vortex forming body 132. It is something that will occur. The Karman vortex array 15 is detected by a vortex detector 16 mounted on the rear surface of the rear recorder 132. The vortex detector 16 is configured by, for example, a heater whose supply of heating current is controlled, and utilizes the property that the heat dissipation characteristics of this heater are influenced by the air flow acting on this heater. It is. For example, if the heating current supplied to this heater is configured to be controlled so that the temperature state of this heater is constant, the heating current will be controlled at a cycle corresponding to the Kalman frequency. It is something that becomes. Therefore, the Karman vortex frequency is measured and detected from the period of change of this heating current, and this measurement signal is sent to, for example, the engine control unit l as one of the engine operating state detection signals. It will be supplied as.

このようなカルマン渦式の流量測定装置において、空気
流速の変化に対してのカルマン渦周波数の関係が、空気
流速の低い状態から高い状態まで、直線性の優れた特性
とすることが困難である。この直線性のくずれる原因は
、前方造渦体131の空気流の衝突面において、この空
気流の低速時と高速時とでは空気流線の剥離角度が異な
るためである。具体的には、空気流速の低い状態では、
上記剥離角度が小さな状態となり、空気流速の高い場合
には、造渦体131に当たった空気の流れが、外側に太
き(広がるようになって剥離角度が大きくなるためであ
る。
In such a Karman vortex type flow rate measurement device, it is difficult to maintain excellent linearity in the relationship between Karman vortex frequency and changes in air flow velocity from low to high air flow velocity. . The reason for this loss of linearity is that on the air flow collision surface of the front vortex forming body 131, the separation angle of the air streamlines is different between when the air flow is at low speed and when it is at high speed. Specifically, under conditions of low air flow velocity,
This is because when the separation angle is small and the air flow velocity is high, the flow of air that hits the vortex forming body 131 thickens (spreads) outward and the separation angle becomes large.

したがって、空気流速の大きい状態では、空気流速の低
い状態に比較して、単位流量当りの周波数(f/Q>が
減少する状態となるものである。
Therefore, when the air flow rate is high, the frequency per unit flow rate (f/Q>) decreases compared to when the air flow rate is low.

上記実施例に示したカルマン渦式空気流量謝定装瞳にあ
っては、上記のような点を考慮して、ダ6一 クト11内を流れる空気が衝突し、この空気の流れを剥
離する作用を行なう前方造渦体131の前方面を、断面
半円形状態に構成し、空気流速の低い状態から高い状態
まで、一様な空気剥離角度が得られるようにするもので
ある。
In the Karman vortex type air flow control device shown in the above embodiment, taking the above points into consideration, the air flowing in the duct 11 collides and separates the air flow. The front surface of the front vortex-forming body 131 that performs the action is configured to have a semicircular cross section, so that a uniform air separation angle can be obtained from a low air velocity state to a high air velocity state.

そして、さらにこの造渦体13にあっては、前方造渦体
131と後方造渦体132との間にスリット14が形成
されているもので、このスリット14の両側に流れる上
記剥離された空気流の速度に対応した負圧が、この造渦
体13の両側に流れる空気流に対して作用させるように
している。すなわち、剥離された空気流に対して、その
流速に対応した負圧が作用するようになるものであり、
前方造渦体による剥離角度を空気流速に対応して修正さ
れるようにして、空気流速に関係なく一様な測定空気流
速に対応した空気の流れが設定されるようにする。
Further, in this vortex forming body 13, a slit 14 is formed between the front vortex forming body 131 and the rear vortex forming body 132, and the separated air flowing on both sides of this slit 14 Negative pressure corresponding to the speed of the flow is applied to the air flow flowing on both sides of the vortex forming body 13. In other words, a negative pressure corresponding to the flow velocity acts on the separated air flow,
The separation angle by a front vortex-forming body is corrected in accordance with the air flow velocity, so that an air flow corresponding to a uniform measured air flow velocity is set regardless of the air flow velocity.

すなわち、カルマン渦列が測定空気流速の低速から高速
までの広い範囲に対して、安定して発生制御され、広い
測定レンジが設定されるようになるものである。
That is, the Karman vortex street is stably generated and controlled over a wide range of measurement air flow velocities from low to high speeds, and a wide measurement range can be set.

ここで、造渦体13、特に前方造渦体131の断面形状
を、第2図の(A)〜(D)に示すように形成して、こ
の形状によって定まるストロハル数とレイノルズ数との
関係を、それぞれ実験によって求めたところ、第3図に
示すようになった。すなわち、第2図の(A>に示すも
のは、断面半円形としたものであり、(B)図はこの断
面半円形の柱状体に対して1mmの板を張付けたような
形状としたものである。そして、このような造渦体形状
に対する実験結果は、第3図においてAおよびBにそれ
ぞれ示されるようになった。また、第2図の(C)およ
び(D>に示すものは、造渦体131の断面形状を大き
な円による円弧状態、さらに平板状態に形成したもので
、このような造渦体形状のおける実験結果は第3図にC
およびDに示すようになった。
Here, the cross-sectional shape of the vortex forming body 13, particularly the front vortex forming body 131, is formed as shown in (A) to (D) in FIG. 2, and the relationship between the Strouhal number and the Reynolds number determined by this shape is determined. were determined through experiments, and the results are shown in Figure 3. In other words, the one shown in Figure 2 (A>) has a semicircular cross section, and the one shown in Figure 2 (B) has a shape in which a 1 mm thick plate is attached to this columnar body with a semicircular cross section. The experimental results for such a vortex-forming body shape are shown in A and B in Figure 3, respectively.In addition, the results shown in (C) and (D> in Figure 2 are , the cross-sectional shape of the vortex-forming body 131 is formed into an arc shape of a large circle and further into a flat plate state, and the experimental results for such a vortex-forming body shape are shown in FIG.
and D.

すなわち、前方造渦体の断面形状が半円形の状態となっ
た場合に最も効果的な結果が得られるものであり、カル
マン渦周波数と空気流謹とが比例する範囲は、100倍
以上の状態とすることができたものであり、またその直
線性も±2%の状態に確保できることが実験等によって
確認できるも[発明の効果] 以上のようにこの発明に係るカルマン渦式空気流量測定
装置にあっては、ダクト内に流れる空気流の速度の広い
範囲にわたって、空気流速とカルマン渦周波数との関係
が直線的な特性に設定されるようになるものであり、空
気流速の低速状態から高速状態まで、その速度情報を正
確に測定検出できるものである。したがって、例えば内
燃機関の吸入空気流量の測定装置として、電子的な機関
制御ユニット等と効果的に組合わせ使用できるものであ
り、内燃機関の運転状態の検出装置等として効果的に測
定動作できるものである。
In other words, the most effective results are obtained when the cross-sectional shape of the front vortex-forming body is semicircular, and the range in which the Karman vortex frequency is proportional to the air flow condition is 100 times or more. It has been confirmed through experiments that the linearity can be maintained at ±2%. [Effects of the Invention] As described above, the Karman vortex type air flow measuring device according to the present invention In this case, the relationship between the air flow velocity and the Karman vortex frequency is set to a linear characteristic over a wide range of air flow speeds flowing in the duct, and from low to high air flow speeds. It is possible to accurately measure and detect speed information up to the state of the vehicle. Therefore, for example, it can be used effectively in combination with an electronic engine control unit, etc., as a measuring device for the intake air flow rate of an internal combustion engine, and it can also be used effectively as a measuring device, etc. for detecting the operating state of an internal combustion engine. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例に係るカルマン渦式空気流
量測定装置を説明する構成図、第2図の(A)〜(D)
はそれぞれ上記測定装置において使用される造渦体の形
状の例を示す図、第3図は上記造渦体形状に対応する動
作特性を示す図である。 11・・・ダクト、13・・・造渦体、131・・・前
方造渦体、132・・・後方造渦体、15・・・カルマ
ン渦列。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a Karman vortex type air flow measuring device according to an embodiment of the present invention, and (A) to (D) in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of the vortex forming body used in the above-mentioned measuring device, and FIG. 3 is a diagram showing the operating characteristics corresponding to the above-mentioned vortex forming body shape. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Duct, 13... Vortex forming body, 131... Front vortex forming body, 132... Rear vortex forming body, 15... Karman vortex street.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  測定すべき空気流が設定されるダクト内に、上記空気
流速に対応した渦を後流側に発生させる造渦体を、上記
空気流に交差する状態で設定してなり、上記造渦体は上
記空気流に対面する面を断面半円形状態に形成するよう
にしたことを特徴とするカルマン渦式空気流量測定装置
A vortex-forming body that generates a vortex corresponding to the air flow velocity on the downstream side is set in a duct in which the air flow to be measured is set so as to intersect with the air flow, and the vortex-forming body is A Karman vortex type air flow measuring device characterized in that the surface facing the air flow is formed to have a semicircular cross section.
JP503985A 1985-01-17 1985-01-17 Karman's vortex street type air flow rate measuring instrument Pending JPS61164115A (en)

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JP503985A JPS61164115A (en) 1985-01-17 1985-01-17 Karman's vortex street type air flow rate measuring instrument

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JP503985A Pending JPS61164115A (en) 1985-01-17 1985-01-17 Karman's vortex street type air flow rate measuring instrument

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JP (1) JPS61164115A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383618U (en) * 1986-11-19 1988-06-01
EP2972120A4 (en) * 2013-03-15 2017-04-12 Amphenol Thermometrics, Inc. Systems and methods for hybrid flow sensing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383618U (en) * 1986-11-19 1988-06-01
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