JPS6290512A - Karman vortex flowmeter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect a Karman vortex flow amount with simple and inexpensive constitution and to attain the self-cleaning of a detection sensor itself, by detecting the generation cycle of a Karman vortex by mounting the detection sensor to the rear end surface of the Karman vortex generator provided in a flow channel pipe. CONSTITUTION:A columnar vortex generator 1 having a square cross-section is fixed to the central part of a cylindrical duct 2 and a current detection sensor 3 is mounted to the rear end surface 1a thereof at a right angle to an air stream and the lead part 4 is connected to an electric circuit 6 to detect the flow amount of a fluid. A Karman vortex 8 and a strong wall surface stream 9 formed by the impingement of reverse flow 8 against the rear end surface 1a are generated behind the generator 1. The temp. of the sensor 3 changes at the same cycle as a vortex generating cycle and said cycle is detected by electric circuit 6 to calculate a flow amount. Therefore, the Karman vortex flow amount can be detected by a simple, low cost constitution and the self-cleaning action of the sensor itself can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカルマン渦の発生周期より流体の流量を検出す
るカルマン渦流量計の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a Karman vortex flow meter that detects the flow rate of fluid based on the generation period of Karman vortices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のカルマン渦流量計には渦発生体自体に検流センサ
を設ける構成のものがあり、この種のものでは渦発生体
表面にダイヤフラムを設は渦発生体の両側面の差圧を検
出したり、渦発生体の両側面に流れまたは圧力の導入孔
をもうけて流れや差圧を検出していた。また、渦発生体
の応力、歪等を検出して流量を検出するタイプのカルマ
ン渦流量計もある。Some conventional Karman vortex flowmeters have a galvanometric sensor installed on the vortex generator itself, and in this type, a diaphragm is installed on the surface of the vortex generator to detect the differential pressure on both sides of the vortex generator. Or, the flow or pressure difference was detected by providing flow or pressure introduction holes on both sides of the vortex generator. There is also a type of Karman vortex flowmeter that detects the flow rate by detecting stress, strain, etc. of the vortex generator.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記の表面ダイヤフラム方式のカルマン渦流量計ではダ
イヤフラム自体の周波数応答性に限界があるだけでなく
、ダイヤフラムを小さく形成することが困難であり、大
型化してしまい、また、側面導入孔方式のものでは導入
孔の大きさを大きくすると流体の流れを乱し、逆に小さ
くすれば孔ずまりを起こしてしまうという問題点がある
。これらのカルマン渦流量計ではダイヤフラムの加工、
組立て、あるいは導入孔の孔加工等、加工コストが高い
という欠点もある。また、渦発生体の応力歪から流量を
検出する方式のものでは出力が小さい上に高い加工精度
が要求され、コスト高になってしまう。In the above-mentioned surface diaphragm type Karman vortex flowmeter, not only is there a limit to the frequency response of the diaphragm itself, but it is difficult to form the diaphragm small, resulting in an increase in size. There is a problem that if the size of the introduction hole is made large, the flow of fluid is disturbed, and if the size of the introduction hole is made small, conversely, hole clogging occurs. These Karman vortex flowmeters require diaphragm processing,
There is also the drawback that processing costs are high, such as assembly and machining of introduction holes. In addition, the method of detecting the flow rate from the stress strain of the vortex generator has a small output and requires high processing accuracy, resulting in high costs.

従って、本発明の目的は上記問題点に鑑み、検出出力お
よびセンサ自体の自浄作用が大きく、構成が単純で低コ
ストなカルマン渦流量計を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a Karman vortex flowmeter that has a large detection output and a self-cleaning action of the sensor itself, has a simple configuration, and is low in cost.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために、本発明においては、 流路管中に形成される流体通路を流れる流体にカルマン
渦を発生させる渦発生体を備え、このカルマン渦の発生
周期より前記流体の流量を検出するカルマン渦流量計に
おいて、前記渦発生体の少なくともその一端を前記流路
管より前記流体通路外に突出させ、前記渦発生体の後端
壁面もしくは後端壁面の近傍位置に前記カルマン渦の発
生周期を検出する検流センサを設けると共に、前記渦発
生体の後端壁面に前記検流センサと電気的に接続される
リード部を前記流路管より突出した部分まで形成し、こ
の突出した部分のリード部を前記検流センサからの信号
に基づいて流量を検出する電気回路と電気的に接続した
ことを特徴とするカルマン渦流量計としている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a vortex generator that generates a Karman vortex in a fluid flowing through a fluid passage formed in a flow pipe, and the flow rate of the fluid is determined based on the generation period of this Karman vortex. In the Karman vortex flowmeter that detects at least one end of the vortex generator protrudes from the flow pipe to the outside of the fluid passage, the Karman vortex is located at or near the rear end wall surface of the vortex generator. A galvanometric sensor is provided for detecting the generation cycle of the vortex generator, and a lead portion electrically connected to the galvanic sensor is formed on the rear end wall of the vortex generator up to a portion protruding from the flow pipe. The Karman vortex flowmeter is characterized in that the lead portion of the portion is electrically connected to an electric circuit that detects the flow rate based on the signal from the galvanometric sensor.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を図に示す一実施例により説明する。 The present invention will be explained below with reference to an embodiment shown in the drawings.

第１図および第２図はその縦断面図であり、■は四角形
断面を有した柱状の渦発生体で、後端壁面１ａが流体で
ある空気の流れと直角な平面となるように流路管をなす
円筒状のダクト２の中央部に固定されている。３は検流
センサをなすホソトフィムルでり、渦発生体ｌの後端壁
面１ａの中央に位置し、このホットフィルム３は第１図
のＸ方向矢視図である第３図に示すように、上下方向の
流れを検出する方向に設置されている。４はホ・ノドフ
ィルム３の両端に形成されたリード部をなす導電性金属
フィルムであり、第３図に示すように渦発生体１のダク
ト２から外側に突出する両端部にまで設けられており、
流れに影響のない部分、つまりダクト２に固定された渦
発生体１のダクトより外側に突出した両端部分において
リード線５に接続され、カルマン渦の発生周期より流量
を検出する電気回路６に接続されている。Figures 1 and 2 are longitudinal cross-sectional views of the same, where ■ is a columnar vortex generator with a square cross section, and the flow path is arranged so that the rear end wall surface 1a is a plane perpendicular to the flow of air, which is a fluid. It is fixed to the center of a cylindrical duct 2 forming a pipe. Reference numeral 3 denotes a photofilm serving as a galvanometric sensor, which is located at the center of the rear end wall surface 1a of the vortex generating body 1. As shown in FIG. 3, which is a view taken in the X direction of FIG. It is installed in the direction that detects the flow in the vertical direction. Reference numeral 4 designates a conductive metal film forming a lead portion formed at both ends of the hot throat film 3, and as shown in FIG. Ori,
A portion that does not affect the flow, that is, both end portions of the vortex generator 1 fixed to the duct 2 that protrude outside the duct, is connected to a lead wire 5, and connected to an electric circuit 6 that detects the flow rate from the generation period of the Karman vortex. has been done.

次に上記構成になる装置の作動を説明する。流れの中に
置かれた渦発生体１の後方部には規則正しい交互のカル
マン渦７が発生ずるが、この渦７の中央には逆流８が発
生する。この逆流８は渦発生体１の後端壁面１ａに当た
り表面に沿った強い壁面流９を発生させる。この壁面流
９はカルマン渦７の発生周回と同じ周期で第１図および
第２図に示すように交互に方向をかえる。渦発生体１の
後端壁面１ａに設置されたホットフィルム３の温度はこ
の壁面流９によりカルマン渦の発生周期と同じ周期で変
化し、この温度変化にもとづく抵抗値変化の周期を電気
回路６が検出して流量が求められる。実験結果によれば
、最大圧損を同一どした時、ホットフィルムを他の検出
位置に設置した場合に比較して計測範囲が７０％程度増
加している。さらにサンプリングタイムを１秒以上にす
ると計測範囲を２００％程度も増加させることができる
。Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. Regular alternating Karman vortices 7 are generated at the rear of the vortex generator 1 placed in the flow, and a countercurrent 8 is generated at the center of the vortices 7. This backflow 8 hits the rear end wall surface 1a of the vortex generator 1 and generates a strong wall flow 9 along the surface. This wall flow 9 alternately changes direction as shown in FIGS. 1 and 2 at the same period as the rotation of the Karman vortex 7. The temperature of the hot film 3 installed on the rear end wall 1a of the vortex generator 1 changes at the same cycle as the Karman vortex generation cycle due to this wall flow 9, and the cycle of resistance value change based on this temperature change is determined by the electric circuit 6. is detected and the flow rate is determined. According to experimental results, when the maximum pressure drop is kept the same, the measurement range increases by about 70% compared to when the hot film is installed at another detection position. Furthermore, if the sampling time is set to 1 second or more, the measurement range can be increased by about 200%.

なお、上記実施例では検流センサとしてホットフィルム
３を用いたが、ホットワイヤ、サーミスタ等を用いても
良い。In addition, although the hot film 3 was used as a galvanometric sensor in the above embodiment, a hot wire, a thermistor, etc. may also be used.

また、渦発生体１の後端壁面１ａは平面である必要はな
く、曲面形状であっても良く、さらに検流センサを後端
壁面に埋め込むようにしても良い。Further, the rear end wall surface 1a of the vortex generator 1 does not need to be flat, but may have a curved shape, and furthermore, a galvanometric sensor may be embedded in the rear end wall surface.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、 流路管中に形成される流体通路を流れる流体にカルマン
渦を発生させる渦発生体を備え、このカルマン渦の発生
周期より前記流体の流量を検出するカルマン渦流量計に
おいて、前記渦発生体の少なくともその一端を前記流路
管より前記流体通路外に突出させ、前記渦発生体の後端
壁面もしくは後端壁面の近傍位置に前記カルマン渦の発
生周期を検出する検流センサを設けると共に、前記渦発
生体の後端壁面に前記検流センサと電気的に接続される
リード部を前記流路管より突出した部分まで形成し、こ
の突出した部分のリード部を前記検流センサからの信号
に基づいて流量を検出する電気回路と電気的に接続した
ことを特徴とするカルマン渦流量計としたことから、 渦発生体後端壁面に沿って交互に発生する強い壁面流に
より大きな検出出力およびセンサ自体の自浄作用が得ら
れ、流量検出能力がアップすると共に長期に亘る高い信
顧性が得られるという優れた効果があり、また渦発生体
に対して複雑な加工が不要となり構成を単純にでき、従
って装置の低コスト化が実現できるという優れた効果も
ある。As described above, according to the present invention, a vortex generator is provided that generates a Karman vortex in a fluid flowing through a fluid passage formed in a flow pipe, and the flow rate of the fluid is detected from the generation period of this Karman vortex. In the Karman vortex flowmeter, at least one end of the vortex generator protrudes from the flow pipe to the outside of the fluid passage, and the Karman vortex is generated at or near the rear end wall surface of the vortex generator. A galvanometric sensor for detecting the period is provided, and a lead portion electrically connected to the galvanic sensor is formed on the rear end wall surface of the vortex generator up to a portion protruding from the flow pipe, and the protruding portion The Karman vortex flowmeter is characterized in that the lead part of the vortex generator is electrically connected to an electric circuit that detects the flow rate based on the signal from the galvanometric sensor. The strong wall flow generated by the sensor provides a large detection output and the self-cleaning effect of the sensor itself, which has the excellent effect of increasing the flow rate detection ability and achieving high reliability over a long period of time. Another advantageous effect is that complicated processing is not required, the structure can be simplified, and the cost of the device can be reduced.

さらには検流センサで得られた検出信号を極めて容易に
取り出せ、電気回路にこの検出信号を極めて簡単に伝え
ることができるというさらに優れた効果も有しており、
さらに低コスト化が実現できる。Furthermore, it has the even more excellent effect of being able to extremely easily extract the detection signal obtained by the galvanometric sensor and transmitting this detection signal to the electric circuit extremely easily.
Further cost reduction can be achieved.

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

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図
、第３図は第１図のＸ方向矢視図である。 １・・・渦発生体＋１ａ・・・後端壁面、２・・・流路
管をなすダクト、３・・・検流センサをなすホットフィ
ルム、４・・・リード部をなす導電性金属のフィルム。 ６・・・電気回路、７・・・カルマン渦。1 and 2 are longitudinal sectional views showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view taken in the X direction of FIG. 1. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vortex generator +1a... Rear end wall surface, 2... Duct forming a flow path pipe, 3... Hot film forming a galvanometric sensor, 4... Conductive metal forming a lead part film. 6... Electric circuit, 7... Karman vortex.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 流路管中に形成される流体通路を流れる流体にカルマン
渦を発生させる渦発生体を備え、このカルマン渦の発生
周期より前記流体の流量を検出するカルマン渦流量計に
おいて、前記渦発生体の少なくともその一端を前記流路
管より前記流体通路外に突出させ、前記渦発生体の後端
壁面もしくは後端壁面の近傍位置に前記カルマン渦の発
生周期を検出する検流センサを設けると共に、前記渦発
生体の後端壁面に前記検流センサと電気的に接続される
リード部を前記流路管より突出した部分まで形成し、こ
の突出した部分のリード部を前記検流センサからの信号
に基づいて流量を検出する電気回路と電気的に接続した
ことを特徴とするカルマン渦流量計。In a Karman vortex flowmeter that includes a vortex generator that generates a Karman vortex in a fluid flowing through a fluid passage formed in a flow pipe, and detects the flow rate of the fluid from the generation cycle of the Karman vortex, the vortex generator At least one end thereof protrudes outside the fluid passage from the flow path pipe, and a galvanometric sensor is provided at or near the rear end wall surface of the vortex generator for detecting the generation period of the Karman vortex; A lead part that is electrically connected to the galvanometric sensor is formed on the rear end wall of the vortex generator up to a part that protrudes from the flow path pipe, and the lead part of this protruding part is connected to the signal from the galvanic sensor. A Karman vortex flowmeter is characterized in that it is electrically connected to an electric circuit that detects a flow rate based on the flow rate.