JPS5854671Y2 - Karman vortex flowmeter - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は渦検出機構が渦発生体とは別体構造の流量計で
振動に対する耐久性が優れ、気体のように渦トルクの小
さい場合の流量測定に適し、且つ、渦検出機構自体が不
必要なカルマン渦の発生源となるようなことがないカル
マン渦型流量計に関する。[Detailed description of the invention] The present invention is a flowmeter in which the vortex detection mechanism has a separate structure from the vortex generator, and has excellent durability against vibration, and is suitable for flow measurement in cases where the vortex torque is small, such as in gases. The present invention relates to a Karman vortex flowmeter in which the vortex detection mechanism itself does not become a source of unnecessary Karman vortices.

従来、カルマン渦型流量計として、（１）渦発生体を流
管を横切って配置し渦発生体の途中に流体の流れ方向と
直交するスリットを設け、この中にセンサとしての白金
抵抗線を流体の流れ方向に張り、この抵抗線に一定電流
を流し、渦発生体によって発生した流量の関数たる周期
性を有する渦列により上記スリット中において流体移動
を生ぜしめ、これによる熱的変化を上記抵抗線において
抵抗変化として検出し、流量を測定する方式のもの、及
び（２）渦発生体の下流に渦発生体と同様流管を横切っ
て柱状体を配置し、これに片持梁式に支持された尾部を
設け、渦発生体により発生した渦列による上部尾部の周
期的撓みを、この尾部に取り付けたストレーンゲージ等
によって検出し、流量を測定する方式が知られている。Conventionally, Karman vortex flowmeters have been constructed by (1) placing a vortex generator across the flow tube, providing a slit in the middle of the vortex generator perpendicular to the fluid flow direction, and inserting a platinum resistance wire as a sensor into the slit; A constant current is passed through this resistance wire, which is stretched in the direction of fluid flow, and fluid movement is caused in the slit by a vortex train having periodicity that is a function of the flow rate generated by the vortex generator, and the thermal change caused by this is caused by the above. (2) A columnar body is placed downstream of the vortex generator across the flow tube in the same way as the vortex generator, and a cantilever type A method is known in which a supported tail section is provided and the periodic deflection of the upper tail section due to the vortex train generated by the vortex generator is detected by a strain gauge or the like attached to the tail section to measure the flow rate.

然るに前者の流量計では、センサとしての白金抵抗線が
振動に弱いため、振動の多い場所、例えば航空機等に搭
載して使用することは出来なかった。However, in the former flowmeter, the platinum resistance wire used as the sensor is susceptible to vibrations, so it could not be used in places where there is a lot of vibration, such as aircraft.

更に、後者の方式は液体のような流体測定の場合のよう
に充分大きな渦トルクが得られる場合は未だしも、気体
のように渦トルクの小さい場合にはＳ／Ｎが悪くなり、
使用することができなかった。Furthermore, the latter method is still difficult when a sufficiently large vortex torque can be obtained, such as when measuring fluids such as liquids, but the S/N ratio becomes poor when the vortex torque is small, such as when measuring gases.
Couldn't use it.

このような欠点を避けるため、渦発生体と渦検出機構と
を別体構造とし、渦トルクの大なる成長じた渦列が検出
できるよう、円柱状の渦検出機構を渦発生体の下流側に
配設し、チップ型の熱センサを渦検出機構の途中のスリ
ット中に挿着した構造とカルマン渦型流量計が提案され
ている。In order to avoid such drawbacks, the vortex generator and the vortex detection mechanism are constructed separately, and the cylindrical vortex detection mechanism is placed downstream of the vortex generator so that a vortex train with a large vortex torque can be detected. A structure in which a chip-type thermal sensor is inserted into a slit in the middle of the vortex detection mechanism and a Karman vortex flowmeter have been proposed.

然るに、このような流量計では上記した欠点が克服でき
る反面、上記渦検出機構のハウジングが円柱形であるた
め、ハウジング自体によって流量信号検出に悪影響を及
ぼす不必要なカルマン渦を発生する欠点がある。However, although such a flowmeter can overcome the above-mentioned drawbacks, since the housing of the vortex detection mechanism is cylindrical, the housing itself has the drawback of generating unnecessary Karman vortices that adversely affect flow signal detection. .

そこで、本考案の目的はこのような欠点のないカルマン
渦型流量計を実現することにあり、本考案の構成上の特
徴は、渦発生体と渦検出機構とが別体構造の流量計にお
いて、上記渦検出機構のハウジングをカルマン渦列を発
生しないような形状とした点にある。Therefore, the purpose of the present invention is to realize a Karman vortex flowmeter that does not have such drawbacks. The present invention is characterized in that the housing of the vortex detection mechanism is shaped so as not to generate a Karman vortex street.

以下図面に従い本考案を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第１図は本考案装置の原理構成を示す概略斜視図で、本
図において１は例えば気体等の被測定流体が流れる流管
、２は流管１を横切って流体の流れ方向と直角に配置さ
れた渦発生体、３は渦発生体２の下流側、渦トルクの大
なる成長じた渦列が検出できる位置に渦発生体と同様流
管１を横切って流体の流れ方向と直角に配置された渦検
出機構である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the principle configuration of the device of the present invention. In this figure, 1 is a flow tube through which a fluid to be measured such as gas flows, and 2 is arranged across the flow tube 1 at right angles to the flow direction of the fluid. The vortex generator 3 is placed on the downstream side of the vortex generator 2, at a position where a vortex train with a large vortex torque can be detected, across the flow tube 1 and perpendicular to the flow direction of the fluid. This is a vortex detection mechanism.

渦検出機構３のハウジングには両端より中央部に向って
テーパ一部が形成され、渦検出機構自体から発生するカ
ルマン渦周波数を乱す構造になっている。The housing of the vortex detection mechanism 3 is partially tapered from both ends toward the center, and has a structure that disturbs the Karman vortex frequency generated from the vortex detection mechanism itself.

渦検出機構３の構造について第２図の断面図に従い詳し
く説明する。The structure of the vortex detection mechanism 3 will be explained in detail with reference to the sectional view of FIG.

第２図は第１図におけるＡＡ′面で渦検出機構３を切断
した中心断面図である。FIG. 2 is a central sectional view of the vortex detection mechanism 3 taken along plane AA' in FIG.

渦検出機構３は、基本的には流管１に固定された渦検出
機構ハウジング３ａと、この部分に取り外し可能に挿着
されるセンサプローブ３ｂと、ハウジング３ａの中央部
に流体の流れ方向と直交するように設けられたスリット
３Ｃとを具備する。The vortex detection mechanism 3 basically includes a vortex detection mechanism housing 3a fixed to the flow tube 1, a sensor probe 3b removably inserted into this part, and a sensor probe 3b installed in the center of the housing 3a in the direction of fluid flow. The slits 3C are provided so as to be perpendicular to each other.

ハウジング３ａは、その両端部から中央のスリブ）３Ｃ
に向かうテーパーが形成されており、ハウジング全体は
流管１に設けられた貫通穴１ａを通して管内に挿入され
、その先端部は穴１ａと対向する位置に設けられた穴１
ｂを通って、流管外側に取り付けられたボス４に突き当
り、これによって支持されている。The housing 3a has a central sleeve (3C) from both ends of the housing 3a.
The housing as a whole is inserted into the tube through a through hole 1a provided in the flow tube 1, and the tip thereof is inserted into the flow tube 1 through a through hole 1a provided at a position opposite to the hole 1a.
b, and abuts against and is supported by a boss 4 attached to the outside of the flow tube.

一方、ハウジング３ａの他端は貫通穴１ａ部分の流管外
側に設けられたボス５にきつく嵌合している。On the other hand, the other end of the housing 3a is tightly fitted into a boss 5 provided on the outside of the flow tube in the through hole 1a portion.

従って、ハウジング３ａは通常状態では流管１より抜は
出ることはない。Therefore, the housing 3a does not come out from the flow tube 1 under normal conditions.

ハウジング３ａにはその一端からスリット３Ｃに至る穴
が設けられており、この部分に先端にチップ型熱センサ
３ｄが取り付けられたセンサプローブ３ｂが挿入される
。The housing 3a has a hole extending from one end to the slit 3C, into which a sensor probe 3b having a chip-type thermal sensor 3d attached to its tip is inserted.

センサ３ｅはスリット３Ｃにおいて被測定流体に露出さ
れる。The sensor 3e is exposed to the fluid to be measured at the slit 3C.

センサ３ｄからのリード線３ｅはセンサプローブ３ｂの
ハウジング内を通って外部に導出される。A lead wire 3e from the sensor 3d passes through the housing of the sensor probe 3b and is led out.

また、このプローブは挿入後渦検出機構のハウジング３
ａの一端の肉厚部３ｆに螺子止めされる。In addition, this probe is inserted into the housing 3 of the vortex detection mechanism.
It is screwed onto the thick wall portion 3f at one end of a.

このような構成により、渦発生体２により生じた、流量
の関数たる周期性を有するカルマン渦列は成長じつつ下
流側に流される。With such a configuration, the Karman vortex street generated by the vortex generator 2 and having periodicity as a function of the flow rate is caused to grow and flow downstream.

渦検出機構３に達したカルマン渦列により、スリブ）３
Ｃ中に流体移動が発生し、これによる熱的変化をセンサ
３ｄの抵抗変化として検出し流量を測定する。Due to the Karman vortex street that has reached the vortex detection mechanism 3, the sleeve) 3
Fluid movement occurs during C, and the resulting thermal change is detected as a resistance change by the sensor 3d to measure the flow rate.

本考案装置によれば、渦検出機構３のハウジングに両端
より中央部に向うテーパー一部が形成されている。According to the device of the present invention, the housing of the vortex detection mechanism 3 is partially tapered from both ends toward the center.

一般に渦発生体によって発生されるカルマン渦列の周波
数ｆは以下のように表わすことが出来る。Generally, the frequency f of the Karman vortex street generated by a vortex generator can be expressed as follows.

但し、■：原流体流速、ｄ：流れに垂直な方向の渦発生
体の柱の幅、Ｓｔニスドローハル数。However, ■: Original fluid flow velocity, d: Width of the column of the vortex generator in the direction perpendicular to the flow, Stnis-Drawhal number.

渦検出機構３において、柱の輻ｄは変化しており、周波
数の異なる渦列、即ち渦と渦との間隔が色々の渦列が発
生する。In the vortex detection mechanism 3, the convergence d of the column changes, and vortex trains with different frequencies, ie, vortex trains with various intervals between vortices, are generated.

この結果、互いに渦列を乱すことになり（これは上流側
の渦発生体２で発生した、渦トルクの大きい渦列には影
響を及ぼさない）、検出に悪影響を及ぼすような、大き
な渦トルクと周期性を有するカルマン渦列はこの渦列検
出機構からは発生しない。As a result, the vortex trains are mutually disturbed (this does not affect the vortex train with a large vortex torque generated by the vortex generator 2 on the upstream side), and a large vortex torque that adversely affects detection is generated. A Karman vortex street with periodicity is not generated from this vortex street detection mechanism.

このため渦発生体２によるカルマン渦のみに依存した、
Ｓ／Ｎの優れた流量測定が行える。Therefore, depending only on the Karman vortex caused by the vortex generator 2,
Flow rate measurement with excellent S/N ratio can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本考案の原理構成を示す概略斜視図、第２図は
第１図におけるＡ−Ａ’ｉｉで渦検出機構を切断した断
面図である。 １・・・・・・流管、２・・・・・・渦発生体、３・・
・・・・渦検出機構、３ａ・・・・・・渦検出機構ハウ
ジング、３ｂ・・・・・・センサプローブ、３Ｃ・・・
・・・スリット、３ｄ・・・・・・センサ。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the basic structure of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the vortex detection mechanism taken along line A-A'ii in FIG. 1. 1...flow tube, 2...vortex generator, 3...
...Vortex detection mechanism, 3a...Vortex detection mechanism housing, 3b...Sensor probe, 3C...
...Slit, 3d...Sensor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 被測定流体が流れる流管中に流体を横切って渦発生体を
配置し、流量の関数たる周期性を有する渦列を発生させ
、上記渦発生体の下流側にこの渦発生体と同様上記流体
を横切って配置された渦検出機構によって上記渦列を検
出するようにした装置において、上記渦検出機構を、両
端より中央部に向ってテーパ一部が形成され、その中央
部に流体の流れ方向と直交するスリットが設けられたハ
ウジングと、上記スリット部において上記流体に露出さ
れるように設けられたセンサとによって構成したことを
特徴とするカルマン渦型流量計。A vortex generator is placed across the fluid in a flow tube through which the fluid to be measured flows, and a vortex train having periodicity as a function of the flow rate is generated. In the device, the vortex array is detected by a vortex detection mechanism disposed across the vortex detection mechanism, the vortex detection mechanism is partially tapered from both ends toward the center, and the vortex row is formed in the center of the vortex detection mechanism in the direction of fluid flow. 1. A Karman vortex type flowmeter comprising: a housing provided with a slit orthogonal to the slit; and a sensor provided so as to be exposed to the fluid at the slit.