KR920009907B1 - Swirling flow meter - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도 내지 제3도는, 본 발명의 와유량계의 구성을 나타내는 개요설명도로써,1 to 3 are schematic explanatory diagrams showing the configuration of the vortex flow meter of the present invention.
제1도는, 평면 단면도,1 is a planar cross-sectional view,
제2도는, 측면 단면도,2 is a side cross-sectional view,
제3도는, 흐름 방향에서 본 정면 단면도이고,3 is a front sectional view seen from the flow direction,
제4도는, 열센서로 부터의 신호 검출회로,4 shows a signal detection circuit from a column sensor,
제5도는 내지 제7도는, 본 발명의 공기 유량 측정에 있어서의 파형 관측의 예를 나타내는 도면이다.FIG. 5: is a figure which shows the example of waveform observation in the air flow measurement of this invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 유로 2 : 와류 발생체1: Euro 2: Vortex generator
5 : 차동 증폭회로 6 : 트리거 회로5
7 : 출력단자 11 : 유로관벽7: output terminal 11: flow path wall
21, 22, 23 : 와류 발생소자 31, 32 : 열 센서21, 22, 23: vortex
41, 42 : 설정온도 가열 회로 41a, 41b : 증폭기41, 42: set temperature heating circuit 41a, 41b: amplifier
101, 102, 103 : 와류 311 : 열선101, 102, 103: Vortex 311: hot wire
312 : 프레임 313 : 단선 프레임312 frame 313: disconnection frame
314 : 보호 지지구 315, 316 : 리이드선314: protective support 315, 316: lead wire
Tr1, Tr2: 트랜지스터Tr 1 , Tr 2 : Transistor
R11, R12, R21, R22, R31, R32, R41, R42, R51, R52, R61, R62, R71, R72, R81, R82: 저항R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , R 41 , R 42 , R 51 , R 52 , R 61 , R 62 , R 71 , R 72 , R 81 , R 82 : resistance
RS1, RS2: 저항R S1 , R S2 : resistance
본 발명은, 와류량계, 더욱 상세하게는 와류량계에 있어서의 와류 검출에 관한 것이다.The present invention relates to vortex detection in a vortex flowmeter, and more particularly in a vortex flowmeter.
종래에 있어, 와류량계는, 카르만와류(Karman swirling flow)주파수가 유속에 비례하는 것을 이용하는 것으로서, 통상, 와류신호는 많은 고주파, 저주파의 잡음을 포함하고있지만, 이들의 잡음성분의 필터로써 제거되어 정현파신호에 가깝게 정형되어, 펄스 신호로서 출력된다.Conventionally, the vortex flowmeter uses a Karman swirling flow frequency proportional to the flow rate. Usually, the eddy current signal includes a lot of high frequency and low frequency noise, but is removed by a filter of these noise components. It is shaped close to the sine wave signal and output as a pulse signal.
와류신호의 검출은, 와류발생체에 작용하는 양력(揚力)에 의하여 와류 발생체에 생기는 변형, 또는 응력의 변화, 와류발생체에 작용하는 압력의 변화, 또는 와류의 발생 그 자체를, 열적변화, 초음파 전파속도의 변화등에 의하여 검출하고 있다.The detection of the vortex signal is a thermal change in the deformation or stress generated in the vortex generator due to the lifting force acting on the vortex generator, the change in the pressure acting on the vortex generator, or the generation of the vortex itself. This is detected by the change of the ultrasonic wave propagation speed.
이들의 와류신호에 관하여 보면, 전자는 피측정유채의 밀도에 비례하고, 유속의 제곱에 비례한 신호로 되기 때문에, 유속의 측정 범위에 있어서, 신호레벨을 일정하게 하기위하여서는 주파수의 1/2승의 게인(Gain)을 가진 증폭회로를 필요로 한다.As for these eddy current signals, the former is a signal proportional to the density of the rapeseed to be measured and proportional to the square of the flow rate. Therefore, in order to make the signal level constant in the measurement range of the flow rate, 1/2 of the frequency is used. An amplification circuit with gain of power is required.
이경우에, 저역에 있어서는 게인은 매우 커지지만, 신호에도 진동등의 저주파의 잡음이 많아지기 때문에 적은 유량 영역에 있어서 잡음 영향이 커진다.In this case, the gain becomes very large in the low range, but the noise effect increases in the low flow rate region because the signal of the low frequency such as vibration increases in the signal.
이때문에, 적은 유량영역의 신호를 차단하도록 하고 있지만, 차단하면 유량범위를 크게할 수가 없다는 문제점이 있다.For this reason, although the signal of a small flow area is interrupted | blocked, there exists a problem that a flow volume range cannot be enlarged when it blocks.
이에 대하여 후자에 있어서는 와류에 의하여 발생하는 흐름의 부분적 변화, 밀도변화 등에 의하여 발생하는 물리적 현상을 검출하는 것이고, 따라서, 와류검출은 유속에 비례한 응답성을 가진 검출기로서 족하므로, 전자에 비하여 유리하다. 와류자체를 검출하는 방식의 대표적인 예로서, 와류에 의하여 발생되는 흐름에 따른 저항체의 방열을 이용한 것을 들 수 있지만, 이 저항체는 와류발생체의 앞면, 와류발생체 내부, 와류발생체의 뒷면등에 배치되어 있었다.On the other hand, in the latter case, the physical phenomenon caused by partial change in density, density change, etc. caused by the vortex is detected. Therefore, the vortex detection is sufficient as a detector having a responsiveness proportional to the flow rate, which is advantageous compared to the former. Do. As a representative example of the method of detecting the vortex itself, it is possible to use the heat radiation of the resistor due to the flow generated by the vortex, but the resistor is disposed on the front side of the vortex generator, inside the vortex generator, and the back side of the vortex generator. It was.
와류의 열적 검출방법은 초음파의 와류에 의한 진폭 또는 위상변조를 이용하는 방법과는 달리 간편하고 저렴하게 할 수 있고, 검출소자의 선택에 의하여서는 고감도의 검출이 가능하다는 특징을 가지고 있지만, 그 반면에, 흐름에 포함되는 란류(亂流)의 잡음성분도 검출하기 때문에, 에러펄스가 발신하는 일이 많고, 이것을 제거하기 위하여 와신호주파수에 추종하는 트래킹필터 등의 잡음제거회로가 필요하고, 이점에서 가격이 상승되었다.The thermal detection method of the vortex is simple and inexpensive, unlike the method using the amplitude or phase modulation by the vortex of the ultrasonic wave. In addition, since the noise components of the streams included in the flow are also detected, error pulses are often transmitted, and noise removal circuits such as a tracking filter that follows the eddy signal frequency are required to remove them. This has risen.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 와류의 직접 검출의 이점을 살리는 조건으로서, 열센서를 사용하고, 이 열센서의 S/N(신호대 잡음비)의 가장 양호한 배치를 실험에 의하여 정한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, using a thermal sensor as a condition to take advantage of the direct detection of vortices, and experimenting on the best arrangement of S / N (signal-to-noise ratio) of the thermal sensor. It is decided.
이 결과, 열센서의 가장 양호한 위치는, 와류발생체의 하류이며, 와류발생체가 배열설치되어 있는 유로의 안쪽벽과, 와류열과의 사이의 범위라는 것이 확인되고, 이 위치에 있어서는 광범위한 유량범위에 있어서 S/N는 극히 우수하므로, 복잡하고도 고가인 트래킹필터가 불필요하게 되었다.As a result, it is confirmed that the best position of the thermal sensor is downstream of the vortex generator, and is within a range between the inner wall of the flow path where the vortex generator is arranged and the vortex heat. S / N is extremely good, thus complicated and expensive tracking filter is unnecessary.
[실시예]EXAMPLE
본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는, 본 발명의 1실시예를 설명하기 위한 평면도면도이고, 제2도는, 측면 단면도이고, 제3도는, 흐름방향에서 본 정면 단면도이며, 도면중, (1) 은 유체의 유로이고, 이 유로(1)의 중앙에는 흐름(Q)에 대향하여 와류발생체(2)가 배열설치되어 있다.FIG. 1 is a plan view for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view, FIG. 3 is a front sectional view seen from the flow direction, in which, (1) is a fluid flow path, In the center of the flow path 1, a
이 와류발생체(2)는, 바닥면이 하류측에 있는 이등변 삼각형의 단면을 가진 와류발생소자(21)와, 이 와류발생소자(21)의 하류측에 상기의 와류발생소자(21)와 소정의 간격을 두고 배열설치된 평편한 판인 와류발생소자(22)와, 이 와류발생소자(22)의 뒷쪽흐름측에 상기 소정과 동일한 등간격을 두고 배열설치된 단면이 T자 형상의 와류발생소자(23)와의 복합와류 발생소자로 이루어져 있어, 안정된 와류발생체(2)를 구성하고 있다.The
또한, 와류발생체(2)는 상술한 구성의 것에 한정되지 않고, 예를들면, 삼각형상, 기타의 것이라도 좋다. (31), (32)는 열센서이며, 그것들은 구성, 형상등의 수단이 동일한 것이고, 와류발생체의 하류에 와류열(VS)과 유관벽(11)과의 사이에 배열설치되어 있다.In addition, the
열센서(31), (32)는 니켈 등 도전성의 L자 형상의 탄성체의 프레임(312)과, 단선 프레임(313)과, 이프레임(312), (313)과의 사이에 용착시킨 백금선 등의 열선(311)과 프레임(312), (313)과를 절연하여 보호지지하는 보호지지구(314)등으로 되어 있고, 리이드선(315), (316)에 의하여 제4도의 검출회로에 도입된다. 열센서(31)의 열선(311)은 검출회로의 설정 온도 가열회로(41)에 도입된다. 설정온도 가열회로(41)는 트랜지스터(Tr1)의 에미터에 브리지회로가 에미터저항으로 접속되고, 에미터 플로워를 구성하고 있다.The
열선(311)은 저항(R11), (R21), (R31)과 함께 브리지회로의 한변을 이루고 있고, 이 브리지 출력은 저항(R41), (R51)을 통하여 증폭기 (41a)에 입력된다.The
열선(311)의 저항(RS1)이 변화하면 편차 신호가 발생하고, 증폭기(41a), 저항(R71)을 통하여, 트랜지스터(Tr1)에 부귀환되어 열선(311)의 온도를 항상 일정하게 하도록 작동한다.When the resistance R S1 of the
저항(R81)은 트랜지스터(Tr1)의 바이어스 저항이며, 전원(+B)으로 부터 전력의 공급을 받는다.Resistor R 81 is a bias resistor of transistor Tr 1 and receives power from a power supply ( + B).
열센서(32)도 동일한 회로를 가진 설정온도 가열회로(42)에 접속된다.The thermal sensor 32 is also connected to the set
이 설정온도 가열회로(42)의 회로요소는 상기의 설정온도 가열회로(41)의 회로요소에 있어서의 번호의 한자리 수자를 2로 표시하고, 그의 설명은 생략한다.The circuit element of the set
각각의 설정온도 가열회로의 전류변화는 차동증폭회로(5)에 입력되어서 정형되고, 트리거 회로(6)를 통하여 유량 펄스로서 출력단자(7)로 부터 출력된다.The current change of each set temperature heating circuit is inputted to the differential amplifier circuit 5 and shaped, and is output from the output terminal 7 as a flow rate pulse through the
다음에 본 발명에 있어서의 와류발생체(2)와 열센서(31), (32)와의 위치관계에 대하여 설명한다.Next, the positional relationship between the
와류발생체(2)로 부터 와류가 박리되어 유출하지만, 이 와류주파수는 유속에 비례하고, 와류발생체(2)의 폭(d)에 대하여 와류열(VS)사이의 간격은 대략 h=1.3d의 값을 가지고, 카르만 폭의 안정조건을 충족하는 갈짓자 형상의 와류(101), (102), (103)…, 와 교호로 유출하고, 흐름중에 확산되어 소멸한다.The vortex delaminates from the
와류(101)와 (103)와의 사이의 와류거리(l)는 유속과, 이 유속과 와류주파수의 비례 정수인 스트로헐수를 이미 알고 있는 것이기 때문에 용이하게 산출할 수 있다.The vortex distance l between the
본 출원인의 실험에서, 열센서(31), (32)의 와류발생체(2)의 떨어진 점(P)으로 부터 하류측의 위치(b)는, 와류사이 거리(l)이상 멀리하면 신호의 흐트러짐이 많아지고, 반대로 0.3l 이내로 하여도 마찬가지로 흐트러짐이 많아진다.In the present applicant's experiment, the position b on the downstream side from the point P away from the
또한 열센서 (31), (32) 사이의 간격(a)은, 와류열 사이의 거리(h)이내에 가깝게하면 흐트러짐이 많아지고, 반대로 3h 이상이되면 신호가 열화된다.In addition, when the distance a between the
즉, 열센서(31), (32)를 배치하는 위치는,That is, the position where the
를 충족하는 범위에 있어서 광범위하게 있고, 트래킹 필터가 필요없을 정도로 유수한 S/N를 나타낸다.It is widely in the range to satisfy S / N which is so great that a tracking filter is not necessary.
제5도 내지 제7도는, 유체를 공기로 하였을 경우에 있어서의 와류신호 파형의 관측결과의 예를 나타내는 도면으로서, 제5도는 주파수8.9㎐, 제6도는 1070㎐, 제7도는 2470㎐에 대하여, 각각 주파수 분석 결과(a)와 파형(b)과를 대비하여 나타내고 있다.5 to 7 show examples of observation results of the eddy current waveform when a fluid is used as air. FIG. 5 shows frequency 8.9 Hz, 6 degrees 1070 Hz, and 7 degrees 2470 Hz. Are compared with the frequency analysis result (a) and the waveform (b), respectively.
또한, 실험은 열선(311)으로서 지름이 0.05㎜인 백금선을 사용하였지만, 얇은 막형의 것도 좋다.In the experiment, a platinum wire having a diameter of 0.05 mm was used as the
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 와류발생체로 부터 유출하는 와류를 직접 열적으로 검출하고, 이 열센서의 위치를 소정의 위치에 배치함으로써 대단히 우수한 S/N의 와류신호를, 트래킹필터등을 사용하는 일이 없이, 직접 증폭하여 펄스를 출력하는 간단한 방법에 의하여 얻고, 주파수 범위도 300 배에 가까운 광범위의 계측을 가능하게 하였다.As described above, in the present invention, the vortex flowing out from the vortex generator is directly thermally detected, and the position of the heat sensor is arranged at a predetermined position to generate a very good S / N vortex signal, such as a tracking filter. Without using it, it was obtained by a simple method of directly amplifying and outputting a pulse, enabling a wide range of measurement of a frequency range of nearly 300 times.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62076995A JPS63241425A (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Vortex flowmeter |
JP62-76995 | 1987-03-30 | ||
JP87-76995 | 1987-03-30 |
Publications (2)
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KR880011568A KR880011568A (en) | 1988-10-29 |
KR920009907B1 true KR920009907B1 (en) | 1992-11-06 |
Family
ID=13621360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019880003408A KR920009907B1 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-29 | Swirling flow meter |
Country Status (2)
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JP (1) | JPS63241425A (en) |
KR (1) | KR920009907B1 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS597216A (en) * | 1982-07-06 | 1984-01-14 | Nissan Motor Co Ltd | Sensor for quantity of intake air |
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1987
- 1987-03-30 JP JP62076995A patent/JPS63241425A/en active Pending
-
1988
- 1988-03-29 KR KR1019880003408A patent/KR920009907B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63241425A (en) | 1988-10-06 |
KR880011568A (en) | 1988-10-29 |
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