JP4670152B2

JP4670152B2 - Vortex flow meter

Info

Publication number: JP4670152B2
Application number: JP2001011323A
Authority: JP
Inventors: 敏彦岸; 彰夫安松; 明岩政
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: JP2002214006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐振特性が向上された渦流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開平３−０２０６１８号（特願平１−０３３２５６号）に示されている。
図８は図７の電気回路図、図９〜図１４は図７の動作説明図である。
【０００３】
図において、管路１０は測定流体ＦＬが流れる管路である。
ノズル１１は管路１０に直角に設けられ円筒状をなす。
渦発生体１２は、ノズル１１とは隙間を保って、管路１０に直角に挿入され、台形断面を有す。
【０００４】
渦発生体１２の一端は、ネジ１３により管路１０に支待され、他端はフランジ部１４でノズルｌｌにネジ或いは溶接により固定されている。
凹部１５は、渦発生体１２のフランジ部１４側に設けられている。
【０００５】
この凹部１５の中には、その底部から順に、全属製の第１コモン電極１６、圧電素子１７、電極板１８、絶縁板１９、電極板２０、圧電素子２１が、サンドイッチ状に配列され、全属製の押圧棒２２により、これ等は押圧固定されている。
さらに、電極板１８からは、リード線２３、電極板２０からはリード線２４が、それぞれ端子Ａ、Ｂに引さ出されている。
【０００６】
圧電素子１７、２１は、各圧電素子１７、２１の紙面に向かって左側と右側とがそれぞれ逆方向に分極されており、同じ方向の応力に対して互いに上下の電極に逆極性の電荷を発生する。
【０００７】
圧電素子１７に発生した電荷は、電極板１８と接続された端子Ａと、第１コモン電極１６を介して接続された管路１０との間に得られ、圧電素子２１に発生した電荷は、電極板２０と接続された端子Ｂと、押圧棒２０と接続された管路１０との間に得られる。
【０００８】
この２個の電極板１８、２０に発生した電荷は、図８に示すように電荷増幅器２５、２６に入力される。電荷増幅器２５の出力と、電荷増幅器２６の出力をボリウム２７を介した出力とを、加算器２８で加算して流量信号を得る。
【０００９】
この流量信号は、例えば、電流出力に変換されて、２線を介して負荷に伝送される（図示せず。）。次に、以上のように構成された渦流量計の動作について、図９と図１０とを用いて説明する。
【００１０】
測定流体FLが管路１０の中に流れると、渦発生体１２に矢印Ｆで示した方向にカルマン渦による振動が発生する。この振動により渦発生体１２には、図９（ａ）に示すような応力分布と、この逆の応力分布の繰返しが生じる。
【００１１】
各圧電素子１７、２１には、図９（ａ）に示す渦周渡数を持つ信号応力に対応した電荷十Ｑ、一Ｑの繰返しが生じる。
なお、図９においては、説明の便宣のため、電極板１８或いは２１を紙面に対して左石に２つに分割し、かつ、上下の一方の電極は、第１コモン電極１６あるいは押圧棒２２に相当するものとしてある。
【００１２】
一方、管路１０には、ノイズとなる管路振動も生じる。
この管路振動は、
（１）流体の流れと同じ方向の抗力方向、
（２）流体の流れとは直角方向の揚力方向、
（３）渦発生体の長手方向の３方向成分に分けられる。
【００１３】
このうち、抗力方向の振動に対する応力分布は、図９（ｂ）に示すようになり、ｌ個の電極内で正負の電荷は打ち消されて、ノイズ電荷は発生しない。また、長手方向の振動に対しては、図９（ｃ）に示すように、電極内で打ち消されて、抗力方向と同様にノイズ電荷は発生しない。
【００１４】
しかし、揚力方向の振動は、信号応力と同一の応力分布となり、ノイズ電荷が生じる。
そこで、このノイズ電荷を消去するために、以下の演算を実行する。
【００１５】
圧電素子１７、２１の各電荷をＱ_１、Ｑ_２、信号成分をＳ_１、Ｓ_２、揚力方向のノィズ成分をＮ_１、Ｎ_２とし、圧電素子１７、２１で分極を逆とすると、Ｑ_１、Ｑ_２は次式で示される。
【００１６】
Ｑ_１＝Ｓ_１＋Ｎ_１
−Ｑ_２＝−Ｓ_２−Ｎ_２
ただし、Ｓ_１とＳ_２、Ｎ_１とＮ_２のベクトル方向は同じである。
【００１７】
ここで、圧電素子１７，２１の信号成分とノイズ成分の関係は、図１０（この図は揚力方向のノイズと、信号に対する渦発生体の曲げモーメントの関係を示す）に示すようになっている。
【００１８】
従って、図８に示すように、圧電素子１７側の電荷増幅器２５の出力を、加算器２８で加算する際に、ボリウム２７と共に、Ｎ１／Ｎ２倍して、圧電素子２１側の電荷増幅器２６の出力と加算すると、
【００１９】
Ｑ_１−Ｑ_２（Ｎ_１／Ｎ_２）
＝Ｓ_１−Ｓ_２（Ｎ_１／Ｎ_２）
となり管路ノイズは除去される。
【００２０】
そして、第１コモン電極１６、圧電素子１７、電極板１８、絶縁板１９、電極板２０、圧電素子２１は、凹部１５に押圧棒２２で押圧固定されている。
【００２１】
ここで、渦発生体１２と第１コモン電極１６、圧電素子１７、電極板１８、絶縁板１９、電極板２０、圧電素子２１、押圧棒２２との温度膨脹を等しくしておけば、測定流体温度が変化しても、初期の押付け力は変化しないので、問題は生じ無い。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
図７従来例の渦流量計は、隙間に異物が詰まった場合、詰まりにより、支点Ａが付加され、図１１に点線で示す如く、センサに働くモーメントパターンが変化して、信号の上下圧電素子１７，２１の出力比が小さくなってしまうという不具合があった。
【００２３】
信号Sの上下圧電素子１７，２１の出力比（Ｓ1／Ｓ2）が小さくなると、Ｓ1／Ｓ2＞１の領域においては、加算出力Ｓ1−Ｓ2（Ｎ1／Ｎ2）は減衰することになる。
信号振幅が非常に小さくなった場合には、ミストリガを起こし、出力に誤差が発生する。
【００２４】
また、N1／Ｎ2によるノイズバランスだけでは除去できなかったノイズ成分を含む加算出力を、フィルタ処理によりノイズを除去する場合、信号Sが存在する周波数領域にのみバンドパスフィルタを設定することが望ましい。信号SとノイズNの帯域を区別する方法としては、変換器で受けた上下圧電素子１７，２１の出力を周波数領域に分解し、その上下比で区別する方法がある。
【００２５】
しかしながら、隙間に異物が詰まった場合は、信号ＳとノイズＮの上下出力比が近づくため、信号ＳとノイズＮの判別が難しくなり、信号Ｓの帯域にバンドパスフィルタを設定することが出来なくなる。
すなわち、上下圧電素子１７，２１の出力のノイズバランスだけでは除去できなかったノイズ成分が残ってしまい、出力に誤差が発生してしまうことになる。
【００２６】
要するに、
正常時：（ＳＡ／ＳＢ）＞（ＮＡ／ＮＢ）
つまり発生時：（ＳＡ／ＳＢ）が（ＮＡ／ＮＢ）に近づく
図１２に正常な場合、図１３に詰まりが発生した場合を示す。
【００２７】
また、自己診断用として、詰まったことをアラーム表示させるためには、図１４に示す如く、正常時の（ＳＡ／ＳＢ）が（ＮＡ／ＮＢ）に対して十分にマージンをもって大きい必要がある。
【００２８】
しかしながら、小さい口径に関しては、現実には、１．３倍程度の差しかなく、詰まり判断を行うにはマージンが小さすぎる。なお、図１４中のＬは、詰まり判別レベルを示す。
【００２９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、本発明は、耐振特性が向上された渦流量計を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１においては、
カルマン渦による交番圧力の変動を検出して流速流量を測定する渦流量計において、渦検出部に設けられ、ベース電極と、このベース電極の一面に一面が接する圧電素子とこの圧電素子の他面に一面が接する電極とこの電極の他面に一面が接する絶縁板とを有する柱状の本体ユニットと、この本体ユニットの周面を隙間を保って覆い前記絶縁板を押圧する筒状の本体カバーと、この本体カバーの周面と頂部とを隙間を保って覆う押さえスリーブとを具備し、振動加速度のみに感応して信号を出力する振動センサユニットを具備した事を特徴とする渦流量計。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の要部詳細説明図、図３は図２の組立図、図４，図５は図１の動作説明図である。
【００３６】
図において、振動センサユニット３１は、渦検出部に設けられ、振動加速度のみに感応して信号を出力する。
この場合は、振動センサユニット３１は、図７従来例の渦流量計において、第１コモン電極１６、圧電素子１７や電極板１８が配置されていた凹部１５内の部分に配置されている。
【００３７】
振動センサユニット３１の構造を図２、図３に示す。
振動センサユニット３１は、ベース電極３２１と、このベース電極３２１の一面に一面が接する圧電素子３２２と、この圧電素子３２２の他面に一面が接する電極３２３と、この電極３２３の他面に一面が接する絶縁板３２４とを有する柱状の本体ユニット３２を有する。
【００３８】
また、この本体ユニット３２の周面を隙間を保って覆い、絶縁板３２４を押圧する筒状の本体カバー３３と、この本体カバー３３の周面と頂部とを隙間を保って覆う押さえスリーブ３４とを有する。
【００３９】
以上の構成において、図４に示す如く、この振動センサユニット部３１は片持ち梁の構造として扱うことが出来、振動Ｆに対しては、振動センサユニット部３１の自重に対しモーメントＭが働き、圧電素子３２２に応力が生じるが、渦の信号に対しては、ほとんど応力が発生しないことになる。
【００４０】
従って、渦信号に振動ノイズが重畳している状態で、二つの素子の周波数解析を行うと図５のようになる。
信号Ｓのキャンセルは従来の方法と同じで、圧電素子２１からの発生電荷をＱＡ、振動センサユニット部３１からの発生電荷をＱＢとすると、
【００４１】
（加算後の出力）＝ＱＡ−（ＮＡ／ＮＢ）ＱＢ
となる。（ＮＡ／ＮＢ）の値については、変換器側で常にモニタし、その値を微調する。
【００４２】
また、隙間に異物がつまった場合でも（ＳＡ／ＳＢ）≫（ＮＡ／ＮＢ）であるため、判別レベルを明確に設定することができる。
さらに、少々の詰まりならば、圧電素子２１は固定端に近いため信号レベルの減衰は小さく、詰まりの影響を受け難い。
【００４３】
さらに、振動センサユニット３１を校正して値づけすることで、配管に取り付けられた実稼働状態で振動加速度の測定も可能になる。
測定した値はパラメータとしてモニタしたり、出力したりすることも可能となる。
【００４４】
なお、配管振動の加速度リミットを設定しておけば、アラーム出力を出すことも可能となり、プラントや工場の設備保全にも役立つ。
【００４５】
この結果、
（１）隙間につまりが生じても、その影響を受け難く、耐振特性が向上された渦流量計が得られる。
【００４６】
（２）詰まりの影響を受けたとしても、確実に自己診断機能によりアラームを出力することが出来る渦流量計が得られる。
（３）実稼働状態で、振動加速度を測定出来る渦流量計が得られる。
【００４７】
（４）振動センサユニット３１が、渦検出部に設けられた凹部１５内に配置されたので、堅牢でコンパクトな渦流量計が得られる。
【００４８】
（５）振動センサユニット３１が、加速度ピックアップとしても校正され、渦流量計が取り付けられた配管における振動をも検出するようにされたので、渦流量計が取り付けられた配管自体の振動をも、検出することが出来る渦流量計が得られる。
【００４９】
（６）振動センサユニットの検出素子として、流量検出素子と同じ圧電素子が使用されたので、製造コストが低減出来、安価な渦流量計が得られる。
【００５０】
図６は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、振動センサユニット３１が渦検出部の外部に設けられたものである。
【００５１】
この結果、振動センサユニット３１を、後に付加することが容易に出来、性能向上が容易な渦流量計が得られる。
【００５２】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
渦検出部に設けられ、振動加速度のみに感応して信号を出力する振動センサユニットが設けられたので、以下の効果が有る。
【００５４】
（１）隙間につまりが生じても、その影響を受け難く、耐振特性が向上された渦流量計が得られる。
【００５５】
（２）詰まりの影響を受けたとしても、確実に自己診断機能によりアラームを出力することが出来る渦流量計が得られる。
（３）実稼働状態で、振動加速度を測定出来る渦流量計が得られる。
【００６０】
従って、本発明によれば、耐振特性が向上された渦流量計を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の要部詳細説明図である。
【図３】図２の組立図である。
【図４】図１の動作説明図である。
【図５】図１の動作説明図である。
【図６】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図７】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図８】図７の電気回路図である。
【図９】図７の動作説明図である。
【図１０】図７の動作説明図である。
【図１１】図７の動作説明図である。
【図１２】図７の動作説明図である。
【図１３】図７の動作説明図である。
【図１４】図７の動作説明図である。
【符号の説明】
１０管路
１１ノズル
１２渦発生体
１３ネジ
１４フランジ部
１５凹部
１６第１コモン電極
１７圧電素子
１８電極板
１９絶縁板
２０電極板
２１圧電素子
２２押圧棒
２３リード線
２４リード線
２５電荷増幅器
２６電荷増幅器
２７ボリウム
２８加算器
３１振動センサユニット
３２本体ユニット
３２１ベース電極
３２２圧電素子
３２３電極
３２４絶縁板
３３本体カバー
３４押さえスリーブ
Ａ支点
Ｆ振動
Ｍモーメント
ＦＬ測定流体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vortex flowmeter having improved vibration resistance characteristics.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of a conventional example that is generally used in the past, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-020618 (Japanese Patent Application No. 1-033256).
Figure 8 is an electric circuit diagram of FIG. 7, 9 to 14 are timing charts for explaining the operation of FIG.
[0003]
In the figure, a conduit 10 is a conduit through which the measurement fluid FL flows.
The nozzle 11 is provided at a right angle to the pipe line 10 and has a cylindrical shape.
The vortex generator 12 is inserted at a right angle into the conduit 10 with a gap from the nozzle 11 and has a trapezoidal cross section.
[0004]
One end of the vortex generator 12 is supported on the pipe line 10 by a screw 13, and the other end is fixed to the nozzle 11 by a flange portion 14 by screws or welding.
The concave portion 15 is provided on the flange portion 14 side of the vortex generator 12.
[0005]
In the recess 15, all the first common electrodes 16, the piezoelectric elements 17, the electrode plates 18, the insulating plates 19, the electrode plates 20, and the piezoelectric elements 21 made of all genera are arranged in a sandwich from the bottom. These are pressed and fixed by pressing rods 22 made from all genera.
Further, a lead wire 23 is drawn from the electrode plate 18 and a lead wire 24 is drawn from the electrode plate 20 to the terminals A and B, respectively.
[0006]
The piezoelectric elements 17 and 21 are polarized in the opposite directions on the left and right sides of the piezoelectric elements 17 and 21 with respect to the paper surface, and generate charges having opposite polarities in the upper and lower electrodes with respect to the stress in the same direction. To do.
[0007]
The electric charge generated in the piezoelectric element 17 is obtained between the terminal A connected to the electrode plate 18 and the pipe line 10 connected via the first common electrode 16, and the electric charge generated in the piezoelectric element 21 is It is obtained between the terminal B connected to the electrode plate 20 and the pipe line 10 connected to the pressing rod 20.
[0008]
Charges generated in the two electrode plates 18, 20 are input to the charge amplifier 25 and 26 as shown in FIG. The output of the charge amplifier 25 and the output of the charge amplifier 26 via the volume 27 are added by an adder 28 to obtain a flow rate signal.
[0009]
This flow rate signal is converted into a current output, for example, and transmitted to a load via two wires (not shown). Next, the operation of the vortex flowmeter configured as described above will be described with reference to FIGS. 9 and 10 .
[0010]
When the measurement fluid FL flows into the pipe 10, vibration due to the Karman vortex is generated in the vortex generator 12 in the direction indicated by the arrow F. The vortex generator 12 by the vibration, and the stress distribution shown in FIG. 9 (a), the repetition of stress distribution in the reverse occurs.
[0011]
Each piezoelectric element 17, 21, FIG. 9 (a) to charge ten corresponding to the signal stress with Uzushu pass number indicated Q, is repeated one Q occurs.
In FIG. 9 , for convenience of explanation, the electrode plate 18 or 21 is divided into two left stones with respect to the paper surface, and one of the upper and lower electrodes is the first common electrode 16 or the pressing rod. This corresponds to 22.
[0012]
On the other hand, the pipe line 10 also generates pipe vibration that becomes noise.
This pipe vibration is
(1) Drag direction in the same direction as the fluid flow,
(2) Lift direction perpendicular to the fluid flow,
(3) Divided into three components in the longitudinal direction of the vortex generator.
[0013]
Among them, the stress distribution for vibration drag direction is as shown in FIG. 9 (b), positive and negative charges in the l number of electrodes is canceled, noise charges are not generated. Further, with respect to the longitudinal direction of the vibration, as shown in FIG. 9 (c), it is canceled in the electrode, as well as noise charges and drag direction is not generated.
[0014]
However, the vibration in the lift direction has the same stress distribution as the signal stress, and noise charges are generated.
Therefore, in order to eliminate this noise charge, the following calculation is executed.
[0015]
Assuming that the charges of the piezoelectric elements 17 and 21 are Q ₁ and Q ₂ , the signal components are S ₁ and S ₂ , the noise components in the lift direction are N ₁ and N _2, and the polarization is reversed in the piezoelectric elements 17 and 21, Q _1, _{Q 2} is expressed by the following equation.
[0016]
Q ₁ = S ₁ + N ₁
-Q _₂ = _-S ₂ -N ₂
However, the vector directions of S ₁ and S ₂ and N ₁ and N ₂ are the same.
[0017]
Here, the relationship between the signal component and the noise component of the piezoelectric elements 17 and 21 is as shown in FIG. 10 (this diagram shows the relationship between the noise in the lift direction and the bending moment of the vortex generator with respect to the signal). .
[0018]
Therefore, as shown in FIG. 8, when the output of the charge amplifier 25 on the piezoelectric element 17 side is added by the adder 28, it is multiplied by N1 / N2 together with the volume 27, and the output of the charge amplifier 26 on the piezoelectric element 21 side is increased. When added to the output,
[0019]
_{_{_{_{Q 1 -Q 2 (N 1 /}}}} N 2)
= S ₁ -S ₂ (N ₁ / N ₂ )
Next, the pipe line noise is removed.
[0020]
The first common electrode 16, the piezoelectric element 17, the electrode plate 18, the insulating plate 19, the electrode plate 20, and the piezoelectric element 21 are pressed and fixed to the recess 15 by the pressing rod 22.
[0021]
Here, if the temperature expansion of the vortex generator 12 and the first common electrode 16, the piezoelectric element 17, the electrode plate 18, the insulating plate 19, the electrode plate 20, the piezoelectric element 21, and the pressing rod 22 is equal, the measurement fluid Even if the temperature changes, the initial pressing force does not change, so there is no problem.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 shows a conventional vortex flowmeter in which when a foreign object is clogged, a fulcrum A is added due to the clogging, and the moment pattern acting on the sensor changes as shown by the dotted line in FIG. There was a problem that the output ratio of 17 and 21 was small.
[0023]
When the output ratio (S1 / S2) of the upper and lower piezoelectric elements 17 and 21 of the signal S becomes smaller, the added output S1-S2 (N1 / N2) attenuates in the region of S1 / S2> 1.
When the signal amplitude becomes very small, a mistrigger is generated and an error occurs in the output.
[0024]
In addition, when noise is removed from the addition output including noise components that could not be removed only by the noise balance by N1 / N2, it is desirable to set a bandpass filter only in the frequency region where the signal S exists. As a method for discriminating between the band of the signal S and the noise N, there is a method in which the outputs of the upper and lower piezoelectric elements 17 and 21 received by the converter are decomposed into the frequency domain and distinguished by the upper / lower ratio.
[0025]
However, when a foreign object is clogged in the gap, the upper / lower output ratio of the signal S and the noise N approaches, so it becomes difficult to distinguish the signal S and the noise N, and it becomes impossible to set a bandpass filter in the band of the signal S. .
That is, a noise component that cannot be removed only by the noise balance of the outputs of the upper and lower piezoelectric elements 17 and 21 remains, and an error occurs in the output.
[0026]
in short,
Normal: (SA / SB)> (NA / NB)
That is, at the time of occurrence: FIG. 12 shows a case where (SA / SB) approaches (NA / NB), and FIG. 13 shows a case where clogging occurs.
[0027]
In addition, in order to display an alarm for clogging for self-diagnosis, as shown in FIG. 14, it is necessary that (SA / SB) at normal time is sufficiently large with respect to (NA / NB) with a sufficient margin.
[0028]
However, for a small aperture, in reality, the margin is about 1.3 times, and the margin is too small for clogging determination. Note that L in FIG. 14 indicates a clogging determination level.
[0029]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the present invention is to provide a vortex flowmeter having improved vibration resistance characteristics.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, in claim 1,
In a vortex flowmeter for detecting flow rate flow by detecting a change in alternating pressure due to Karman vortex, a vortex detector is provided in a vortex detector, a piezoelectric element having one surface in contact with one surface of the base electrode, and another surface of the piezoelectric element A columnar body unit having an electrode that is in contact with one surface and an insulating plate that is in contact with the other surface of the electrode; a cylindrical body cover that covers the peripheral surface of the body unit with a gap and presses the insulating plate; A vortex flowmeter comprising a pressing sleeve that covers the peripheral surface and the top of the main body cover with a gap, and a vibration sensor unit that outputs a signal in response to only vibration acceleration.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of the main part of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of the main part of FIG. 1, FIG. 3 is an assembly diagram of FIG. 2, and FIGS. is there.
[0036]
In the figure, a vibration sensor unit 31 is provided in the vortex detector and outputs a signal in response to only vibration acceleration.
In this case, the vibration sensor unit 31 is disposed in a portion in the recess 15 where the first common electrode 16, the piezoelectric element 17, and the electrode plate 18 are disposed in the vortex flowmeter of the conventional example of FIG.
[0037]
The structure of the vibration sensor unit 31 is shown in FIGS.
The vibration sensor unit 31 includes a base electrode 321, a piezoelectric element 322 whose one surface is in contact with one surface of the base electrode 321, an electrode 323 whose one surface is in contact with the other surface of the piezoelectric element 322, and one surface on the other surface of the electrode 323. A columnar body unit 32 having an insulating plate 324 in contact therewith is provided.
[0038]
Further, a cylindrical main body cover 33 that covers the peripheral surface of the main body unit 32 with a gap and presses the insulating plate 324, and a pressing sleeve 34 that covers the peripheral surface and the top of the main body cover 33 with a gap therebetween. Have
[0039]
In the above configuration, as shown in FIG. 4, the vibration sensor unit 31 can be handled as a cantilever structure. For the vibration F, a moment M acts on the weight of the vibration sensor unit 31, Although stress is generated in the piezoelectric element 322, almost no stress is generated for the vortex signal.
[0040]
Therefore, when the frequency analysis of the two elements is performed in a state where the vibration noise is superimposed on the vortex signal, it is as shown in FIG.
Cancellation of the signal S is the same as in the conventional method. If the charge generated from the piezoelectric element 21 is QA and the charge generated from the vibration sensor unit 31 is QB,
[0041]
(Output after addition) = QA− (NA / NB) QB
It becomes. The value of (NA / NB) is always monitored on the converter side, and the value is finely adjusted.
[0042]
Further, even when a foreign object is clogged in the gap, (SA / SB) >> (NA / NB), so that the discrimination level can be set clearly.
Furthermore, if the clogging is a little, the piezoelectric element 21 is close to the fixed end, so that the attenuation of the signal level is small and hardly affected by clogging.
[0043]
Furthermore, by calibrating and pricing the vibration sensor unit 31, vibration acceleration can be measured in an actual operating state attached to the pipe.
The measured value can be monitored and output as a parameter.
[0044]
If an acceleration limit for piping vibration is set, an alarm output can be output, which is useful for equipment maintenance in plants and factories.
[0045]
As a result,
(1) Even if clogging occurs in the gap, a vortex flowmeter having improved vibration resistance characteristics that is not easily affected by the gap can be obtained.
[0046]
(2) Even if affected by clogging, a vortex flowmeter that can reliably output an alarm by the self-diagnosis function can be obtained.
(3) A vortex flowmeter capable of measuring vibration acceleration in an actual operating state can be obtained.
[0047]
(4) Since the vibration sensor unit 31 is disposed in the recess 15 provided in the vortex detector, a robust and compact vortex flowmeter can be obtained.
[0048]
(5) Since the vibration sensor unit 31 is also calibrated as an acceleration pickup and detects vibrations in the pipe to which the vortex flowmeter is attached, the vibration of the pipe itself to which the vortex flowmeter is attached is also A vortex flowmeter that can be detected is obtained.
[0049]
(6) Since the same piezoelectric element as the flow rate detection element is used as the detection element of the vibration sensor unit, the manufacturing cost can be reduced and an inexpensive vortex flowmeter can be obtained.
[0050]
FIG. 6 is an explanatory view showing the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the vibration sensor unit 31 is provided outside the vortex detector.
[0051]
As a result, the vibration sensor unit 31 can be easily added later, and a vortex flowmeter with easy performance improvement can be obtained.
[0052]
The above description merely shows a specific preferred embodiment for the purpose of explanation and illustration of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained.
Since the vibration sensor unit that is provided in the vortex detection unit and outputs a signal in response to only vibration acceleration is provided, the following effects are obtained.
[0054]
(1) Even if clogging occurs in the gap, a vortex flowmeter having improved vibration resistance characteristics that is not easily affected by the gap can be obtained.
[0055]
(2) Even if affected by clogging, a vortex flowmeter that can reliably output an alarm by the self-diagnosis function can be obtained.
(3) A vortex flowmeter capable of measuring vibration acceleration in an actual operating state can be obtained.
[0060]
Therefore, according to the present invention, a vortex flowmeter with improved vibration resistance can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of a main part of FIG. 1;
FIG. 3 is an assembly view of FIG. 2;
4 is an operation explanatory diagram of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a main configuration of another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a main part configuration of a conventional example generally used conventionally.
8 is an electric circuit diagram of FIG. 7. FIG.
9 is an operation explanatory diagram of FIG. 7;
10 is an operation explanatory diagram of FIG. 7. FIG.
11 is an operation explanatory diagram of FIG. 7. FIG.
12 is an operation explanatory diagram of FIG. 7; FIG.
13 is an operation explanatory diagram of FIG. 7; FIG.
14 is an operation explanatory diagram of FIG. 7; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pipe line 11 Nozzle 12 Vortex generator 13 Screw 14 Flange part 15 Recess 16 1st common electrode 17 Piezoelectric element 18 Electrode plate 19 Insulating plate 20 Electrode plate 21 Piezoelectric element 22 Press rod 23 Lead wire 24 Lead wire 25 Charge amplifier 26 Charge Amplifier 27 Volume 28 Adder 31 Vibration sensor unit 32 Main body unit 321 Base electrode 322 Piezoelectric element 323 Electrode 324 Insulating plate 33 Main body cover 34 Holding sleeve A Support point F Vibration M Moment FL Measuring fluid

Claims

カルマン渦による交番圧力の変動を検出して流速流量を測定する渦流量計において、
渦検出部に設けられ、ベース電極と、
このベース電極の一面に一面が接する圧電素子とこの圧電素子の他面に一面が接する電極とこの電極の他面に一面が接する絶縁板とを有する柱状の本体ユニットと、
この本体ユニットの周面を隙間を保って覆い前記絶縁板を押圧する筒状の本体カバーと、
この本体カバーの周面と頂部とを隙間を保って覆う押さえスリーブとを具備し、振動加速度のみに感応して信号を出力する振動センサユニット
を具備した事を特徴とする渦流量計。In vortex flowmeters that measure the flow velocity flow by detecting the variation of alternating pressure due to Karman vortex,
Provided in the vortex detector, a base electrode,
A columnar body unit having a piezoelectric element with one surface in contact with one surface of the base electrode, an electrode with one surface in contact with the other surface of the piezoelectric element, and an insulating plate with one surface in contact with the other surface of the electrode;
A cylindrical main body cover that covers the peripheral surface of the main body unit with a gap and presses the insulating plate;
A vortex flowmeter characterized by comprising a vibration sensor unit that includes a pressing sleeve that covers the peripheral surface and the top of the main body cover with a gap and outputs a signal in response to only vibration acceleration.