JPS6244337Y2 - - Google Patents

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JPS6244337Y2
JPS6244337Y2 JP901482U JP901482U JPS6244337Y2 JP S6244337 Y2 JPS6244337 Y2 JP S6244337Y2 JP 901482 U JP901482 U JP 901482U JP 901482 U JP901482 U JP 901482U JP S6244337 Y2 JPS6244337 Y2 JP S6244337Y2
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JP901482U
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、カルマン渦を利用した渦流量計に関
するものである。
更に詳述すれば、カルマン渦により物体に作用
する交番力を検出して、渦信号として取り出し、
流速又は流量を測定する渦流量計に関するもので
ある。
第1図は、従来より一般に使用されている渦流
量計の従来例である。
図において、1は円筒状の管路、11は管路1
に直角に設けられた円筒状のノズルである。2は
ノズル11を通して、管路1に直角に挿入された
柱状の受力体である。受力体2の一端には凹部2
1が設けられ、管路1に取付けられたねじ3の先
端に設けられた球形状のサポートプラグ31とす
きまばめ状態にある。受力体2の他端は、フラン
ジ部22において、ノズル11にねじ又は溶接に
より固定されている。23は受力体2のフランジ
部22側に設けられた凹部である。4は凹部23
に設けられた円板状の応力検出部で、その中心軸
は受力体2の中心軸と一致する。応力検出部4
は、この場合は第2図に示す如く、円板状の素子
本体41と電極42,43,44よりなる。電極
42は薄円板状をなし、素子本体41の一面側に
設けられている。一方、電極43,44は、ほぼ
己形をなし、素子本体41の他面側に素子本体4
1の中心を挾んで、管路1方向と直角方向に対称
形に設けられている。素子本体41は、この場合
は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)よりなる圧電素
子が使用されている。5a,5b(以下総称する
場合は「5」とする。)は、応力検出部4の両面
に配置された円板状の絶縁体で、この場合は、セ
ラミツクが使用されている。6は応力検出部4及
び絶縁体5を凹部23に押圧固定する固定体で、
この場合は、ステンレス材が用いられている。固
定体6の一端側は受力体2に固定され、この場合
は、溶接61されている。
以上の構成において、管体1内に測定流体が流
れると受力体2にはカルマン渦により第1図に示
す矢印のような交番力FOが作用する。この交番
力FOは固定体6を介して応力検出部4に伝達さ
れる。この場合、受力体2には、第1図に示す如
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。而して、応力検出部4の電極42
−電極43,電極42−電極44間にはこの応力
変化に対応した電気信号(たとえば電荷の変化)
が生ずる。この変化の回数を検出することにより
渦発生周波数が検出できる。而して、電極42−
電極43,電極42−電極44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。
このような装置において、受力体2は一端が球
形状のサポートプラグ31により支持され、他端
はノズル11に固定されている。このため、測定
流体等の温度変化により受力体2が伸縮しても、
その伸縮の変化をサポートプラグ31との接触部
分(支持部分)により容易に吸収することができ
る。また、着脱が容易となる利点も有する。
しかしながら、凹部21とサポートプラグ31
との間はすきまばめの関係にあるとは言え、わず
かの隙間、たとえば、はめあい信号H7程度の隙
間であるので、受力体2を、サポートプラグ31
に装着する場合に、凹部21はサポートプラグ3
1に接触するのが実際上は殆んどである。しか
し、凹部21はサポートプラグ31のどの点で接
触し、どの程度の圧力で接触するかは、各構成要
素の寸法精度のばらつきの影響等により明確にす
ることができない。また、凹部21とサポートプ
ラグ31とが全く接触しない場合も生ずる。この
ことは、保守等により受力体2の着脱の際にも再
調整を必要とすることになる。
ところで、本願考案者等の実際の測定結果によ
ると、本考案装置の間に出力信号についてばらつ
きが明らかに認められた。
この原因については、次の如く考えられる。
固定体6の押圧力F6によつて応力検出部4に
生ずる応力σと感度との関係は、第3図に示す
如く、応力σがある一定値σA以上になると感
度は飽和する。したがつて、押圧力F6は応力σ
が一定値σA以上になるようにする必要があ
る。即ち、応力σが飽和感度領域αにあること
が必要である。
一方、押圧力F6を必要以上に大きくすれば圧
電素子等の強度、あるいは、押圧固定するための
溶接部の強度等の問題が生ずるので、押圧力F6
は必要最低限にあることが望ましく、また、加え
ることのできる押圧力F6の上限も存在する。
したがつて、押圧力F6は以上を勘案して必要
最低限に設計され、この押圧力F6に基づく押し
付け応力σが応力検出部4に加わる。
ところが、第4図に示すごとく、凹部21とサ
ポートプラグ31との接触点には、各構成要素の
寸法精度のばらつき及び凹部21とサポートプラ
グ31のはめあい精度のばらつきに基づき、受力
体2には変位δが加えられた形となる。このた
め、第5図に示す如く、この変位δに基づき、応
力検出部4には応力σが加わる。したがつて、
総合された応力としてはσとなる。この場合、
変位δの大きさによつては応力検出部4の片側は
第3図における、感度の非飽和領域に大幅にずれ
込み感度の悪いものが生ずる。この事を解消する
には、応力σを応力σAよりはるかに大きくす
ればよいが、前述のごとくその大きさは、必要最
小限であることが望ましい。なお、交番力FO
基づく測定対象応力σは応力σ,σに比
し、2桁程度その大きさは小さく、ここでは無視
することができる。
次に、変位δが零の状態においては、受力体2
の凹部21の設けられている側が、自由端状態と
なる場合が存在し、理想的な寸法状態では、この
場合が多くなる。自由端状態では、支持端状態に
対して、前述の交番力FOによるモーメント線図
が大きく異なり、応力検出部4により検出される
電気信号が全く異なつたものとなる問題点が存在
する。
本考案は、これ等の問題点を解決したものであ
る。
本考案の目的は、簡単な構成により感度が良好
で、かつ確実な測定が出来る渦流量計を提供する
にある。
第6図は、本考案の一実施例の構成説明図であ
る。
図において、第1図と同一記号は同一機能を示
す。以下、第1図と相違部分のみ説明する。
11aは管路1に直角に設けられた円筒状のノ
ズルで、その中心軸は、サポートプラグ31の中
心軸と所要寸法同軸度がずらされ、サポートプラ
グ31により受力体2の凹部21に常に一定方向
の変位δが生ずるように構成されている。
以上の構成において、受力体2を管路1に軽く
装着すると、凹部21はサポートプラグ31に、
第7図の実線で示す如く、点Aで接触し、傾いた
状態でセツトされる。次に、Tなる力で、センサ
を上部から押しつけていくと、矢印Bの方向に移
動するが、C点で動きが規制され点線で示す如
く、受力体2は曲がつた状態で管路1に固定され
る。なお、初期押しつけ応力σは、この場合に
生ずる応力σより十分大きな値とし、応力σ
が応力σAより小さくならない値に設定されてい
る。
このように、本考案においては、受力体2の凹
部21に常に一定方向の変位δが加えられるよう
に構成したので、凹部21はサポートプラグ31
により常に支持され、自由端となることはなく確
実な測定ができる。また、応力σは、応力σA
より小さくならないように構成されているので、
感度は飽和感度領域αにあり、感度の低下のない
ものが得られる。
なお、前述の実施例においては、サポートプラ
グ31の中心軸を基準にして、ノズル11aの中
心軸をずらして、サポートプラグ31との同軸度
をずらすようにしたが、サポートプラグ31の中
心軸をずらしてもよく、また、両者共中心軸をず
らしてもよく、要するに、両者の同軸度が所要寸
法ずれればよい。
また、前述の実施例においては、固定体6によ
り応力検出部4を凹部23に押圧固定するものに
ついて説明したが、これに限ることはなく、たと
えば、ガラスにより応力検出部4を凹部23に封
着し、ガラスの凝固による収縮力を利用して押圧
固定してもよく、要するに、応力検出部4が凹部
23に常に飽和感度領域αにあるように押圧固定
されるものであればよい。
また、受力体2は、渦発生体であると共に、そ
の渦発生に基づく交番力FOを受けるものについ
て説明したが、渦発生体を受力体2の上流側に別
に設けたものであつてもよいことは勿論である。
以上説明したように、本考案によれば、簡単な
構成により感度が良好で、かつ、確実な測定が出
来る渦流量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図、第2図は第1図の部品説明図、第
3図〜第5図は第1図の動作説明図、第6図は本
考案の一実施例の構成説明図、第7図は第6図の
動作説明図である。 1……管路、11a……ノズル、2……受力
体、21……凹部、23……凹部、3……ねじ、
31……サポートプラグ、4……応力検出部、4
1……素子部、42,43,44……電極、5…
…絶縁体、6……固定体、FO……渦発生に基づ
く交番力、F6……押付け力、σ……押付け応
力、α……飽和感度領域。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. カルマン渦により受力体に作用する交番力を検
    出して流速又は流量を測定する渦流量計におい
    て、測定流体の流れる管路と、該管路の管壁に設
    けられた支持機構と、該支持機構に対向した前記
    管路の管壁に該支持機構の中心軸と所要の同軸度
    をずらして設けられた挿入孔と、該挿入孔を介し
    て前記管路に挿入され一端が前記支持機構に着脱
    自在に取付けられ他端が前記挿入孔に固定された
    受力体と、該受力体の軸方向に設けられた凹部
    と、該凹部にその飽和感度領域に常にあるように
    押圧固定された応力検出部とを具備したことを特
    徴とする渦流量計。
JP901482U 1982-01-26 1982-01-26 渦流量計 Granted JPS58112921U (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP901482U JPS58112921U (ja) 1982-01-26 1982-01-26 渦流量計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP901482U JPS58112921U (ja) 1982-01-26 1982-01-26 渦流量計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58112921U JPS58112921U (ja) 1983-08-02
JPS6244337Y2 true JPS6244337Y2 (ja) 1987-11-21

Family

ID=30021684

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP901482U Granted JPS58112921U (ja) 1982-01-26 1982-01-26 渦流量計

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JP (1) JPS58112921U (ja)

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JPS58112921U (ja) 1983-08-02

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