JPS63103916A - 積算流量計 - Google Patents
積算流量計Info
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- JPS63103916A JPS63103916A JP62245740A JP24574087A JPS63103916A JP S63103916 A JPS63103916 A JP S63103916A JP 62245740 A JP62245740 A JP 62245740A JP 24574087 A JP24574087 A JP 24574087A JP S63103916 A JPS63103916 A JP S63103916A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
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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
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3282—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting variations in infrasonic, sonic or ultrasonic waves, due to modulation by passing through the swirling fluid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、流れ媒体中に渦を発生するため測定管のなか
に配置されている渦発生体であって、その後ろに生ずる
渦を計数する目的の圧力上ンサを有する渦発生体と、流
量を決定するための計数装置とを含んでいる渦流量原理
による積算流量計、特に自動車の電子式燃料噴射制御装
置用の空気量針に適する積算流量計に関する。
に配置されている渦発生体であって、その後ろに生ずる
渦を計数する目的の圧力上ンサを有する渦発生体と、流
量を決定するための計数装置とを含んでいる渦流量原理
による積算流量計、特に自動車の電子式燃料噴射制御装
置用の空気量針に適する積算流量計に関する。
自動車の電子式燃料噴射制御装置にとって、吸込み空気
量を測定することは重要である。この理由から、自動車
に使用するのに適した経済的な空気流量計の開発が要請
されている。
量を測定することは重要である。この理由から、自動車
に使用するのに適した経済的な空気流量計の開発が要請
されている。
測定管のなかに取付けられた渦発生体の後ろで渦が計数
される既に公知の渦周波数流量計（“ボーテックスメー
タ”）により、流量の測定のための良好な前提が得られ
る（カー、ベー、ボンフィッヒ（Ｂｏｎｆｔｇ＋に、Ｗ
、 ）著ｒ技術的流量測定（Ｔｅｃｈｎｔｓｃｈｅ Ｄ
ｕｒｃｈｆｌｕ５ｍｅｓｓｕｎｇ ） ｓ 、ブルカー
ン出版（Ｖｕｌｋａｎ−Ｖｅｒｌａｇ ） 、エラセン
、１９７７年参照）。
される既に公知の渦周波数流量計（“ボーテックスメー
タ”）により、流量の測定のための良好な前提が得られ
る（カー、ベー、ボンフィッヒ（Ｂｏｎｆｔｇ＋に、Ｗ
、 ）著ｒ技術的流量測定（Ｔｅｃｈｎｔｓｃｈｅ Ｄ
ｕｒｃｈｆｌｕ５ｍｅｓｓｕｎｇ ） ｓ 、ブルカー
ン出版（Ｖｕｌｋａｎ−Ｖｅｒｌａｇ ） 、エラセン
、１９７７年参照）。
このような装置では、電位時間あたり運ばれる体積Ｖは
広い速度範囲内で渦周波数ｆｗに比例している。
広い速度範囲内で渦周波数ｆｗに比例している。
Ｖｇ２ｆｗ （１）その際に問題
となるのは、燃料噴射制御装置にとって重要な質量流速 Ｍ＝Ｖ・ρＬ（２） は体積流速■に空気の密度ρムを乗算して計算されなけ
ればならないこと、また空気密度または（温度が知られ
ていれば空気密度の代わりに）空気圧力に対する適当な
センサが存在しないことである。特にピエゾセンサは、
圧力の直流成分を測定し得ないために、不適当である。
となるのは、燃料噴射制御装置にとって重要な質量流速 Ｍ＝Ｖ・ρＬ（２） は体積流速■に空気の密度ρムを乗算して計算されなけ
ればならないこと、また空気密度または（温度が知られ
ていれば空気密度の代わりに）空気圧力に対する適当な
センサが存在しないことである。特にピエゾセンサは、
圧力の直流成分を測定し得ないために、不適当である。
本発明の目的は、特に自動車に使用するのに適した経済
的で信頼性の高い空気流量計を提供することである。
的で信頼性の高い空気流量計を提供することである。
この目的は、本発明によれば、冒頭に記載した種類の積
算流量針において、計数装置に追加して、渦発生体によ
り流れ媒体中に発生される渦に基づいて生ずる交番圧力
差または力差を測定するための測定装置が設けられてい
ることを特徴とする積算流量針により達成される。
算流量針において、計数装置に追加して、渦発生体によ
り流れ媒体中に発生される渦に基づいて生ずる交番圧力
差または力差を測定するための測定装置が設けられてい
ることを特徴とする積算流量針により達成される。
本発明の有利な実施例は特許請求の範囲第２項以下にあ
げられている。
げられている。
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明によれば、前記の問題点は、渦発生体における渦
計数に追加して、渦に基づいて生じ、向きが交互に変わ
る交番圧力差（または力差）が測定され、また密度の決
定のために利用されることにより解決される。このよう
な圧力差または力差の変化はピエゾ−曲げ変換器により
簡単な仕方で検出され得る。すなわち、渦が生ずる際に
渦発生体は、回転の向きが渦周波数により周期的に変わ
り、また速度ＶＬＩが流速Ｖに比例している渦流成分に
より環流される。すなわち第１図において、■は測定管
、２は渦発生体、３．３′は圧力検出体、４は環流、５
．５′は発生した渦、６．６′は超音波変換器、７は超
音波測定ルートである。
計数に追加して、渦に基づいて生じ、向きが交互に変わ
る交番圧力差（または力差）が測定され、また密度の決
定のために利用されることにより解決される。このよう
な圧力差または力差の変化はピエゾ−曲げ変換器により
簡単な仕方で検出され得る。すなわち、渦が生ずる際に
渦発生体は、回転の向きが渦周波数により周期的に変わ
り、また速度ＶＬＩが流速Ｖに比例している渦流成分に
より環流される。すなわち第１図において、■は測定管
、２は渦発生体、３．３′は圧力検出体、４は環流、５
．５′は発生した渦、６．６′は超音波変換器、７は超
音波測定ルートである。
Ｖｕａ２Ｖ＝Ｖ／Ｆ （３）ここで、
Ｆは測定管の断面積である。
Ｆは測定管の断面積である。
渦発生体の側面の双方を流れる全速度Ｖ１、Ｖ２は流速
および環流の速度の和として生ずる。
および環流の速度の和として生ずる。
ｖ１２＝ｖ＋ｖｌ （４）う
従って、渦発生体の両側面に作用する圧力ｐ１、ｐ２は
１）１，２＝ｐｏ＋ρＬ ０（ｖ １，２） ”＃ｐ
ｏ＋ρＬ ’ （ｖ＋Ｖｕ）’ （５）ここで
、ｐｏは測定管内の静圧である。これから、両側面の間
の圧力差Δｐが生ずる。
ｏ＋ρＬ ’ （ｖ＋Ｖｕ）’ （５）ここで
、ｐｏは測定管内の静圧である。これから、両側面の間
の圧力差Δｐが生ずる。
Δｐ＃４ｖｖＵ゛ρＬ８２ρＬ゛ｖ２ （６）こう
して質量流速は下式で表される。
して質量流速は下式で表される。
Ｍ＝Ｖ・ρＬ ＠２ ｆ Ｗ ”Δｐ／ｆｗ２＝Δｐ
／ ｆ ｗその際に渦の周波数は、既に提案されている
ミルク積算流量針の場合のように、周期的差圧交番の周
波数の測定により決定され得る。
／ ｆ ｗその際に渦の周波数は、既に提案されている
ミルク積算流量針の場合のように、周期的差圧交番の周
波数の測定により決定され得る。
圧力差は流速の二乗に比例して減少するので、周波数決
定を超音波による渦検出により行うことも有利であり得
る。なぜならば、超音波による渦検出の場合、測定信号
の振幅が流速の一乗に比例して減少するからである。そ
の際に最も下の測定範囲内で、もし圧力差測定が流速の
二乗に比例する振幅減少のためにもはや十分な信号を供
給しないならば、本発明による方法の利点を放棄して、
少なくともなお流速■が測定され得る。圧力差または超
音波による渦検出の際の信号振幅と流速との間の二乗ま
たは一乗関係は第２図に示されている。信号は後述する
第３ｂ図による組み込まれたピエゾ−曲げ変換器を有す
る渦発生体で測定された。第２図において旧は超音波検
出、○は差圧を示し、破線は一乗関係、一点鎖線は二乗
関係を示す。Ｖ□は１．２６ ・１０” ｎ−ｒ （φ
＝４０龍）（Ｄ断面積において１０１／ｈである。比較
のために第２図には、渦の超音波検出により空気に対し
て最適化された渦発生体において他の文献でなされた提
案に従って得られた撮Ｗ値が×で記入されている。
定を超音波による渦検出により行うことも有利であり得
る。なぜならば、超音波による渦検出の場合、測定信号
の振幅が流速の一乗に比例して減少するからである。そ
の際に最も下の測定範囲内で、もし圧力差測定が流速の
二乗に比例する振幅減少のためにもはや十分な信号を供
給しないならば、本発明による方法の利点を放棄して、
少なくともなお流速■が測定され得る。圧力差または超
音波による渦検出の際の信号振幅と流速との間の二乗ま
たは一乗関係は第２図に示されている。信号は後述する
第３ｂ図による組み込まれたピエゾ−曲げ変換器を有す
る渦発生体で測定された。第２図において旧は超音波検
出、○は差圧を示し、破線は一乗関係、一点鎖線は二乗
関係を示す。Ｖ□は１．２６ ・１０” ｎ−ｒ （φ
＝４０龍）（Ｄ断面積において１０１／ｈである。比較
のために第２図には、渦の超音波検出により空気に対し
て最適化された渦発生体において他の文献でなされた提
案に従って得られた撮Ｗ値が×で記入されている。
両方法による同時の渦検出の際に、超音波により得られ
た測定値から感度または測定精度の向上のために圧力差
評価のための設定値、たとえば評価範囲または増幅率の
ためのものが導き出され得る。特に、超音波評価により
得られた信号と圧力差評価により得られた信号との間の
連関性は、非常に弱い信号をもの評価し７得る連関性の
ある信号評価技術（たとえば同期整流）の採用を可能に
する。
た測定値から感度または測定精度の向上のために圧力差
評価のための設定値、たとえば評価範囲または増幅率の
ためのものが導き出され得る。特に、超音波評価により
得られた信号と圧力差評価により得られた信号との間の
連関性は、非常に弱い信号をもの評価し７得る連関性の
ある信号評価技術（たとえば同期整流）の採用を可能に
する。
もちろん信号は、超音波ルートが渦発生体の下流に位置
する場合にのみ連関性である。このことから、流れ方向
を認識し、さらには逆方向の流速を圧力差評価のみによ
り測定することも可能となる。
する場合にのみ連関性である。このことから、流れ方向
を認識し、さらには逆方向の流速を圧力差評価のみによ
り測定することも可能となる。
第３図ａ、ｂ、ｃには例として交番差圧または交番差力
に対する組み込まれたピエゾ−曲げ変換器を有する渦発
生体の形態が示されている。１は渦発生体、２．２′は
ピエゾ−曲げ変換器、３は電気導線、１′は渦発生体の
支持部分、１″は埋め込まれたピエゾ−曲げ変換器を有
する可能性材料（ゴム）から成る渦発生体である。
に対する組み込まれたピエゾ−曲げ変換器を有する渦発
生体の形態が示されている。１は渦発生体、２．２′は
ピエゾ−曲げ変換器、３は電気導線、１′は渦発生体の
支持部分、１″は埋め込まれたピエゾ−曲げ変換器を有
する可能性材料（ゴム）から成る渦発生体である。
第１図は本発明による渦流量計の概要図、第２図は超音
波による検出および渦発生体における差圧の測定の際の
決定信号の信号振幅と流速との間の関係を示すグラフ、
第３図ａ ％ ｂ ％ Ｃは本発明による組み込まれた
ピエゾ−曲げ変換器を有する渦発生体の種々の実施例の
概要図である。 １・・・測定管、２・・・渦発生体、３・・・電気端子
、４．５・・・渦、６・・・超音波変換器、７・・・測
定ルート、２２・・・ピエゾ−曲げ変換器。 ＦＩＧ １ ＦＩＧ ３ａ ＦＩＧ ３ｂ ＦＩＧ ３ｃ
波による検出および渦発生体における差圧の測定の際の
決定信号の信号振幅と流速との間の関係を示すグラフ、
第３図ａ ％ ｂ ％ Ｃは本発明による組み込まれた
ピエゾ−曲げ変換器を有する渦発生体の種々の実施例の
概要図である。 １・・・測定管、２・・・渦発生体、３・・・電気端子
、４．５・・・渦、６・・・超音波変換器、７・・・測
定ルート、２２・・・ピエゾ−曲げ変換器。 ＦＩＧ １ ＦＩＧ ３ａ ＦＩＧ ３ｂ ＦＩＧ ３ｃ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）流れ媒体中に渦を発生するため測定管のなかに配置
されている渦発生体であって、その後ろに生ずる渦を計
数する目的の圧力センサを有する渦発生体と、流量を決
定するための計数装置とを含んでいる渦流量原理による
積算流量計において、計数装置に追加して、渦発生体（
２）により流れ媒体中に発生される渦に基づいて生ずる
交番圧力差または力差を測定するための測定装置が設け
られていることを特徴とする積算流量計。 ２）測定装置が渦発生体（２）から下流側に配置されて
おり、また測定装置が、放出される渦を測定するため流
れ媒体を通ってその流れ方向に対して横に延びている測
定ルート（７）を中間に形成する２つの超音波変換器（
６、６′）を含んでいることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の積算流量計。 ３）超音波変換器（６、６′）がピエゾ−曲げ変換器で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の積算
流量計。 ４）直径上に向かい合っている超音波変換器（６、６′
）が測定管（１）の壁に組み込まれていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項または第３項記載の積算流量
計。 ５）渦発生体（２）が導電性の材料から成り、また一つ
にまとめられたピエゾ−曲げ変換器（２２、２２′）を
有し、また渦発生体（２）およびピエゾ−曲げ変換器（
２２、２２′）がそれぞれ１つの電気端子（３、３′）
を設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２
項または第３項記載の積算流量計。 ６）渦発生体（２）の導電性の保持部（２′）に１つの
ピエゾ−曲げ変換器（２２′）が取付けられており、ま
たピエゾ−曲げ変換器（２２′）が２つの電気端子（３
、３′）を有することを特徴とする特許請求の範囲第２
項または第３項記載の積算流量計。 ７）渦発生体（２）が可撓性の材料、特にゴムから成り
、そのなかに１つのピエゾ−曲げ変換器（２２″）がモ
ールドインされており、またモールドインされピエゾ−
曲げ変換器（２２″）が２つの電気端子（３、３′）を
有することを特徴とする特許請求の範囲第２項または第
３項記載の積算流量計。 ８）渦の周波数が、周期的な圧力差の交番周波数の測定
により決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第７項のいずれか１項に記載の積算流量計。 ９）渦の周波数の決定が超音波による渦検出により行わ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７
項のいずれか１項に記載の積算流量計。 １０）渦の周波数の決定が同時に周期的な圧力差の交番
周波数の測定によっても超音波による渦検出によっても
行われ、またこれらの両決定方法から測定感度および（
または）測定精度の向上のために圧力差評価、すなわち
たとえば評価帯域幅および（または）増幅率の設定値が
導き出されることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第９項のいずれか１項に記載の積算流量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3633222.4 | 1986-09-30 | ||
| DE3633222 | 1986-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103916A true JPS63103916A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=6310690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62245740A Pending JPS63103916A (ja) | 1986-09-30 | 1987-09-28 | 積算流量計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0262436B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63103916A (ja) |
| DE (1) | DE3775507D1 (ja) |
| ES (1) | ES2028011T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022515795A (ja) * | 2018-12-24 | 2022-02-22 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 渦流量計及び流量測定方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202018006278U1 (de) | 2018-11-02 | 2019-10-29 | Samson Aktiengesellschaft | Feldgerät und Durchflussmesser für ein Feldgerät |
| US10845224B2 (en) | 2018-12-03 | 2020-11-24 | Saudi Arabian Oil Company | Ultrasonic flow measurement for multiphase fluids using swirl blade section causing vortical flow for central gas flow region |
| DE102020104191B4 (de) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | Samson Aktiengesellschaft | Bestimmen eines Mischungsverhältnisses zweier Flüssigkeiten an einem 3-Wege-Mischventil |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2408119A1 (fr) * | 1977-11-04 | 1979-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | Debitmetre utilisant la rue des vortices de karman |
| DD141352A1 (de) * | 1979-02-09 | 1980-04-23 | Gisela Schmiedeberg | Anordnung zur wirbel-volumenstrommessung |
| DE3032578C2 (de) * | 1980-08-29 | 1983-11-03 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen und dichteunabhängigen Bestimmung des Massenstroms |
| US4404858A (en) * | 1981-10-26 | 1983-09-20 | Ford Motor Company | Velocity and mass air flow sensor |
-
1987
- 1987-09-02 DE DE8787112821T patent/DE3775507D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-02 ES ES198787112821T patent/ES2028011T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-02 EP EP87112821A patent/EP0262436B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-28 JP JP62245740A patent/JPS63103916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022515795A (ja) * | 2018-12-24 | 2022-02-22 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 渦流量計及び流量測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0262436A1 (de) | 1988-04-06 |
| ES2028011T3 (es) | 1992-07-01 |
| EP0262436B1 (de) | 1991-12-27 |
| DE3775507D1 (de) | 1992-02-06 |
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