JPS592324B2 - 流速流量測定装置 - Google Patents
流速流量測定装置Info
- Publication number
- JPS592324B2 JPS592324B2 JP53160675A JP16067578A JPS592324B2 JP S592324 B2 JPS592324 B2 JP S592324B2 JP 53160675 A JP53160675 A JP 53160675A JP 16067578 A JP16067578 A JP 16067578A JP S592324 B2 JPS592324 B2 JP S592324B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- detection sensor
- force detection
- measuring device
- receiving body
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3259—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
- G01F1/3266—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations by sensing mechanical vibrations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカルマン渦を利用した流速流量測定装置に関す
るものである。
るものである。
更に詳述すれば、カルマン渦により渦発生体に生ずる交
番力を検出して、渦信号として取わ出し流速又は流量を
測定する流速流量測定装置に関するものである。
番力を検出して、渦信号として取わ出し流速又は流量を
測定する流速流量測定装置に関するものである。
本発明の目的は渦信号を高感度で測定し得る流速流量測
定装置を提供するにある。
定装置を提供するにある。
第1図は本発明の一実施例の構成説明図で、Aは縦断面
図、Bは要部構成説明図である。
図、Bは要部構成説明図である。
図において、1は被測定流体の流れる円筒状の管路、2
は管路1に直角に挿入された受力体で、容器21と渦発
生体22よりなる。
は管路1に直角に挿入された受力体で、容器21と渦発
生体22よりなる。
容器21は鍔部211と底面212を有し円筒状をなし
、鍔部211が管路1に固定されている。渦発生体22
は柱状をなし、一端が底面212に溶接され、他端が管
路1に固定されている。3は円板状の力検出センサで、
容器21内に流路に直角に、かつ垂直方向に対してθの
角度をなして配置されている。
、鍔部211が管路1に固定されている。渦発生体22
は柱状をなし、一端が底面212に溶接され、他端が管
路1に固定されている。3は円板状の力検出センサで、
容器21内に流路に直角に、かつ垂直方向に対してθの
角度をなして配置されている。
力検出センサ3は、この場合は、B図に示す如く、円板
状の素子本体31と電極32、33、34よりなる。電
極32は薄円板状をなし、素子本体31の一面側に設け
られている。一方、電極33、34はほぼ弓形をなし、
素子本体31の他面側に素子本体31の中心を挾んで対
称形に設けられ、渦発生体22の軸心をはさんで流路方
向と直角方向に対称になるように配置されている。素子
本体31は、この場合は圧電素子が使用され、感度方向
は、ほぼ板面に直角方向をなしている。4は力検出セン
サ3を容器21内に容器21より絶縁して封着する封着
体で、この場合はガラス材が用いられている。
状の素子本体31と電極32、33、34よりなる。電
極32は薄円板状をなし、素子本体31の一面側に設け
られている。一方、電極33、34はほぼ弓形をなし、
素子本体31の他面側に素子本体31の中心を挾んで対
称形に設けられ、渦発生体22の軸心をはさんで流路方
向と直角方向に対称になるように配置されている。素子
本体31は、この場合は圧電素子が使用され、感度方向
は、ほぼ板面に直角方向をなしている。4は力検出セン
サ3を容器21内に容器21より絶縁して封着する封着
体で、この場合はガラス材が用いられている。
以上の構成において、管路1内に被測定流体が流れると
、受力体2にはカルマン渦により第1図Aに示す矢印X
のような交番力が作用する。
、受力体2にはカルマン渦により第1図Aに示す矢印X
のような交番力が作用する。
この交番力は封着体4を介して力検出センサ3に伝達さ
れる。面して、受力体2には第1図Aに示す如く、受力
体2の中心軸をはさんで逆方向の応力変化が発生する。
面して、力検出センサ3の電極32−電極33、電極3
2−電極34間の電気出力を差動的に処理すれば、2倍
の電気出力を得ることができる。この場合、交番力×が
作用すると、受力体2の内部には第2図に示す如く、軸
応力σとせん断応力τとが発生する。
れる。面して、受力体2には第1図Aに示す如く、受力
体2の中心軸をはさんで逆方向の応力変化が発生する。
面して、力検出センサ3の電極32−電極33、電極3
2−電極34間の電気出力を差動的に処理すれば、2倍
の電気出力を得ることができる。この場合、交番力×が
作用すると、受力体2の内部には第2図に示す如く、軸
応力σとせん断応力τとが発生する。
今、受力体2の微小部分について、その部分を拡大して
みると、交番力×による応力は第3図のような応力状態
を示す。
みると、交番力×による応力は第3図のような応力状態
を示す。
今、図の斜線で示した角度θの任意平面の軸応力σθは
次式で表わせる。σθ=lσ二百σCOs2θ+τSi
n2θ(1)一般には、θ=90Oにするのが普通であ
る。この場合はσθ=900=σ となり、このσを検
出することになる。而るに、σθ1)式に}いて、 を満たすθで最大となり、次の値を取る。
次式で表わせる。σθ=lσ二百σCOs2θ+τSi
n2θ(1)一般には、θ=90Oにするのが普通であ
る。この場合はσθ=900=σ となり、このσを検
出することになる。而るに、σθ1)式に}いて、 を満たすθで最大となり、次の値を取る。
この値はσθ=900におけるσより大きな値となる。
本実施例ではこの(σθ)Maxを感度よく検出するよ
うにしたものである。
うにしたものである。
即ち、力検出セン9″4の受力体2における角度θを(
2)式を満たすように選ぶことにより、力検出センサ4
の出力信号を大きくすることができる。
2)式を満たすように選ぶことにより、力検出センサ4
の出力信号を大きくすることができる。
θの値は軸応力σ,せん断応力τの値で異なり、これら
は、渦発生体の形状,検出部の形状等で変わり、それぞ
れに応じた適切なθを選択しなければならない。なお、
前述の実施例においては、力検出センサ3を容器21内
に流路に直角な垂直方向に対してθ角度傾けて配置した
が第4図に示す如く力検出センナ3が配置される容器2
1の凹部213の底面212をθ角度傾けて構成すれば
、力検出センサ3の配置の容易なものが得られる。
は、渦発生体の形状,検出部の形状等で変わり、それぞ
れに応じた適切なθを選択しなければならない。なお、
前述の実施例においては、力検出センサ3を容器21内
に流路に直角な垂直方向に対してθ角度傾けて配置した
が第4図に示す如く力検出センナ3が配置される容器2
1の凹部213の底面212をθ角度傾けて構成すれば
、力検出センサ3の配置の容易なものが得られる。
また、第5図に示す如く、素子本体31aを凹部213
と同じ形状に作り、凹部213に、ガラス封着すること
なく圧入等により直接固着してもよい。また、第6図に
示す如く、圧電素子よりなる素子本体31b(分りやす
くするために実際より厚く示されている。)を底面21
2に蒸着或はスパツタリング等により直接構成すれば力
検出センサ3が均質で、生産性のよいものが得られる。
加えるに、力検出センサ3を柱状の固定体5で凹部21
3に押圧するようにすれば、更に、感度よく力を検出す
ることができる。また、第7図に示すごとく、固定体5
の先端部51に力検出センサ3を固定或は直接形成して
後、力検出セン+)″3の取付けられた固定体5を凹部
213に挿入固定するようにすれば、力検出センサ3の
固定体5への固定或は形成作業が容易なものが得られる
と共に、その完成状態を直接目視検査することができる
。また、第8図に示す如く、円柱状をなし、頂部61を
所要のθ角度に切断されたスペーサ6を凹部213にあ
らかじめ挿入配置するようにすれば、力検出センサ3の
凹部213への設置が容易なものが得られる。な訃、ノ
イズ等の影響が大きい場合には、交番力による主応力方
向と共に、ノイズの主応力方向を考慮して、S/N比の
よい方向に力検出センサ3を傾けてもよいことは勿論で
ある。
と同じ形状に作り、凹部213に、ガラス封着すること
なく圧入等により直接固着してもよい。また、第6図に
示す如く、圧電素子よりなる素子本体31b(分りやす
くするために実際より厚く示されている。)を底面21
2に蒸着或はスパツタリング等により直接構成すれば力
検出センサ3が均質で、生産性のよいものが得られる。
加えるに、力検出センサ3を柱状の固定体5で凹部21
3に押圧するようにすれば、更に、感度よく力を検出す
ることができる。また、第7図に示すごとく、固定体5
の先端部51に力検出センサ3を固定或は直接形成して
後、力検出セン+)″3の取付けられた固定体5を凹部
213に挿入固定するようにすれば、力検出センサ3の
固定体5への固定或は形成作業が容易なものが得られる
と共に、その完成状態を直接目視検査することができる
。また、第8図に示す如く、円柱状をなし、頂部61を
所要のθ角度に切断されたスペーサ6を凹部213にあ
らかじめ挿入配置するようにすれば、力検出センサ3の
凹部213への設置が容易なものが得られる。な訃、ノ
イズ等の影響が大きい場合には、交番力による主応力方
向と共に、ノイズの主応力方向を考慮して、S/N比の
よい方向に力検出センサ3を傾けてもよいことは勿論で
ある。
なお、前述の実施例においては、受力体2は容器21と
渦発生体22よりなると説明したが、容器21と渦発生
体22とが一体構成のものであつてもよい。
渦発生体22よりなると説明したが、容器21と渦発生
体22とが一体構成のものであつてもよい。
また、渦発生体と受力体が別体であつて、管路1の上流
側に渦発生体が配置され、下流側に受力体が配置される
構成のものでもよいことは勿論である。また、力検出セ
ンサ3は第9図に示すごとく、渦発生体22の軸をはさ
んで所要の傾斜をなした同一平面に独立に2個(3a,
3b)配置されてもよいことは勿論である。また、第1
0図に示すごとく、2個の力検出センサ3a,3bが、
渦発生体22の軸をはさんで軸に対して所要の傾斜をな
して対称に配置されてもよい。な訃、片側に1個(3a
或は3b)のみであつてもよいことは勿論である。また
、素子本体31は圧電素子よりなると説明したが、ジル
コン●チタン酸鉛(PZT)やチタン酸鉛等のセラミツ
ク系圧電磁器、或は、ニオブ酸リチウムや水晶等の圧電
性結晶、或は、感圧素子でもよく、要するに圧力を電気
信号に変換するものであればよい。また、封着体4はガ
ラスでなく、エポキシ系やセメント系やセラミツク系、
或は、マイカ等の封着材でもよく、要するに、受力体2
に作用する力を力検出センサ3に確実に感度よく伝達し
、電気的に絶縁し、化学的に安定なものであればよい。
側に渦発生体が配置され、下流側に受力体が配置される
構成のものでもよいことは勿論である。また、力検出セ
ンサ3は第9図に示すごとく、渦発生体22の軸をはさ
んで所要の傾斜をなした同一平面に独立に2個(3a,
3b)配置されてもよいことは勿論である。また、第1
0図に示すごとく、2個の力検出センサ3a,3bが、
渦発生体22の軸をはさんで軸に対して所要の傾斜をな
して対称に配置されてもよい。な訃、片側に1個(3a
或は3b)のみであつてもよいことは勿論である。また
、素子本体31は圧電素子よりなると説明したが、ジル
コン●チタン酸鉛(PZT)やチタン酸鉛等のセラミツ
ク系圧電磁器、或は、ニオブ酸リチウムや水晶等の圧電
性結晶、或は、感圧素子でもよく、要するに圧力を電気
信号に変換するものであればよい。また、封着体4はガ
ラスでなく、エポキシ系やセメント系やセラミツク系、
或は、マイカ等の封着材でもよく、要するに、受力体2
に作用する力を力検出センサ3に確実に感度よく伝達し
、電気的に絶縁し、化学的に安定なものであればよい。
以上説明したように、本発明においては、力検出センサ
を受力体に所要の角度をもつて一体的に固定するように
して、力検出センサの感度方向を、渦発生による交番力
によつて受力体に生ずる最大主応力の作用方向とほぼ一
致させるようにした。この結果、渦信号を高感度で測定
し得る流速流量測定装置を実現することができる。
を受力体に所要の角度をもつて一体的に固定するように
して、力検出センサの感度方向を、渦発生による交番力
によつて受力体に生ずる最大主応力の作用方向とほぼ一
致させるようにした。この結果、渦信号を高感度で測定
し得る流速流量測定装置を実現することができる。
第1図は本発明の一実施例の構成説明図で、Aは縦断面
図、Bは要部構成説明図、第2,3図は本発明の原理説
明図、第4〜10図は本発明の他の実施例の構成説明図
である。 1・・・・・・管路、2・・・・・・受力体、3・・・
・・・力検出センサ、4・・・・・・封着体、5・・・
・・・固定体、213・・・・・・凹部。
図、Bは要部構成説明図、第2,3図は本発明の原理説
明図、第4〜10図は本発明の他の実施例の構成説明図
である。 1・・・・・・管路、2・・・・・・受力体、3・・・
・・・力検出センサ、4・・・・・・封着体、5・・・
・・・固定体、213・・・・・・凹部。
Claims (1)
- 1 カルマン渦により物体に作用する交番力を検出して
流速流量を測定する流速流量測定装置において、凹部が
設けられ前記交番力を加えられる柱状の受力体と、前記
凹部に設けられその感度方向が前記交番力によつて受力
体に生ずる最大主応力が作用すると同じような方向に配
置された力検出センサと、該力検出センサを受力体に一
体的に固定する固定体とを具備したことを特徴とする流
速流量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53160675A JPS592324B2 (ja) | 1978-12-20 | 1978-12-20 | 流速流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53160675A JPS592324B2 (ja) | 1978-12-20 | 1978-12-20 | 流速流量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5583815A JPS5583815A (en) | 1980-06-24 |
JPS592324B2 true JPS592324B2 (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=15720034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53160675A Expired JPS592324B2 (ja) | 1978-12-20 | 1978-12-20 | 流速流量測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS592324B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6337947Y2 (ja) * | 1982-11-25 | 1988-10-06 |
-
1978
- 1978-12-20 JP JP53160675A patent/JPS592324B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6337947Y2 (ja) * | 1982-11-25 | 1988-10-06 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5583815A (en) | 1980-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4676663A (en) | Arrangement for remote ultrasonic temperature measurement | |
US4910994A (en) | Impulse sensor with calibration means | |
US4911019A (en) | High sensitivity-high resonance frequency vortex shedding flowmeter | |
US4610551A (en) | Ultrasonic temperature sensor | |
JPS592324B2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JPS6244337Y2 (ja) | ||
JPS5953489B2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JPS5832334B2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JPH11258016A (ja) | 渦流量計 | |
JPS6032809B2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JPS5928342Y2 (ja) | 力検出器 | |
US5022257A (en) | Impulse sensor with amplitude calibration means | |
JPS6244338Y2 (ja) | ||
JPS584967B2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JP3765380B2 (ja) | 渦流量計 | |
JPH0629688Y2 (ja) | 熱検出素子 | |
JPS5921483B2 (ja) | 流体測定装置 | |
KR830000453Y1 (ko) | 유속유량 측정장치 | |
JPS6130694B2 (ja) | ||
JP2003339092A (ja) | 超音波センサ、およびこれを用いた超音波流量計 | |
JPS5880525A (ja) | カルマン渦流量計 | |
JPH0532733Y2 (ja) | ||
JPS6244339Y2 (ja) | ||
JPS6011461Y2 (ja) | 流速流量測定装置 | |
JPS5829859B2 (ja) | 力検出器 |