JPS6235265A - 流速検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、流量を制御する場合に、流体の速度を検出す
る流速検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、流体の速度をデジタル変換する手段の一例として
、第３図に示すように、流れ１の途中に羽根車２を設け
１羽根車２の回転数を第４図に示すような方法でデジタ
ル信号に変換していた。

第４図において、回転軸３は羽根車２と同軸であり、パ
ルスエンコーダ４から出力されるパルスは、羽根車２の
回転数と同期したものとなり、前記パルスの周期を電圧
に変換するＦ／Ｖ変換器５からの出力をデジタル信号化
するＡ／Ｄ変換器６のデジタル量は、流れ１の速度に比
例して変わる羽根車の回転数と正比例することとなる。

７はマイクロコンピュータで、Ａ／Ｄ変換器６の出力を
受けて流量を計算表示する。なお４ａは発光体、４ｂは
光電変換素子である。

次に、第５図に他の従来例を示す。同図において流れ１
の中に設けた中洲８は、流れ１の速度に応じてほぼ決ま
った数のカルマン渦列９を発生させる。カルマン渦列９
の数に応じてバイブレータ１０は一定の周波数で振動を
するため、その周波数を圧電素子１１で電圧に変換し、
その出力をさらにＡ／Ｄ変換することによって流れ１の
速度に比例したデジタル量を得ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の流速検出装置では、流体のもつエネルギーに直接
大きな負荷をかけるため、精度の高い流量の制御が不可
能となるばかりでなく、検出によってキャビテーション
などが発生し、レイノルズ数以下の流量を制御すること
が困戴であった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、流れの中にピト
ー管を置き、それによって作り出された総圧と静圧の圧
力差によって流体の速度を検出し、デジタル信号に変換
する流速検出装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の流速検出装置は、流れの中に、先端の孔を流れ
の方向に向けて置いたピトー管と、このピトー管の総圧
管と静圧管を流体的に接続したＵ字管と、このＵ字管内
に設けた導電性流体と、この導電性流体にＤＣ電圧を印
加する電圧印加手段と、前記導電性流体の液面付近にお
ける。前記Ｕ字管内に、軸方向に等間隔に並べた複数個
の電極と、この電極からの出力をデジタル信号に変換す
るデコーダとを有するものである。

（作　用） 本発明の流速検出装置は、流れの中にピトー管を、先端
の孔を流れの方向に向けて置くことにより、流れは、ピ
トー管の前面のある点（よどみ点）でせき止められて、
そこから流れが両側に分れる。

この流速が０となるよどみ点を通る流線にベルヌーイの
定理を適用すると、高さの差を無視して、Ｐ、、十、ρ
ｕ　ａｏ２　＝：　ｐ２ ここで、Ｐ：圧力、ρ：密度、Ｕ：流速となる。ここに
添字ωは物体の影響のないはるか遠い点での値を意味す
る。上式は、よどみ点では圧力が（１／２）ρＵ〜だけ
増加することを示している。

Ｐ〜（静圧）と、前記圧力の増加分（動圧の和）、Ｐ。

（総圧）はそれぞれ、第６図に示すような、管の先端に
あけた穴１２および管の側面に開けた穴１３によって、
総圧管１４および静圧管１５に表われる。ここで、２つ
の圧力差を測れば、次式 により流れの速度Ｕ〜を求めることができる。

前記総圧と静圧の差は、第７図に示すように総圧管１４
と静圧管１５に流体的に接続したＵ字管１６内に設けた
液体の液面差１７となって表われる。前記液体に用いた
導電性流体は、電圧印加手段１８によってＨｉ電位に保
たれ、液面１７ａより上の電極１９ａがらはＬｏ、下の
電極１９ｂからはＨｉが出力されるため、この出力をデ
コーダによってデジタル信号に変換すれば、流れの速度
Ｕ〜は、前記デコーダより出力されるデジタル量に比例
することになり、それをマイクロコンピュータに取り込
むことになる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の流速検出装置の模式図である。

同図において、第３図ないし第７図に示したものと同一
部分については同一番号を付し、その説明を省略する。

第１図において、流れ１の中に置かれたピトー管２０の
総圧管１４および静圧管１５に接続したＵ字管１６の中
の導電性流体に、Ｕ字管１６の中央の湾曲部の内壁に設
けた電極２１に通電することによって印加した電位は、
前記導電性流体の液面１７ａ付近の内壁に設けた複数個
の電極２２の、液面１７ａより下のものだけに印加され
る。電極２２はデコーダ２３に接続され、デジタル信号
に変換されてマイクロコンピュータ７に取り込まれる。

デコーダ２３は図示のようにＮＡＮＤ回路２３ａおよび
ＮＯＲ回路２３ｂから構成されており、入力に対して、
第２図に示すような出力が得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、流れの中にピトー管を置き、それによ
って作り出された総圧と静圧の圧力差によってＵ字管と
Ｕ字管内に設けた導電性流体と、これにＤＣ電圧を印加
する手段と、導電性流体の液面付近におけるＵ字管内に
軸方向に等間隔に並べた複数個の電極とによって、流速
に応じてレベルの変化するデジタル符号化を作り出し、
それをデコーダによってデジタル信号に変換することに
よって、従来の流速検出のように流れに負荷をかけるこ
となく測定できるようになり、レイノルズ数を下回る流
景の正確な測定、制御が容易となり、実用上の効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における流速検出装置の模式
図、第２図は同デコーダの入力に対する出力示す図、第
３図および第４図は従来例の流速検出装置の模式図、第
５図は同じく他の従来例の模式図、第６図はピトー管の
断面図、第７図はＵ字管の模式図である。 １　・・・流れ、　２・・・羽根車、　３　・・・回転
軸、４　・・・パルスエンコーダ、　５　・・・Ｆ／Ｖ
変換器、６・・・Ａ／Ｄ変換器、　７・・・マイクロコ
ンピュータ、　８　・・・中洲、　９　・・・カルマン
渦列、１０・・・バイブレータ、１１・・・圧電素子、
１２・・・先端にあけた穴、１３・・・側面にあけた穴
、１４　　・・総圧管、１５・・・静圧管、１６・・・
Ｕ字管、１７・・・液面差、１７ａ・・・液面、１８・
・・電圧印加手段、１９ａ・・・液面より上の電極、１
９ｂ　　・・液面より下の電極、２ｏ川　ピｌ−−管、
２１・・・電圧印加電極、２２・・・入力電極、２３・
・・デコーダ。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第１図 ２３　　デ゛つ−フ゛ 第２図 第５図 ９　・　フ・レマンう吻１・１ １１　　　之１１ 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流れの中に、先端の孔を流れの方向に向けて置いたピト
   ー管と、該ピトー管の総圧管と静圧管を流体的に接続し
   たＵ字管と、該Ｕ字管内に設けた導電性流体と、該導電
   性流体にＤＣ電圧を印加する電圧印加手段と、前記導電
   性流体の液面付近における、前記Ｕ字管内に、軸方向に
   等間隔に並べた複数個の電極と、該電極からの出力をデ
   ジタル信号に変換するデコーダとを有することを特徴と
   する流速検出装置。