JPH01199121A - Karman vortex flowmeter - Google Patents
Karman vortex flowmeterInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vortex
- karman vortex
- karman
- detection part
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5014552A (en) | Flow meter | |
| US3867839A (en) | Vortex-type flowmeter having strain gauge sensor in an elastic suspension | |
| US4003253A (en) | Multi-range vortex-shedding flowmeter | |
| US4074571A (en) | Obstacle assembly for vortex type flowmeter | |
| US6435036B1 (en) | Vortex flow meter | |
| JP2742388B2 (en) | Flow velocity measuring device | |
| GB1600323A (en) | Fluid flow rate measuring apparatus | |
| JPH01199121A (en) | Karman vortex flowmeter | |
| JPS632451B2 (en) | ||
| US4696193A (en) | Airflow rate measuring apparatus of Karman vortex type | |
| KR100732116B1 (en) | Vortex flowmeter | |
| JP2527237B2 (en) | Vortex flowmeter | |
| JPH102769A (en) | Vortex flowmeter | |
| JPS6324246B2 (en) | ||
| JPH11281421A (en) | Ring vortex flow meter | |
| JP3209303B2 (en) | Vortex flow meter | |
| JPH01212318A (en) | Karman vortex flowmeter | |
| JPS61134622A (en) | Flow rate measuring device of mass air | |
| RU2215997C1 (en) | Vortex flowmeter | |
| RU2084900C1 (en) | Whirl speed detector | |
| JP3090513B2 (en) | Fluidic gas meter | |
| JPH04262209A (en) | Fluidic flowmeter having micro-flow sensor | |
| JPS63247619A (en) | Karman vortex flowmeter | |
| JP2591637Y2 (en) | Fluidic flow meter | |
| KR920009907B1 (en) | Swirling flow meter |