JPH01199121A - Karman vortex flowmeter - Google Patents
Karman vortex flowmeterInfo
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- JPH01199121A JPH01199121A JP63024766A JP2476688A JPH01199121A JP H01199121 A JPH01199121 A JP H01199121A JP 63024766 A JP63024766 A JP 63024766A JP 2476688 A JP2476688 A JP 2476688A JP H01199121 A JPH01199121 A JP H01199121A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、内燃機関の吸気流−などを検出するカルマ
ン′14流量計に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a Karman '14 flow meter for detecting intake air flow, etc. of an internal combustion engine.
(従来の技術)
カルマン渦2itm計は、第4図の横断面図に示すよう
に、流体1が矢印方向に流れるハウジング2内に流路を
横切る柱状の渦発生体3を配置し、渦発生体3の後流側
に左右交互に発生ずるカルマン渦4の発生周波数が、流
体1の流速(したがって流層)に比例することを利用し
て、流体1の流層を測定するものである。(Prior art) The Karman vortex 2itm meter, as shown in the cross-sectional view of FIG. The flow layer of the fluid 1 is measured by utilizing the fact that the generation frequency of Karman vortices 4, which are generated alternately on the left and right sides of the body 3, is proportional to the flow velocity of the fluid 1 (therefore, the flow layer).
カルマン渦4の発生周波数を検出するには、渦の圧力に
より振動部材を振動させて、この振動を光学的に検出す
る方法、渦による流体の流れの変化に応じた発熱状態の
抵抗線の抵抗値の変化を検出する方法等がある。光学的
に検出された振動、熱線抵抗の囁抗値の変化等を電気的
出力に変換したカルマン渦原信号5は、比較回路に入力
され、第5図に示すように、固定スライス・レベル3−
1−1S−と比較され、矩形波6に変換して出力される
。To detect the generation frequency of the Karman vortex 4, there is a method of vibrating a vibrating member due to the pressure of the vortex and optically detecting this vibration, and a method of detecting the resistance of a resistance wire in a heat-generating state according to changes in fluid flow caused by the vortex. There are methods to detect changes in values. The Karman vortex origin signal 5, in which optically detected vibrations, changes in the resistance value of the hot wire resistance, etc. are converted into electrical output, is input to a comparison circuit, and as shown in FIG. −
1-1S-, and is converted into a rectangular wave 6 and output.
この矩形波6の1秒間当りの数をカウントすることによ
り、カルマン渦4の発生周波数が求まり、流体1の流量
に変換される。By counting the number of rectangular waves 6 per second, the generation frequency of the Karman vortex 4 is determined and converted into the flow rate of the fluid 1.
先行技術文献としては、例えば実開昭56−59618
号公報がある。As a prior art document, for example, Utility Model Application No. 56-59618
There is a publication.
(発明が解決しようとする課題)
このようなカルマン渦流量計において、渦発生体3の断
面は一般に三角形、長方形などの円形でない形状である
。一方ハウジング2との嵌合部7は気密性および製作性
を良くするため、第6図に示すように円形断面になって
いる。このような嵌合部7の流路に臨む面7aとハウジ
ング2の上壁内面2aとを同一面にすることは製作上困
難なため、第7図に示すように、通常段差りがついてい
る。このため嵌合部7の上流側角部8で、カルマン渦4
とは別のトレーリング渦9が発生する。渦発生体3の後
流側に発生するカルマン渦4は、トレーリング渦9の発
生により、圧力導入孔、抵抗線等のカルマン渦検出部1
0の後流部で歪んだ形のカルマン渦4′になる。この結
束前られるカルマン渦原信号5は、第5図に示すように
、出力娠幅の小さい波形を持つ不安定な信号11となる
。(Problems to be Solved by the Invention) In such a Karman vortex flowmeter, the cross section of the vortex generator 3 is generally a non-circular shape such as a triangle or a rectangle. On the other hand, the fitting part 7 with the housing 2 has a circular cross section as shown in FIG. 6 in order to improve airtightness and manufacturability. Since it is difficult to make the surface 7a of the fitting portion 7 facing the flow path and the inner surface 2a of the upper wall of the housing 2 on the same plane in terms of manufacturing, they are usually stepped, as shown in FIG. . Therefore, at the upstream corner 8 of the fitting part 7, the Karman vortex 4
Another trailing vortex 9 is generated. The Karman vortex 4 generated on the downstream side of the vortex generator 3 is caused by the generation of a trailing vortex 9 to the Karman vortex detection part 1 such as a pressure introduction hole or a resistance wire.
0 becomes a distorted Karman vortex 4'. As shown in FIG. 5, the Karman vortex origin signal 5 that is pre-combined becomes an unstable signal 11 having a waveform with a small output width.
このようにカルマン渦原信号5が不安定な場合は、渦の
発生に対応した矩形波6が出力されず、周波数欠損12
の状態となり、誤った流量計測となる。When the Karman vortex source signal 5 is unstable in this way, the rectangular wave 6 corresponding to the generation of the vortex is not output, and the frequency loss 12
This will result in incorrect flow rate measurement.
この現象は、渦発生体3の断面積相当の面積を有する円
の直径を代表寸法りとした流体1のレイノルズ数Re(
=(Dv)/ν、■=流速、ν=妨粘性係数)が、1×
10〜3×105の領域で発生する。This phenomenon is caused by the Reynolds number Re(
=(Dv)/ν, ■=flow velocity, ν=disturbance coefficient) is 1×
Occurs in an area of 10 to 3 x 105.
この発明は、このような周波数欠損を生じないカルマン
渦流量計の提供を目的としている。The object of the present invention is to provide a Karman vortex flowmeter that does not cause such frequency loss.
(課題を解決するための手段)
上記のような周波数欠損12が発生する要因を調べる実
験を行った結果、次のことが明確になった。すなわも第
7図において、渦発生体3の嵌合部7の上流側角部8と
ハウジング2のト壁内面2aとの段差をh(上流側角部
8が上壁内面2aより突出している場合を+、凹んでい
る場合を−にとる)とし、上流側角部8とカルマン渦検
出部10の上端との垂直距離を1としたとき、j/hと
周波数欠損12の発生率(%)との関係が、第8図に示
すような特性になることが確認できた。(Means for Solving the Problems) As a result of conducting experiments to investigate the factors that cause the frequency loss 12 as described above, the following became clear. In other words, in FIG. 7, the level difference between the upstream corner 8 of the fitting part 7 of the vortex generator 3 and the top wall inner surface 2a of the housing 2 is h (the upstream corner 8 protrudes from the top wall inner surface 2a). If the vertical distance between the upstream corner 8 and the upper end of the Karman vortex detector 10 is 1, then j/h and the frequency loss 12 occurrence rate ( It was confirmed that the relationship with %) had the characteristics as shown in FIG.
そこでこの発明のカルマン渦流鰻計は、第8図において
周波数欠損の発生しない領域、すなわちJ/h<−5ま
たはρ/h〉6
となる位置にカルマン渦検出部を設ける。Therefore, in the Karman eddy current eel meter of the present invention, a Karman vortex detection section is provided in a region where no frequency loss occurs in FIG. 8, that is, at a position where J/h<-5 or ρ/h>6.
(作用)
上記構成によりカルマン渦検出部すなわち圧力導入孔、
抵抗線等の後流でのカルマン渦の歪がなくなり、従って
カルマン渦の周波数欠損がなくなり、粘度の良い流量計
測ができる。(Function) With the above configuration, the Karman vortex detection section, that is, the pressure introduction hole,
Distortion of the Karman vortex in the wake of the resistance wire, etc. is eliminated, and therefore frequency loss of the Karman vortex is eliminated, allowing flow rate measurement with good viscosity.
(実施例)
以下実施例を示す図面に基づいて、この発明を説明する
。第1図はこの発明によるカルマン渦流量計の縦断面図
であり、流体1は筒状のハウジング2内の流路を矢印の
方向へ流れる。3はカルマン渦を発生させる柱状の渦発
生体であり、ハウジング2の流路を横切って設置されて
いる。渦発生体3の両端の嵌合部7は円形断面形状を有
し、ハウジング2の上壁2a、下壁2bの取付は孔に嵌
合固定されている。渦発生体3の嵌合部7とハウジング
2の取付は孔との間にはOリング21が装着され、気密
構造となっている。(Example) The present invention will be described below based on drawings showing examples. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a Karman vortex flowmeter according to the present invention, in which fluid 1 flows through a flow path in a cylindrical housing 2 in the direction of the arrow. Reference numeral 3 denotes a columnar vortex generator that generates a Karman vortex, and is installed across the flow path of the housing 2. The fitting portions 7 at both ends of the vortex generator 3 have a circular cross-sectional shape, and the upper wall 2a and lower wall 2b of the housing 2 are fitted and fixed in the holes. An O-ring 21 is installed between the fitting part 7 of the vortex generator 3 and the mounting hole of the housing 2 to provide an airtight structure.
渦発生体3の上方には、電子回路22がスクリュー23
でハウジング2に固定されている。電子回路22は、第
6図に示すように、カルマン渦原信号5を矩形波信号6
に変換し、カルマン渦の発生周波数を流体の流量に変換
する。Above the vortex generator 3, an electronic circuit 22 is connected to a screw 23.
is fixed to housing 2. As shown in FIG. 6, the electronic circuit 22 converts the Karman vortex origin signal 5 into a rectangular wave signal 6.
, and convert the generation frequency of the Karman vortex into the flow rate of the fluid.
カルマン渦4の発生周波数を検出する機構の一例として
、カルマン渦の圧力による振動体の振動を検出する実施
例を、第1図のA−A線断面を示す第2図によって説明
する。渦発生体3の両側面に圧力導入孔24がそれぞれ
設けられている。圧力導入孔24にはカルマン渦4の発
生に同期して交番的な差圧が生じ、この差圧をミラー室
25に導いてミラー26を振動させる。発光素子27か
ら光を出してミラー26に当て、その反射を受光素子2
8で受け、ミラー26の振動を電気的出力(サイン波形
の電圧出力)に変換する。As an example of a mechanism for detecting the generation frequency of the Karman vortex 4, an embodiment for detecting the vibration of a vibrating body due to the pressure of the Karman vortex 4 will be described with reference to FIG. 2, which shows a cross section taken along the line A--A in FIG. Pressure introduction holes 24 are provided on both sides of the vortex generator 3, respectively. An alternating pressure difference is generated in the pressure introduction hole 24 in synchronization with the generation of the Karman vortex 4, and this pressure difference is introduced into the mirror chamber 25 to cause the mirror 26 to vibrate. Light is emitted from the light emitting element 27 and hits the mirror 26, and its reflection is sent to the light receiving element 2.
8 and converts the vibration of the mirror 26 into an electrical output (sine waveform voltage output).
別の実施例としては、第3図に示すように、渦発生体3
に流体の流れと直交する溝29を設け、満29内に発熱
状態にある抵抗線30を張っておく。溝29内にはカル
マン渦4の発生に同期して交番的な流れ31が生じる。As another embodiment, as shown in FIG.
A groove 29 is provided perpendicular to the fluid flow, and a resistance wire 30 in a heat generating state is stretched within the groove 29. An alternating flow 31 is generated within the groove 29 in synchronization with the generation of the Karman vortex 4.
この交番流31により発熱状態にある抵抗線30が冷却
され、抵抗値が変化する。この抵抗値変化を電気的出力
に変換する。This alternating current 31 cools the resistance wire 30 which is in a heat generating state, and its resistance value changes. This change in resistance value is converted into an electrical output.
受光素子28又は抵抗線30の検出信号として得られる
カルマン渦原信号5は、電子回路21の比較回路に入力
され、第6図に示すように、固定スライス・レベルS+
、S−と比較され、矩形波6に変換して出力され、1秒
間当りの矩形波6の数がカウントされ、カルマン渦4の
発生周波数が求まる。The Karman vortex origin signal 5 obtained as a detection signal of the light receiving element 28 or the resistance wire 30 is input to the comparison circuit of the electronic circuit 21, and as shown in FIG.
, S-, converted into a rectangular wave 6 and output, the number of rectangular waves 6 per second is counted, and the generation frequency of the Karman vortex 4 is determined.
上記のいずれの実施例においても、カルマン渦検出部で
ある圧力導入孔24、抵抗線30は、ハウ・ジンク2の
上壁内面2aと嵌合部7の上流側角部8との段差寸法を
h(突出しを+、凹みを−)とし、上流側角部8と圧力
導入孔24または抵抗線30の上端までの垂直距離を1
としたとさ、1/ h< 5またはj! /h>5と
なる位置に設けである。In any of the above-mentioned embodiments, the pressure introduction hole 24 and the resistance wire 30, which are the Karman vortex detection section, measure the step size between the upper wall inner surface 2a of the housing zinc 2 and the upstream corner 8 of the fitting section 7. h (the protrusion is +, the recess is -), and the vertical distance from the upstream corner 8 to the pressure introduction hole 24 or the upper end of the resistance wire 30 is 1.
Then, 1/ h< 5 or j! It is provided at a position where /h>5.
上記のような構成のカルマン渦流量計は、第9図の特性
図において、41/hが周波数欠損の生じない領域にあ
り、従ってカルマン渦検出部は、渦発生体3の嵌合部7
の段差から生成するトレーリング渦の影響を受けること
なく、カルマン渦の発生周波数を正確に検出することが
でき、精度のよい流量計測ができる。In the Karman vortex flowmeter having the above configuration, in the characteristic diagram of FIG.
The generation frequency of the Karman vortex can be accurately detected without being affected by the trailing vortex generated from the step, allowing highly accurate flow rate measurement.
(発明の効果)
この発明は以上説明したように、カルマン渦の信号検出
部の寸法構成を適当に選んだことにより、カルマン渦検
出部の後流のカルマン渦に歪がなくなり、従って周波数
欠損のない正確な流は信号を得ることかできる。(Effects of the Invention) As explained above, this invention eliminates distortion in the Karman vortex downstream of the Karman vortex detection section by appropriately selecting the dimensional structure of the Karman vortex signal detection section, thereby eliminating frequency loss. Not the exact current you are able to get the signal.
第1図はこの発明の実施例の縦断面図、第2図は第1図
のA−A縦断面図、第3図および第4図はそれぞれ渦発
生体のカルマン渦検出部の例を示す横断面図、第5図は
信号波形の変換説明図、第6図および第7図は問題点を
説明する斜視図および部分拡大縦断面図、第8図は周波
数欠損発生率特性図である。
1・・・流体
2・・・ハウジング
2a・・・上壁内面
3・・・渦発生体
7・・・嵌合部
8・・・上流側角部
22・・・電子回路
24・・・圧力導入孔(=検出部)
30・・・抵抗線(−検出部)FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 5 is a diagram illustrating signal waveform conversion, FIGS. 6 and 7 are perspective views and partially enlarged longitudinal sectional views illustrating problems, and FIG. 8 is a frequency loss occurrence rate characteristic diagram. 1...Fluid 2...Housing 2a...Top wall inner surface 3...Vortex generator 7...Fitting part 8...Upstream corner 22...Electronic circuit 24...Pressure Introduction hole (=detection part) 30... Resistance wire (-detection part)
Claims (1)
を横切つて設置され両端の嵌合部を前記ハウジングの上
下壁の取付け孔に嵌合固定された柱状の渦発生体と、前
記渦発生体の上方側部に設けられ前記渦発生体によるカ
ルマン渦の発生周波数を検出する検出部と、前記検出部
の信号を流体の流量に変換する電子回路とからなるカル
マン渦流量計であって、前記嵌合部の上流側角部と前記
ハウジングの上壁内面との段差をh(上流側角部が上壁
内面より突出している場合を+、凹んでいる場合を−に
とる)とし、前記上流側角部と前記検出部の上端との垂
直距離をlとしたとき、 l/h<−5またはl/h>6 となる位置に前記検出部を設けたカルマン渦流量計。[Scope of Claims] A cylindrical housing that forms a fluid flow path, and a columnar housing that is installed across the flow path and whose fitting portions at both ends are fitted and fixed into mounting holes in the upper and lower walls of the housing. It consists of a vortex generator, a detection unit that is provided on the upper side of the vortex generator and detects the frequency at which the Karman vortex is generated by the vortex generator, and an electronic circuit that converts the signal of the detection unit into a fluid flow rate. In the Karman vortex flowmeter, the level difference between the upstream corner of the fitting part and the inner surface of the upper wall of the housing is h (+ when the upstream corner protrudes from the inner surface of the upper wall, and + when the upstream corner is concave). ), and when the vertical distance between the upstream corner and the upper end of the detection section is l, the detection section is provided at a position where l/h<-5 or l/h>6. Karman vortex flowmeter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024766A JPH01199121A (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Karman vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024766A JPH01199121A (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Karman vortex flowmeter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01199121A true JPH01199121A (en) | 1989-08-10 |
Family
ID=12147282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63024766A Pending JPH01199121A (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Karman vortex flowmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01199121A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0248817U (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6235225B2 (en) * | 1978-04-18 | 1987-07-31 | Lyons Ernest H Jr |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP63024766A patent/JPH01199121A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6235225B2 (en) * | 1978-04-18 | 1987-07-31 | Lyons Ernest H Jr |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0248817U (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 |
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