JPS63269018A - 渦流量計 - 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］ 本発明は測定精度の向上を図った渦流量計に関する。

Ｕ従来の技術］ 渦流量計はカルマン渦流は計とも言われ、第４図に示す
ように、流体が均一な流速となって矢印で示すように流
れるようになった円管１内に、この円管１の径方向に柱
状体２を設けると、この柱状体２の下流側に規則正しい
渦が発生、消滅を繰返すいわゆるカルマン渦と言われる
用象が発生することを利用した流量計である。第４図に
おいて、渦の発生部分は符＠Ａによって示されている。

この渦の発生消滅の周波数がほぼ流速に比例することか
ら、このこの周波数を検知することで円管１内の流体の
流速を求めることができる。通常はこの渦の発生消滅の
周波数を電気信号に変換して、流速を求めているが、そ
の変換方式には様々なものがあり、用途によってその方
式は使い分けられている。

第５図は従来用いられている渦流量計の柱状体２の一例
を示す図であり、柱状体の下流側にダイヤフラム３を介
して尾部４を取付け、この尾部４と柱状体２との間にス
トレインゲージ５を組込／ｖである。これにより、カル
マン渦の発生消滅により尾部４に加わる力の変化を前記
ストレインゲージ５で検出し、渦の発生消滅の周波数を
検出するようにしている。

また、第６図は他の周波数検出手段を示す図であり、柱
状体２内に収容孔６を形成し、この収容孔６と柱状体２
の外部と連通ずる２つの導圧管７．８を柱状体２に形成
し、更にこの収容孔６内にセンサ用の軽いボール９を挿
入している。これにより、流体の流れで発生消滅する渦
による局所的な圧力の変化を導圧管７，８で差圧として
取出して、ボール９の上下動の変化により、コイル１０
に電圧を発生させ、渦の周波数を検出するようにしてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ カルマン渦の発生消滅の周波数を検出する方式には上述
したように種々のものがあるが、渦流量計において共通
した技術的解決課題としては、検出される信号の中に重
畳される雑音がある。この重畳される雑音は柱状体２の
回りを流れる流体が必ずしも均一な流れとなっていない
ことがら起因している。なぜならば、上述したように、
渦の全発生消滅による周波数はほぼ流速に比例しており
、柱状体２の側面に沿って流れる流体の流速が均一であ
れば、雑音は小さくなるが、円管１の中央に柱状体２を
設けた場合には、柱状体２の側面の流速はか必ずしも均
一となっていないからである。

このために、柱状体２の長手方向の位置によって発生す
る渦の周波数が異なり、これらの合成波信号が電気信号
として検出されることになり、多くの雑音成分を含んだ
振動波形が得られることになる。

第７図は円管１内の柱状体２の後方に形成される流体の
流速分布を示す図であり、円管１が真直ぐであり、長さ
が直径に比べて充分に長いならば、円管１の中心軸に対
象となり、中央部では流速が高く円管１の内面に近づく
につれて流速が低くなる。

したがって、渦の発生消滅の周波数から流速を求める場
合には、このよシな流速分布によって上述のような雑音
成分を含んだ検出波形から、基本的な周波数を求める必
要があるるために、雑音成分を除去するための計測回路
が複雑となり、主として周波数が低い低流速域の流速測
定の精度が低下することになる等の問題点が生じている
。

そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、柱状体の回りの流体の流速を均
一にし、基本波形以外の雑音成分を除去して渦流量計の
測定精度を向上することを目的とする。

［問題点を解決するための手段） この目的を達成するための本発明の渦流量計は、流体が
流れる円管内に当該円管の径方向に伸びる柱状体を５２
は、前記柱状体の下流で発生消滅を繰返す渦の発生消滅
の周波数から流口を求める渦流量計において、前記柱状
体の長手方向に平行でかつ前記流体の流れに平行な平板
を前記柱状体から所定の隙間を隔てて前記柱状体の両側
に設けたことを特徴する。

［作用コ 上述の本発明によれば、柱状体の両側にはこの柱状体か
ら所定の間隔を隔てて平板が設けられていることから、
これらの平板と柱状体との間の隙間内における流体の流
速は全体的にほぼ均一となり、この隙間内においては流
体の流速に対応した一定のカルマン渦が発生消滅を繰返
すことになり、この渦の周波数から柱状体内に組込まれ
た周波数検出手段によって渦の周波数を検出すると、ノ
イズ成分がなく、高精度の流速を求めることが可能とな
り、流速の測定精度が大幅に向上することとなった。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図（Ａ）（Ｂ）は本発明の一実施例に係る渦流は計
を示す断面図である。第１図（Ａ）は本発明の流措計を
示す縦断面図であり、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ＞の横
断面図である。

円管１内にはガスや液体等の種々の流体が流れるように
なっており、この円管１内には円管１の径方向に伸びる
柱状体２が設けられている。この柱状体２によって、こ
れの下流側にはカルマン渦Ａが発生消滅を繰返すことに
なる。

この柱状体２の両側にはこの柱状体２から所定の間隔Ｂ
を隔てて平板１２が設けられており、この平板１２は柱
状体２の長手方向に平行でかつ流体の流れに平行となっ
ている。これにより、隙間Ｂ内つまり柱状体２の周辺の
流速がほぼ均一となり、この隙間Ｂ内においては発生消
滅を繰返すカルマン渦は流体の流速に対応した所定の周
波数となる。この周波数は上述したように柱状体２内に
組込まれた第５図或いは第６図に示す周波数検出手段に
よって検出される。

第２図は本発明の他の実施例に係る渦流量計を示す図で
あり、平板１２の形状のみが前記実施例の場合と相違し
他の構造は前記実施例と同様となっている。この場合に
は、前記実施例における平板１２が円管１の内面に固定
されていたのに対して、この平板１２をそれぞれ脚部７
３を有する横断面コの字形状に形成し、柱状体２と円管
１との間に２つの平板１２を設置するようにしている。

この場合でも前記実施例における場合と同様に隙１’Ｊ
Ｂ内の流体の流れが均一化して柱状体２の周辺に所定の
渦が発生消滅を繰返すことになる。

第３図は本発明の更に他の実施例に係る渦流量計を示す
図であり、この場合には脚部１３の先端が柱状体２の長
手方向端部に向けて傾斜している。

このように平板１２の取付は方式としては種々の構造に
３２定することができる。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、円管内に取付けられた柱
状体の両側には柱状体から所定の間隔を隔てて平板を設
けている。この平板によって柱状体と平板との間の隙間
内における流体の流れが全体的にほぼ均一となり、流体
のうち柱状体の下流側に発生する渦は流体の流速に対応
した所定の周波数で発生消滅を繰返すことになり、不均
一の流れの存在に起因するノイズ要因がなくなり、この
ノイズ除去のための計測回路が簡単となり、より精度の
高い渦流量計が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の一実施例に係る渦流量計を示す
縦断面図、第１図（Ｂ）は第１図（１の横断面図、第２
図及び第３図はそれぞれ本発明の他の実施例に係る渦流
量計を示す横断面図、第４図は渦流量計の円管内で発生
消滅を繰返すカルマン渦の状態を示す斜視図、第５図は
円管内で発生消滅を繰返す渦の周波数を検出するために
柱状体に設けられた周波数検出手段を示す断面図、第６
図はこの周波数検出手段の他の例を示す斜視図、第７図
は円管内における流体の流速分布を示す断面図である。 図中 １・・・円管、２・・・柱状体、１２・・・平板。 １１人代理人　弁理上　前用情夫 第１図 （Ａ〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
Ｂ）第２図　　　　　　第３図 １３　　　　　　１３　　　　　　　　　　　　　１Ｊ
　　　　　　　ｔ、：第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体が流れる円管内に当該円管の径方向に伸びる柱状体
   を設け、前記柱状体の下流で発生消滅を繰返す渦の発生
   消滅の周波数から流量を求める渦流量計において、前記
   柱状体の長手方向に平行でかつ前記流体の流れに平行な
   平板を前記柱状体から所定の隙間を隔てて前記柱状体の
   両側に設けたことを特徴とする渦流量計。