JPS6213605B2 - - Google Patents
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- JPS6213605B2 JPS6213605B2 JP54056962A JP5696279A JPS6213605B2 JP S6213605 B2 JPS6213605 B2 JP S6213605B2 JP 54056962 A JP54056962 A JP 54056962A JP 5696279 A JP5696279 A JP 5696279A JP S6213605 B2 JPS6213605 B2 JP S6213605B2
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- 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
- G01F1/68—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 thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
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- G—PHYSICS
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- 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
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- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3273—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid speed oscillations by thermal sensors
-
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- 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
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- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体の流速又は流量を計測する測定
装置に係り、特に、エンジンの吸入空気流量のよ
うに流れの状態が測定範囲内において脈動状態を
とる可能性がある場合にも安定して流速又は流量
を測定することのできる流速又は流量測定装置に
関する。
装置に係り、特に、エンジンの吸入空気流量のよ
うに流れの状態が測定範囲内において脈動状態を
とる可能性がある場合にも安定して流速又は流量
を測定することのできる流速又は流量測定装置に
関する。
カルマン渦流速計又は流量計は、流体中におか
れた棒状体によつて発生するカルマン渦の発生周
波数が流体の流速又は流量に比例することを利用
するものであり、流速又は流量と発生周波数との
関係特性が棒状体の寸法で定まり経時的変化がな
いこと、流速又は流量がパルス信号で得られるこ
とからデイジタル処理が容易であること、などの
長所を有する。これに対し、脈動流の下では安定
なカルマン渦が発生せず、流速や流量の測定機能
がそこなわれるという短所を有する。例えば、エ
ンジンの吸入空気流量の計測に適用する場合、エ
ンジンのフルスロツトル近傍における吸入空気の
脈動流で検出信号が著しく乱れたり、カルマン渦
の発生が脈動に同期すること等により正確な測定
結果が得難くなる不都合が生じる。
れた棒状体によつて発生するカルマン渦の発生周
波数が流体の流速又は流量に比例することを利用
するものであり、流速又は流量と発生周波数との
関係特性が棒状体の寸法で定まり経時的変化がな
いこと、流速又は流量がパルス信号で得られるこ
とからデイジタル処理が容易であること、などの
長所を有する。これに対し、脈動流の下では安定
なカルマン渦が発生せず、流速や流量の測定機能
がそこなわれるという短所を有する。例えば、エ
ンジンの吸入空気流量の計測に適用する場合、エ
ンジンのフルスロツトル近傍における吸入空気の
脈動流で検出信号が著しく乱れたり、カルマン渦
の発生が脈動に同期すること等により正確な測定
結果が得難くなる不都合が生じる。
一方、熱線流速計又は流量計は、流体中におか
れた加熱金属線の冷却から流速又は流量を測定す
るものであり、広範な計測範囲を有すること、脈
動流によつても測定機能がそこなわれることがな
い、等の長所を有する。しかし、加熱金属線の汚
れにより放熱特性が変化することから経時的な測
定誤差が生じる短所を有する。
れた加熱金属線の冷却から流速又は流量を測定す
るものであり、広範な計測範囲を有すること、脈
動流によつても測定機能がそこなわれることがな
い、等の長所を有する。しかし、加熱金属線の汚
れにより放熱特性が変化することから経時的な測
定誤差が生じる短所を有する。
本発明の目的は、カルマン渦流速計（又は流量
計）と熱線流速計（又は流量計）のそれぞれの長
所を生かし、短所を互いに補ない合わせることに
より、被測定流体の流れの状態に関係することな
く、広範囲かつ高精度に安定した流速又は加熱流
量の測定を可能とする流速又は流量測定装置を提
供するにある。
計）と熱線流速計（又は流量計）のそれぞれの長
所を生かし、短所を互いに補ない合わせることに
より、被測定流体の流れの状態に関係することな
く、広範囲かつ高精度に安定した流速又は加熱流
量の測定を可能とする流速又は流量測定装置を提
供するにある。
上記目的を達成するために、本発明において
は、カルマン渦検出器と熱線式流速計を同一流路
管内に配置し、流体の所定の流れ状態時すなわち
カルマン渦の発生が安定な定常流下においてカル
マン渦による流速（流量）対周波数特性を用いて
流速（流量）を測定する一方、該特性により熱線
流速（流量）計の主に経時による出力特性の変化
を較正しておき、カルマン渦の発生が不安定とな
る脈動流下では上記熱線流速（流量）計により測
定される流速（流量）値を出力信号に用いる構成
とする。
は、カルマン渦検出器と熱線式流速計を同一流路
管内に配置し、流体の所定の流れ状態時すなわち
カルマン渦の発生が安定な定常流下においてカル
マン渦による流速（流量）対周波数特性を用いて
流速（流量）を測定する一方、該特性により熱線
流速（流量）計の主に経時による出力特性の変化
を較正しておき、カルマン渦の発生が不安定とな
る脈動流下では上記熱線流速（流量）計により測
定される流速（流量）値を出力信号に用いる構成
とする。
さらに、上記構成を実現するにあたつては、カ
ルマン渦の検出器と熱線流速計とを同一の加熱金
属線とすることが可能である。すなわち流体が流
れる管路内に流れにほぼ直交して配置されてカル
マン渦を発生する渦発生体の近傍の渦発生体に対
する対称位置に２本の加熱金属線を配置し、この
２本の加熱金属線の平均温度を一定に保つ加熱電
流制御手段と、この加熱電流値から平均流速に対
応する電気信号を検出する平均流速検出回路と、
前記各加熱金属線に対する印加電圧差からカルマ
ン渦の発生に同期した流速変動に対応する電気信
号を検出する流速変動検出回路と、前記流速変動
検出回路の出力により前記平均流速検出回路の出
力特性を較正する較正手段と、前記平均流速検出
回路の出力と前記流速変動検出回路の出力とのい
ずれか一方を流体の所定の流れ状態に応じて選択
的に出力する出力信号選択回路とを備えた構成と
するにある。
ルマン渦の検出器と熱線流速計とを同一の加熱金
属線とすることが可能である。すなわち流体が流
れる管路内に流れにほぼ直交して配置されてカル
マン渦を発生する渦発生体の近傍の渦発生体に対
する対称位置に２本の加熱金属線を配置し、この
２本の加熱金属線の平均温度を一定に保つ加熱電
流制御手段と、この加熱電流値から平均流速に対
応する電気信号を検出する平均流速検出回路と、
前記各加熱金属線に対する印加電圧差からカルマ
ン渦の発生に同期した流速変動に対応する電気信
号を検出する流速変動検出回路と、前記流速変動
検出回路の出力により前記平均流速検出回路の出
力特性を較正する較正手段と、前記平均流速検出
回路の出力と前記流速変動検出回路の出力とのい
ずれか一方を流体の所定の流れ状態に応じて選択
的に出力する出力信号選択回路とを備えた構成と
するにある。
以下図面により本発明を説明する。
第１図は本発明をエンジン吸入空気流量計とし
て用いる場所の配置説明図、第２図は第１図の一
部拡大図とそのＸ―Ｘ断面図、第３図はカルマン
渦発生の説明図である。第１図乃至第３図におい
て、１はエアクリーナ、２はエンジンに通じる吸
気管、３はスロツトル弁、４はカルマン渦を発生
させるための渦発生体（例えば棒状）である。渦
発生体４は吸気管２内の流れにほぼ直交するよう
に装着される。５及び５′は、例えば白金、ニツ
ケル、タングステンなどの細線よりなる加熱金属
線であり、渦発生体４と平行、かつ、渦発生体４
の中心を通る流線に対して対称位置の２個所に配
置される。加熱金属線５，５′はカルマン渦列の
通過領域、特に渦の中心の通過線上に配置するの
が良いが、カルマン渦の発生に伴なう流速変動が
生じる位置であればどこでも良い。又、渦発生体
４の形状も、図示の形状に限らず、円柱、三角
柱、その他の多角柱のいずれでも良い。加熱金属
線５，５′の長さは渦発生体４と平行で流体が流
れる流管、図示例では吸気管２、一ぱいに張るこ
とを基本とするが、適当な支持体を用いてその両
端間に張り渡す形で、渦発生体４の長さの中央付
近に局部的に張る方式でも良い。この方式によれ
ば、強度面で改善される。
て用いる場所の配置説明図、第２図は第１図の一
部拡大図とそのＸ―Ｘ断面図、第３図はカルマン
渦発生の説明図である。第１図乃至第３図におい
て、１はエアクリーナ、２はエンジンに通じる吸
気管、３はスロツトル弁、４はカルマン渦を発生
させるための渦発生体（例えば棒状）である。渦
発生体４は吸気管２内の流れにほぼ直交するよう
に装着される。５及び５′は、例えば白金、ニツ
ケル、タングステンなどの細線よりなる加熱金属
線であり、渦発生体４と平行、かつ、渦発生体４
の中心を通る流線に対して対称位置の２個所に配
置される。加熱金属線５，５′はカルマン渦列の
通過領域、特に渦の中心の通過線上に配置するの
が良いが、カルマン渦の発生に伴なう流速変動が
生じる位置であればどこでも良い。又、渦発生体
４の形状も、図示の形状に限らず、円柱、三角
柱、その他の多角柱のいずれでも良い。加熱金属
線５，５′の長さは渦発生体４と平行で流体が流
れる流管、図示例では吸気管２、一ぱいに張るこ
とを基本とするが、適当な支持体を用いてその両
端間に張り渡す形で、渦発生体４の長さの中央付
近に局部的に張る方式でも良い。この方式によれ
ば、強度面で改善される。
第３図に示すように、カルマン渦は渦発生体４
の両側面から交互に発生するが、図示状態では加
熱金属線５の位置では流れの方向と渦６の回転方
向とが同じ方向であり、加熱金属線５′の位置で
は流れの方向と過の回転方向とが逆向きであり、
従つて加熱金属線５での流速が速く、加熱金属線
５′での流速は遅い。そして、次に発生する渦７
によつて加熱金属線５での流速は遅く、加熱金属
線５′での流速が速くなる、というように交互に
加熱金属線部の通過流速が変動する。以上によ
り、加熱金属線５及び５′での冷却効率が、カル
マン渦の発生に同期して交互に変動することにな
る。ただし、加熱金属線５及び５′の部分で局部
的に流速変動が生じている場合であつても、その
両者の流速を平均した値は、管路内の平均流速に
ほぼ等しくなる。
の両側面から交互に発生するが、図示状態では加
熱金属線５の位置では流れの方向と渦６の回転方
向とが同じ方向であり、加熱金属線５′の位置で
は流れの方向と過の回転方向とが逆向きであり、
従つて加熱金属線５での流速が速く、加熱金属線
５′での流速は遅い。そして、次に発生する渦７
によつて加熱金属線５での流速は遅く、加熱金属
線５′での流速が速くなる、というように交互に
加熱金属線部の通過流速が変動する。以上によ
り、加熱金属線５及び５′での冷却効率が、カル
マン渦の発生に同期して交互に変動することにな
る。ただし、加熱金属線５及び５′の部分で局部
的に流速変動が生じている場合であつても、その
両者の流速を平均した値は、管路内の平均流速に
ほぼ等しくなる。
第４図に本発明の一実施例回路図を示す。第４
図において、一点鎖線で囲んだ２０は加熱電流制
御部、３０は平均流速検出回路部、４０は流速変
動検出回路部であり、２１，３１，４１は演算増
幅器、R1〜R14は抵抗、Ｃは直流分カツト用のコ
ンデンサ、ＶCCは駆動電源を示す。加熱金属線５
と５′は直列接続され、両者の平均温度、即ち両
加熱金属線の抵抗値の和が一定となるよう、加熱
電流が加熱電流制御部２０により制御される。演
算増幅器２１のプラス側の入力端子には、電源電
圧ＶCCを抵抗R1とR2で分圧した一定電圧が印加
され、他方のマイナス側の入力端子には、抵抗
R5，R3，R4及び加熱金属線５，５′の抵抗値の和
Ｒで電源電圧ＶCCを分圧した電圧が印加され、そ
の２入力の電圧差が零となるよう、即ち加熱金属
線５，５′の抵抗値の和Ｒが一定となるよう、ト
ランジスタＴrを介して加熱電流が供給される。
図において、一点鎖線で囲んだ２０は加熱電流制
御部、３０は平均流速検出回路部、４０は流速変
動検出回路部であり、２１，３１，４１は演算増
幅器、R1〜R14は抵抗、Ｃは直流分カツト用のコ
ンデンサ、ＶCCは駆動電源を示す。加熱金属線５
と５′は直列接続され、両者の平均温度、即ち両
加熱金属線の抵抗値の和が一定となるよう、加熱
電流が加熱電流制御部２０により制御される。演
算増幅器２１のプラス側の入力端子には、電源電
圧ＶCCを抵抗R1とR2で分圧した一定電圧が印加
され、他方のマイナス側の入力端子には、抵抗
R5，R3，R4及び加熱金属線５，５′の抵抗値の和
Ｒで電源電圧ＶCCを分圧した電圧が印加され、そ
の２入力の電圧差が零となるよう、即ち加熱金属
線５，５′の抵抗値の和Ｒが一定となるよう、ト
ランジスタＴrを介して加熱電流が供給される。
次に平均流速検出回路３０について述べる。一
般的に、熱線流速計の加熱電流と流速との関係
は、加熱電流値をｉ、熱線抵抗をｒ、流速をＱと
するとi2r∝√で表わされ、前述のような定温
度動作を行なつた時には加熱電流値の４乗から流
速を求めることができる。即ち、Ｑ∝i4と表わさ
れる。本発明のように、渦発生体４の近傍に加熱
金属線５，５′を配置した場合、加熱金属線５と
５′部での流速は、カルマン渦の流速成分を加味
したものであり、それぞれ変動しているが、カル
マン渦列の分布は非対称であり、加熱金属線５，
５′の流速変動を平均する形で、即ち５，５′の抵
抗値の和を用いて、流速を測定することにより、
吸気管２内の平均流速が測定できる。加熱電流値
は第４図の固定抵抗R5の両端電圧値を用いて測
定する。演算増幅器３１の出力端子Ａから出力さ
れる電圧ＶDCは、流速をＱとして ＶDC∝Ｑ〓と
なる。
般的に、熱線流速計の加熱電流と流速との関係
は、加熱電流値をｉ、熱線抵抗をｒ、流速をＱと
するとi2r∝√で表わされ、前述のような定温
度動作を行なつた時には加熱電流値の４乗から流
速を求めることができる。即ち、Ｑ∝i4と表わさ
れる。本発明のように、渦発生体４の近傍に加熱
金属線５，５′を配置した場合、加熱金属線５と
５′部での流速は、カルマン渦の流速成分を加味
したものであり、それぞれ変動しているが、カル
マン渦列の分布は非対称であり、加熱金属線５，
５′の流速変動を平均する形で、即ち５，５′の抵
抗値の和を用いて、流速を測定することにより、
吸気管２内の平均流速が測定できる。加熱電流値
は第４図の固定抵抗R5の両端電圧値を用いて測
定する。演算増幅器３１の出力端子Ａから出力さ
れる電圧ＶDCは、流速をＱとして ＶDC∝Ｑ〓と
なる。
一方、流速変動検出回路４０において、加熱金
属線５及び５′の温度は、上述したように、平均
温度として一定温度となつているが、それぞれの
抵抗値はカルマン渦の通過に従つて変化してい
る。そこで、加熱金属線５，５′の端子電圧の電
圧差を検出すれば、それはカルマン渦の発生周期
に同期した交流信号となる。電圧差をとることに
よつて流体の流れ状態が変わつて加熱金属線５，
５′の端子電圧の変動する中心値が変化しても、
変化分（交流分）は常に一定のレベル４偏差値）
で検出できるため、該変化分を一定のレベルで比
較することにより、変動周波数が正確に取り出せ
る。交流信号の周波数と流速Ｑとの関係は∝
Ｑの比例関係となることは自明である。第４図の
流速変動検出回路４０はこの周波数の交流信号
ＶACを求める実施例を示し、加熱金属線５，５′
の抵抗値より大きい抵抗値を持つ、かつ抵抗値が
互いに等しい、２つの抵抗R6，R7と加熱金属線
５，５′とでブリツジ回路を組み、加熱金属線
５，５′の中間接続端子と抵抗R6，R7の中間接続
端子とをそれぞれ入力抵抗R11，R12を介して演算
増幅器４１の２入力端子に接続し、出力端側に直
流分カツト用のコンデンサＣを設けることによ
り、出力端子Ｂから、流速Ｑに比例する周波数
を持つ交流信号ＶACを得る。
属線５及び５′の温度は、上述したように、平均
温度として一定温度となつているが、それぞれの
抵抗値はカルマン渦の通過に従つて変化してい
る。そこで、加熱金属線５，５′の端子電圧の電
圧差を検出すれば、それはカルマン渦の発生周期
に同期した交流信号となる。電圧差をとることに
よつて流体の流れ状態が変わつて加熱金属線５，
５′の端子電圧の変動する中心値が変化しても、
変化分（交流分）は常に一定のレベル４偏差値）
で検出できるため、該変化分を一定のレベルで比
較することにより、変動周波数が正確に取り出せ
る。交流信号の周波数と流速Ｑとの関係は∝
Ｑの比例関係となることは自明である。第４図の
流速変動検出回路４０はこの周波数の交流信号
ＶACを求める実施例を示し、加熱金属線５，５′
の抵抗値より大きい抵抗値を持つ、かつ抵抗値が
互いに等しい、２つの抵抗R6，R7と加熱金属線
５，５′とでブリツジ回路を組み、加熱金属線
５，５′の中間接続端子と抵抗R6，R7の中間接続
端子とをそれぞれ入力抵抗R11，R12を介して演算
増幅器４１の２入力端子に接続し、出力端側に直
流分カツト用のコンデンサＣを設けることによ
り、出力端子Ｂから、流速Ｑに比例する周波数
を持つ交流信号ＶACを得る。
ここで、前述の熱線流速計としての使用法にお
いて、その短所は、加熱金属線５，５′の表面の
汚れなどによつて熱線の放熱特性を変化し、経時
的な測定誤差が生じることから、熱線流速計は常
時較正しなければならないことである。一方、カ
ルマン渦流速計としての使用においては、このよ
うな短所は全くない。従つて、カルマン渦流速計
で検出した流速信号を用い、常時又は一定流速下
において熱線流速計の測定値を較正することによ
り熱線流速計としての測定精度を保つことができ
る。これに対し、エンジンの吸入空気量の測定の
場合のように、被測定流体が運転条件により著し
く脈動する場合にはカルマン渦の発生が極めて不
規則になり、カルマン渦流速計としての流速測定
機能が著しくそこなわれる。他方、熱線流速計に
おいては、脈動により測定機能がそこなわれるこ
とは無く、脈動を良く検出し、管内の流速を安定
性良く測定することができる。
いて、その短所は、加熱金属線５，５′の表面の
汚れなどによつて熱線の放熱特性を変化し、経時
的な測定誤差が生じることから、熱線流速計は常
時較正しなければならないことである。一方、カ
ルマン渦流速計としての使用においては、このよ
うな短所は全くない。従つて、カルマン渦流速計
で検出した流速信号を用い、常時又は一定流速下
において熱線流速計の測定値を較正することによ
り熱線流速計としての測定精度を保つことができ
る。これに対し、エンジンの吸入空気量の測定の
場合のように、被測定流体が運転条件により著し
く脈動する場合にはカルマン渦の発生が極めて不
規則になり、カルマン渦流速計としての流速測定
機能が著しくそこなわれる。他方、熱線流速計に
おいては、脈動により測定機能がそこなわれるこ
とは無く、脈動を良く検出し、管内の流速を安定
性良く測定することができる。
そこで、本発明においては、カルマン渦を検出
するために配置される加熱金属線に、熱線流速計
としての機能を同時に兼ねさせ、脈動が小さく、
カルマン渦流速計としての測定精度が高い領域に
おいては、その測定結果を流速信号として出力す
ると共に熱線流速計を較正しており、脈動が大き
く、カルマン渦流速計としての測定機能を満足で
きない領域においては、熱線流速計の測定結果を
流速信号として出力するようにする。
するために配置される加熱金属線に、熱線流速計
としての機能を同時に兼ねさせ、脈動が小さく、
カルマン渦流速計としての測定精度が高い領域に
おいては、その測定結果を流速信号として出力す
ると共に熱線流速計を較正しており、脈動が大き
く、カルマン渦流速計としての測定機能を満足で
きない領域においては、熱線流速計の測定結果を
流速信号として出力するようにする。
上記のような構成を備えた本発明の一実施例ブ
ロツク図を第５図に示す。第５図において、９は
第４図に示した加熱電流制御部２０、平均流速検
出回路３０、流速変動検出回路４０からなる回路
部分を示し、その出力端子Ａからは熱線流速計と
しての電圧信号ＶDCが、出力端子Ｂからはカルマ
ン渦流速計としての交流信号ＶACが出力される。
１０は周波数・電圧変換器で、交流信号ＶACの周
波数を電圧に変換する。１３はリニアライザ
で、回路部分９からの電圧信号ＶDCを入力に受
け、その入力信号を４乗してV1＝Ｋ・Ｖ４ ＤＣとし
て出力する。Ｋは比例定数である。１２は熱線流
速計の較正装置であり、リニアライザ１３の出力
と、周波数・電圧変換器１０の出力を比較し、周
波数・電圧変換器１０の出力を基準値として、リ
ニアライザ１３における比例定数Ｋを求めてこれ
を保持し、補正動作を行なう。
ロツク図を第５図に示す。第５図において、９は
第４図に示した加熱電流制御部２０、平均流速検
出回路３０、流速変動検出回路４０からなる回路
部分を示し、その出力端子Ａからは熱線流速計と
しての電圧信号ＶDCが、出力端子Ｂからはカルマ
ン渦流速計としての交流信号ＶACが出力される。
１０は周波数・電圧変換器で、交流信号ＶACの周
波数を電圧に変換する。１３はリニアライザ
で、回路部分９からの電圧信号ＶDCを入力に受
け、その入力信号を４乗してV1＝Ｋ・Ｖ４ ＤＣとし
て出力する。Ｋは比例定数である。１２は熱線流
速計の較正装置であり、リニアライザ１３の出力
と、周波数・電圧変換器１０の出力を比較し、周
波数・電圧変換器１０の出力を基準値として、リ
ニアライザ１３における比例定数Ｋを求めてこれ
を保持し、補正動作を行なう。
１１は流体が所定の流れ状態にあるかどうかを
検出する吸気管負圧スイツチであり、吸気管２の
負圧が一定負圧以下となつた時に作動して較正装
置１２の較正機能を停止させると共に信号選択回
路１４を作動し、出力信号として熱線流速計とし
ての電圧信号ＶDCを４乗したものに、較正装置１
２に保持されている較正機能停止直前の比例定数
Ｋを乗じて得られるＫ・Ｖ４ ＤＣすなわちV1を選択
して出力する。吸気管２が一定負圧以上となつた
時、即ち、吸気脈動が小さい場合は、吸気管負圧
スイツチ１１は作動せず、較正装置１２を作動さ
せ、熱線流速計としての出力信号V1を較正する
と共に、信号選択回路１４によりカルマン渦流速
計としての出力信号V2（周波数・電圧変換器１
０からの出力信号）を選択して出力させる。
検出する吸気管負圧スイツチであり、吸気管２の
負圧が一定負圧以下となつた時に作動して較正装
置１２の較正機能を停止させると共に信号選択回
路１４を作動し、出力信号として熱線流速計とし
ての電圧信号ＶDCを４乗したものに、較正装置１
２に保持されている較正機能停止直前の比例定数
Ｋを乗じて得られるＫ・Ｖ４ ＤＣすなわちV1を選択
して出力する。吸気管２が一定負圧以上となつた
時、即ち、吸気脈動が小さい場合は、吸気管負圧
スイツチ１１は作動せず、較正装置１２を作動さ
せ、熱線流速計としての出力信号V1を較正する
と共に、信号選択回路１４によりカルマン渦流速
計としての出力信号V2（周波数・電圧変換器１
０からの出力信号）を選択して出力させる。
即ち、第５図実施例によれば、脈動が小さく、
カルマン渦流速計としての測定精度が高い領域で
はその測定結果を出力信号とすると共に熱線流速
計を較正し、脈動が大きい領域では熱線流速計に
よる測定値に上記較正時に得られた較正結果を加
えて補正された結果を出力信号とすることによ
り、あらゆる運転条件において精度の良い、安定
な流速測定が可能となる。
カルマン渦流速計としての測定精度が高い領域で
はその測定結果を出力信号とすると共に熱線流速
計を較正し、脈動が大きい領域では熱線流速計に
よる測定値に上記較正時に得られた較正結果を加
えて補正された結果を出力信号とすることによ
り、あらゆる運転条件において精度の良い、安定
な流速測定が可能となる。
なお、上記実施例においては、スイツチ１１は
吸気管内の負圧に応じて作動して較正装置１２及
び信号選択回路１４の機能を切換えるものとして
説明したが、これは、エンジンのスロツトル開度
や燃料噴射信号のパルス幅等の、他のエンジンパ
ラメータに応じて作動するスイツチ１１とするこ
ともできる。例えば、エンジンパラメータとして
スロツトルの開度を採用する場合は、スイツチ１
１をスロツトルの一定開度によつて作動するスイ
ツチとし、スロツトルが一定開度以上の時には熱
線流速計としての出力V1を選択し、上記一定値
以下のスロツトル開度の時にはカルマン渦流速計
としての出力V2を選択する出力信号選択回路１
４とすれば良い。
吸気管内の負圧に応じて作動して較正装置１２及
び信号選択回路１４の機能を切換えるものとして
説明したが、これは、エンジンのスロツトル開度
や燃料噴射信号のパルス幅等の、他のエンジンパ
ラメータに応じて作動するスイツチ１１とするこ
ともできる。例えば、エンジンパラメータとして
スロツトルの開度を採用する場合は、スイツチ１
１をスロツトルの一定開度によつて作動するスイ
ツチとし、スロツトルが一定開度以上の時には熱
線流速計としての出力V1を選択し、上記一定値
以下のスロツトル開度の時にはカルマン渦流速計
としての出力V2を選択する出力信号選択回路１
４とすれば良い。
本発明によれば、以上説明したように、カルマ
ン渦を検出するために配置される加熱金属線に熱
線流速計としての機能をも兼ねさせることによ
り、カルマン渦流速計と熱線流速計との両者の特
性を生かし、被測定流体の流動状態に規制される
ことなく、広範囲かつ高精度に、安定した流速又
は流量を測定することができる。
ン渦を検出するために配置される加熱金属線に熱
線流速計としての機能をも兼ねさせることによ
り、カルマン渦流速計と熱線流速計との両者の特
性を生かし、被測定流体の流動状態に規制される
ことなく、広範囲かつ高精度に、安定した流速又
は流量を測定することができる。
第１図は本発明をエンジン吸入空気流量測定に
用いる場合の配置説明図、第２図は第１図の一部
拡大図とそのＸ―Ｘ断面図、第３図はカルマン渦
発生の説明図、第４図は本発明の一実施例回路
図、第５図は本発明の一実施例の全体構成のブロ
ツク図である。 符号の説明、１……エアクリーナ、２……吸気
管、３……スロツトル弁、４……渦発生体、５，
５′……加熱金属線、１０……周波数・電圧変換
器、１１……吸気管負圧スイツチ、１２……較正
装置、１３……リニアライザ、１４……信号選択
回路、２０……加熱電流制御部、３０……平均流
速検出回路、４０……流速変動検出回路。
用いる場合の配置説明図、第２図は第１図の一部
拡大図とそのＸ―Ｘ断面図、第３図はカルマン渦
発生の説明図、第４図は本発明の一実施例回路
図、第５図は本発明の一実施例の全体構成のブロ
ツク図である。 符号の説明、１……エアクリーナ、２……吸気
管、３……スロツトル弁、４……渦発生体、５，
５′……加熱金属線、１０……周波数・電圧変換
器、１１……吸気管負圧スイツチ、１２……較正
装置、１３……リニアライザ、１４……信号選択
回路、２０……加熱電流制御部、３０……平均流
速検出回路、４０……流速変動検出回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体が流れる管路内に配置された渦発生体お
よび２本の加熱金属体と、この２本の加熱金属体
の平均温度を一定に保つ加熱電流制御手段と、上
記各加熱金属体に対する加熱電圧差からカルマン
渦の発生に同期した変動流量に対応した電気信号
を検出して出力する第１の流量信号発生手段と、
上記加熱電流制御手段における加熱電流値から平
均流量に対応した電気信号を検出して出力する第
２の流量信号発生手段と、流体の流れ状態を検知
して所定の流れ状態にある時は上記第１の流量信
号発生手段からの信号を選択し所定の流れ状態に
ない時は上記第２の流量信号発生手段からの信号
を選択して出力する選択手段とを備えたことを特
徴とする流量測定装置。 ２ 上記加熱金属体は渦発生体の下流近傍にあつ
て該過発生体の中心線とほぼ平行かつ該中心線を
通る流体流れ方向の面に対しほぼ対称に設けられ
た２本の加熱金属線であり、上記第１の流量信号
発生手段は上記２本の加熱金属線それぞれが定温
度となるよう電圧を印加し、該２本の加熱金属線
間に生じる電圧差を出力する手段であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の流量測定装
置。 ３ 上記加熱金属体は渦発生体の下流近傍にあつ
て該渦発生体の中心線とほぼ平行かつ該中心線を
通る流体流れ方向の面に対しほぼ対称に設けられ
た２本の加熱金属線であり、上記第２の流量信号
発生手段は上記２本の加熱金属線それぞれが定温
度となるよう電圧を印加し、該２本の加熱金属線
に生じる電圧値を加算した電圧値を出力する手段
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項あ
るいは第２項のいずれかに記載の流量測定装置。 ４ 上記第２の流量信号発生手段は、上記２本の
加熱金属線に生じる電圧値を加算し、これを４乗
して出力する手段であることを特徴とする特許請
求の範囲第２項あるいは第３項のいずれかに記載
の流量測定装置。 ５ 流体が流れる管路内に配置された渦発生体お
よび２本の加熱金属体と、この２本の加熱金属体
の平均温度を一定に保つ加熱電流制御手段と、上
記各加熱金属体に対する加熱電圧差からカルマン
渦の発生に同期した変動流量に対応した電気信号
を検出して出力する第１の流量信号発生手段と、
上記加熱電流制御手段における加熱電流値から平
均流量に対応した電気信号を検出して出力する第
２の流量信号発生手段と、流体の流れ状態を検知
して所定の流れ状態にある時は上記第１の流量信
号発生手段からの信号を選択し所定の流れ状態に
ない時は上記第２の流量信号発生手段からの信号
を選択して出力する選択手段と、この選択手段が
上記第１の流量信号発生手段の出力信号を選択し
ている時にその出力信号により上記第２の流量信
号発生手段の出力信号を較正する較正手段とを備
えたことを特徴とする流量測定装置。 ６ 上記較正手段は、選択手段が第１の流量信号
発生手段を選択している時、該第１の流量信号発
生手段の出力信号により上記第２の流量信号発生
手段の出力信号を較正するものであることを特徴
とする特許請求の範囲第５項記載の流量測定装
置。 ７ 上記較正手段は、予かじめ定めた流体の状態
時以外は較正を停止し、該停止直前における上記
第２の流量信号発生手段の出力信号を較正する係
数を保持するようにした較正手段であることを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の流量測定装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5696279A JPS55149810A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Flow measuring apparatus |
| DE8080102497T DE3063953D1 (en) | 1979-05-11 | 1980-05-07 | Flow rate measuring apparatus having vortex-generating element and hot wire element |
| US06/147,608 US4320650A (en) | 1979-05-11 | 1980-05-07 | Flow rate measuring apparatus having vortex-generating element and hot wire element |
| EP80102497A EP0019206B1 (en) | 1979-05-11 | 1980-05-07 | Flow rate measuring apparatus having vortex-generating element and hot wire element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5696279A JPS55149810A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Flow measuring apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55149810A JPS55149810A (en) | 1980-11-21 |
| JPS6213605B2 true JPS6213605B2 (ja) | 1987-03-27 |
Family
ID=13042153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5696279A Granted JPS55149810A (en) | 1979-05-11 | 1979-05-11 | Flow measuring apparatus |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4320650A (ja) |
| EP (1) | EP0019206B1 (ja) |
| JP (1) | JPS55149810A (ja) |
| DE (1) | DE3063953D1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698614A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-08 | Nissan Motor Co Ltd | Flow senser of karman vortex street |
| JPS604408B2 (ja) * | 1980-11-19 | 1985-02-04 | 日産自動車株式会社 | カルマン渦流量計 |
| JPS57164418U (ja) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | ||
| JPS5827015A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | 自動車用空気流量計測装置 |
| JPS5832327U (ja) * | 1981-08-19 | 1983-03-02 | 三菱電機株式会社 | カルマン渦流量計 |
| JPS5892618U (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | 日産自動車株式会社 | カルマン渦流量センサの渦検出用プロ−ブ装着装置 |
| JPS58136722U (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | 三菱電機株式会社 | カルマン渦流量計 |
| AU556958B2 (en) * | 1982-03-15 | 1986-11-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Measurement of flow velocity |
| US4621929A (en) * | 1983-10-12 | 1986-11-11 | Luxtron Corporation | Fiber optic thermal anemometer |
| US4565098A (en) * | 1984-09-10 | 1986-01-21 | Fischer & Porter Company | Hybrid sensing system for vortex flowmeter |
| GB2177204B (en) * | 1985-06-26 | 1988-09-14 | British Gas Plc | Measurement of fluid flows |
| DE3732856A1 (de) * | 1987-09-29 | 1989-04-06 | Siemens Ag | Intelligenter luftmengenmesser |
| JPH0682062B2 (ja) * | 1988-12-15 | 1994-10-19 | 山武ハネウエル株式会社 | 複合流量計 |
| DE3916056A1 (de) * | 1989-05-17 | 1990-11-22 | Kuipers Ulrich | Messverfahren und vorrichtung zur massendurchfluss-, volumendurchfluss-, dichte- und/oder viskositaetsbestimmung und daraus abgeleiteten groessen |
| JP2787785B2 (ja) * | 1990-07-02 | 1998-08-20 | 山武ハネウエル株式会社 | 流量計および流量測定方法 |
| US5311762A (en) * | 1991-12-16 | 1994-05-17 | Dxl Usa | Flow sensor calibration |
| EP0763718A4 (en) * | 1994-06-03 | 1997-11-05 | Tokyo Gas Co Ltd | FLOWMETER |
| US6756571B2 (en) * | 2002-10-17 | 2004-06-29 | Hitachi, Ltd. | System and method for compensation of contamination of a heated element in a heated element gas flow sensor |
| JP4158980B2 (ja) * | 2004-07-15 | 2008-10-01 | 株式会社オーバル | マルチ渦流量計 |
| DE102009029169B4 (de) * | 2009-09-03 | 2021-11-04 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Thermischer Strömungssensor |
| EP2382865A1 (de) | 2010-04-28 | 2011-11-02 | Bayer CropScience AG | Synergistische Wirkstoffkombinationen |
| US9557344B2 (en) | 2011-07-12 | 2017-01-31 | The Hong Kong Polytechnic University | Sensor for measuring flow speed of a fluid |
| US8408071B1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-04-02 | Onicon Inc. | Enhanced vortex-shedding flowmeter |
| CA2882847A1 (en) | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Bayer Cropscience Lp | Combinations and methods for controlling turfgrass pests |
| US9556798B2 (en) * | 2013-01-28 | 2017-01-31 | General Electric Company | Systems and methods for measuring a flow profile in a turbine engine flow path |
| US20140208755A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | General Electric Company | Gas Turbine Air Mass Flow Measuring System and Methods for Measuring Air Mass Flow in a Gas Turbine Inlet Duct |
| EP3480566A1 (de) * | 2017-11-07 | 2019-05-08 | Bosch Termoteknik Isitma ve Klima Sanayi Ticaret Anonim Sirketi | Ein durchlauferhitzergerät mit durchlaufmesser |
| JP7268533B2 (ja) * | 2019-08-23 | 2023-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン制御装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2813424A (en) * | 1952-08-09 | 1957-11-19 | California Inst Res Found | Means of measuring fluid velocity |
| JPS5113428B1 (ja) * | 1970-05-09 | 1976-04-28 | ||
| US3995482A (en) * | 1973-03-30 | 1976-12-07 | Chrysler Corporation | Vortex swirl flowmeter sensor circuit |
| US3975951A (en) * | 1974-03-21 | 1976-08-24 | Nippon Soken, Inc. | Intake-air amount detecting system for an internal combustion engine |
| JPS52143858A (en) * | 1976-05-26 | 1977-11-30 | Hitachi Ltd | Air flow meter of internal combustion engine |
| JPS6047462B2 (ja) * | 1978-06-02 | 1985-10-22 | 株式会社日立製作所 | 電子制御燃料噴射装置の吸入空気量計測装置 |
-
1979
- 1979-05-11 JP JP5696279A patent/JPS55149810A/ja active Granted
-
1980
- 1980-05-07 EP EP80102497A patent/EP0019206B1/en not_active Expired
- 1980-05-07 US US06/147,608 patent/US4320650A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-05-07 DE DE8080102497T patent/DE3063953D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3063953D1 (en) | 1983-08-04 |
| JPS55149810A (en) | 1980-11-21 |
| EP0019206B1 (en) | 1983-06-29 |
| US4320650A (en) | 1982-03-23 |
| EP0019206A1 (en) | 1980-11-26 |
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