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JP3109719B2 - Fluid vibration type flow meter element, method of manufacturing the same, and method of determining flow rate measurable range thereof - Google Patents
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JP3109719B2 - Fluid vibration type flow meter element, method of manufacturing the same, and method of determining flow rate measurable range thereof - Google Patents

Fluid vibration type flow meter element, method of manufacturing the same, and method of determining flow rate measurable range thereof

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JP3109719B2
JP3109719B2 JP07189126A JP18912695A JP3109719B2 JP 3109719 B2 JP3109719 B2 JP 3109719B2 JP 07189126 A JP07189126 A JP 07189126A JP 18912695 A JP18912695 A JP 18912695A JP 3109719 B2 JP3109719 B2 JP 3109719B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス、プロパ
ンガス、空気等の気体の他、水、油等のニュートン流体
の流量を測定するための流体振動形流量計の流量計測部
を構成する流体振動形流量計の素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention constitutes a flow rate measuring unit of a fluid vibration type flow meter for measuring a flow rate of a Newtonian fluid such as water, oil, etc. in addition to gases such as city gas, propane gas and air. The present invention relates to an element of a fluid vibration type flow meter.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体振動形流量計は、機械的可動部がな
いので故障が少なく寿命が長い、小型化ができる、部品
点数が少ない、レンジアビリティが広い、流量と流体振
動周波数の直線性が良いなどの利点を持つため、ガスメ
ータへの適用など様々な用途に応用する研究が盛んに行
われている。図8に、流体振動形流量計の素子の例を示
す。
2. Description of the Related Art Fluid vibration type flowmeters have no mechanical moving parts, so they have few failures, have a long life, can be miniaturized, have a small number of parts, have a wide rangeability, and have a linearity between flow rate and fluid vibration frequency. Due to its advantages such as goodness, research on its application to various uses such as application to gas meters is being actively conducted. FIG. 8 shows an example of an element of the fluid vibration type flow meter.

【0003】図8において、流入口10から流体振動形
流量計の素子内に導入される気体は、上流側通路1から
ノズル2を通過して下流側流路5に導入されるが、ノズ
ル出口2bより噴射されるジェット流(噴流)はほぼ直
進し、符号3で示されるターゲット3に衝突して流れが
周期的に流体振動する。すなわち、ある時点では、ジェ
ット流がターゲット3の片側の壁面3aに沿って流れ、
側壁の底部に衝突した後一部は下流側流路5の一方の壁
面(側壁)6aに沿って上昇してノズル出口2bへ戻
り、他は流出口11を通って素子の系外へ流出する。次
の時点では、同ジェット流がターゲットの他方の壁面3
bにあたかも吸寄せられるように流れる。
In FIG. 8, gas introduced from the inlet 10 into the element of the fluid vibration type flow meter passes through the nozzle 2 from the upstream passage 1 and is introduced into the downstream passage 5, but the nozzle outlet The jet stream (jet stream) jetted from 2b travels substantially straight, and collides with the target 3 indicated by the reference numeral 3 to periodically vibrate the fluid. That is, at some point, the jet flows along the wall 3a on one side of the target 3,
After colliding with the bottom of the side wall, a part thereof rises along one wall surface (side wall) 6a of the downstream flow path 5 and returns to the nozzle outlet 2b, and the other flows out of the element system through the outlet port 11. . At the next point, the jet flow is
It flows as if sucked in b.

【0004】このようなジェット流の流体振動が下流側
通路5内で周期的に発生する。このような噴出流体の流
体振動周波数と噴出流体の流量との間には、比例関係が
成立することから、ジェット流の静圧を圧力センサー
(図示しない)で検出することにより流体振動周波数を
求め、流体の流量を測定することができる。
[0004] Fluid vibration of such a jet stream is periodically generated in the downstream passage 5. Since a proportional relationship is established between the fluid oscillation frequency of the ejected fluid and the flow rate of the ejected fluid, the fluid oscillation frequency is determined by detecting the static pressure of the jet flow with a pressure sensor (not shown). , The flow rate of the fluid can be measured.

【0005】このような流体振動形流量計素子におい
て、流量と流体振動周波数とはある範囲で比例関係にあ
るが、その範囲以外の高低流量領域ではこの比例関係が
得られなくなる。ここで、流体振動形流量計素子を流量
計に応用する場合、この比例関係領域が広ければその流
量測定可能領域が広くなり、レンジアビリティが大きい
ことを示すため、素子の形状、圧力検出位置、圧力検出
方法、ノズルの形状、ノズルより上流部の形状、ガス供
給路等に関し過去に種々の改良が試みられている。
In such a fluid vibration type flow meter element, the flow rate and the fluid vibration frequency have a proportional relationship in a certain range, but this proportional relationship cannot be obtained in a high or low flow rate region outside the range. Here, when the fluid vibration type flow meter element is applied to a flow meter, if the proportional relationship area is wide, the flow rate measurable area is widened, indicating that the rangeability is large, so that the shape of the element, the pressure detection position, Various improvements have been attempted in the past regarding the pressure detection method, the shape of the nozzle, the shape of the upstream portion of the nozzle, the gas supply path, and the like.

【0006】これらの内、特開昭63−191920号
公報記載の技術では、下流側流路に一対の隔壁を設け、
その隔壁壁面の形状を特定のものとすることによって、
その測定可能領域を広げることを試みるものである。し
かし、隔壁を設けることは、製作の設計を複雑にし、ま
た、製造工程を複雑にする欠点があり、その結果製品の
コストは高いものとなる。
[0006] Among them, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-191920, a pair of partition walls is provided in the downstream flow path,
By making the shape of the partition wall specific,
It is intended to expand the measurable area. However, the provision of the partition walls has the disadvantage of complicating the design of production and complicating the manufacturing process, resulting in high cost of the product.

【0007】特開平4−160321号公報、特開平4
−278421号公報、及び特開平4−278422号
公報に記載の技術は、下流側流路を構成する側壁形状を
特定のものとすることにより、また特開平4−2039
36号公報に記載の技術ではノズルの寸法及びノズル入
り口を形成している壁面の形状を特定のものとすること
によって、同様の目的を達成しようとするものである
が、これらは精密な加工が必要で、製造コストが高いも
のとなる欠点を有していた。
[0007] JP-A-4-160321 and JP-A-4-160321
The techniques described in JP-A-278421 and JP-A-4-278422 disclose a technique in which the shape of the side wall constituting the downstream flow path is specified, and the technique disclosed in JP-A-4-2039.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 36 aims to achieve the same object by specifying the dimensions of the nozzle and the shape of the wall surface forming the nozzle entrance, but these require precise processing. It has the disadvantage that it is necessary and the production cost is high.

【0008】また、上記従来技術において、その流体振
動形流量計素子の流量測定可能範囲は不明確であって、
また多分に経験的であり、実際に用いることができる流
量測定可能範囲の境界を明確にする基準は認められなか
った。そのため、流体振動形流量計素子の需要者は、素
子の選択に当たって、実際にその素子の性能を測定し、
測定値が許容できる範囲にあるかどうかを確かめてか
ら、選択せざるを得ないと云う欠点があった。
Further, in the above-mentioned prior art, the measurable range of the flow rate of the fluid vibration type flow meter element is unclear,
In addition, it was probably empirical, and no criterion for clarifying the boundary of the flow rate measurable range that can be actually used was not recognized. Therefore, the user of the fluid vibration type flow meter element, when selecting the element, actually measured the performance of the element,
There is a drawback in that it is necessary to select a measurement value after confirming that the measurement value is within an acceptable range.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術と
は異なり、下流側流路内の側壁の形状や、或いは下流側
流路自体の形状に改良を加えずに、より容易な方法によ
り流量と流体振動周波数との比例関係領域が拡大された
流体振動形流量計の素子を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention differs from the prior art in that the shape of the side wall in the downstream flow path or the shape of the downstream flow path itself is not improved, and an easier method is used. It is an object of the present invention to provide an element of a fluid vibration type flow meter in which a proportional relationship between a flow rate and a fluid vibration frequency is expanded.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の流体振動形流量
計の素子は、請求項1に記載のように、素子の本体内部
にノズルとターゲットを有する流体振動形流量計の素子
に関し、流量を変化させることにより得られるストロー
ハル数Stとレイノルズ数Reとの関係を示す曲線St
=f(Re)において、ストローハル数が実質的に一定
となる領域IIが、レイノルズ数がRe* 1である低流量側
端点P1と、レイノルズ数がRe* 2である高流量側端点
P2との間の領域であり、上記Re* 1は、曲線St=f
(Re)における領域IIの低流量側末端付近に対応する
微分曲線dSt/dRe=f’(Re)での変化量の1
/2の点P1’でのレイノルズ数であり、また、上記R
* 2は、領域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲
線での変化量の1/2の点P2’でのレイノルズ数であ
るとき、Re* 1とRe* 2との差が最大となる位置にター
ゲットを有するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A fluid-oscillating flow rate according to the present invention.
The element of the meter is inside the body of the element as claimed in claim 1.
Element of Fluid Vibration Type Flow Meter with Nozzle and Target
The straw obtained by changing the flow rate
Curve St showing the relationship between Hull number St and Reynolds number Re
= F (Re), the Strouhal number is substantially constant
Region II where Reynolds number is Re* 1Is the low flow side
The end point P1 and the Reynolds number are Re.* TwoHigh flow end point
P2 and the above Re.* 1Is the curve St = f
Corresponds to the area near the low flow rate end of region II in (Re)
1 of the amount of change in the differential curve dSt / dRe = f '(Re)
/ 2 is the Reynolds number at the point P1 '.
e * TwoIs the differential curve corresponding to the vicinity of the high-flow-side end of region II.
The Reynolds number at a point P2 'where the amount of change in the line is 1/2
When Re* 1And Re* TwoTo the position where the difference between
It has a get.

【0011】また、本発明の流体振動形流量計の素子
は、請求項3に記載のように、素子の本体内部にノズル
とターゲットを有する流体振動形流量計の素子に関し、
流量を変化させるときに得られるストローハル数Stと
レイノルズ数Reとの関係を示す曲線St=f(Re)
において、ストローハル数が実質的に一定となる領域II
が、レイノルズ数がRe* 1である低流量側端点P1と、
レイノルズ数がRe* 2である高流量側端点P2との間の
領域であり、上記Re* 1は、曲線St=f(Re)にお
ける領域IIの低流量側末端付近に対応する該微分曲線d
St/dRe=f’(Re)での変化量の1/2の点P
1’でのレイノルズ数であり、また、上記Re* 2は、領
域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲線での変化
量の1/2の点P2’でのレイノルズ数であるとき、こ
の領域IIにおいて曲線St=f(Re)の傾きdSt/
dReが0となるときのストローハル数St* が最大と
なる位置にターゲットを有するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an element of a fluid vibration type flow meter having a nozzle and a target inside a main body of the element.
Curve St = f (Re) showing the relationship between the Strouhal number St and the Reynolds number Re obtained when changing the flow rate
In the region where the Strouhal number is substantially constant in
Is the low flow-side end point P1 whose Reynolds number is Re * 1 ,
This is a region between the high flow rate end point P2 where the Reynolds number is Re * 2 , and the above Re * 1 is the differential curve d corresponding to the vicinity of the low flow rate end of the area II in the curve St = f (Re).
Point P at 1/2 of the amount of change at St / dRe = f '(Re)
1 ′, and Re * 2 is the Reynolds number at a point P2 ′ of 変 化 of the amount of change in the differential curve corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II. In this region II, the slope dSt / of the curve St = f (Re)
The target is located at a position where the Strouhal number St * when dRe becomes 0 becomes maximum.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

[実施例1]図1(a)に示した流体振動形流量計の素
子は、ターゲット3とノズル出口2bとの間の距離(L
j)を変更可能とするために、ターゲット設置台7をタ
ーゲット設置用溝8に着脱可能の構造とし、これを以下
用いた。
[Embodiment 1] The element of the fluid vibration type flow meter shown in FIG. 1A has a distance (L) between the target 3 and the nozzle outlet 2b.
In order to allow j) to be changed, the target mounting table 7 was configured to be detachable from the target mounting groove 8, and this was used below.

【0013】このもののターゲット3は図1(b)に示
すようにターゲット設置台7の上に形成されており、タ
ーゲット設置台7は下流側流路5内の床部に設けられた
ターゲット設置用溝8に着脱自在に収納され、下流側流
路5内にはターゲット3のみが突出する構造になってい
る。ターゲット設置用溝8は、ターゲット設置台7が適
切に収納される寸法に削ってあるので、ターゲット設置
台7が適確に設置できる。ここで、上記距離Ljを調整
することができるよう、種々の位置にターゲットを設置
したターゲット付ターゲット設置台を揃えた。
The target 3 is formed on a target setting table 7 as shown in FIG. 1B, and the target setting table 7 is provided on a floor in the downstream side flow path 5 for setting a target. It is housed in the groove 8 detachably, and only the target 3 projects into the downstream flow path 5. Since the target installation groove 8 is cut to a size in which the target installation table 7 can be appropriately stored, the target installation table 7 can be accurately installed. Here, a target-equipped target mounting table having targets installed at various positions was prepared so that the distance Lj could be adjusted.

【0014】上記のような流体振動形流量計の素子を用
いて、流入口10より空気を導入し、流量を変化させた
ときのストローハル数Stのレイノルズ数Reへの依存
性を調べた。測定結果の一例として、Ljを1.32×
10-2mとしたときの結果を図2に示す。ここでレイノ
ルズ数Reとストローハル数Stはそれぞれ次式、 Re = ρUD/μ …(式1) St = FD/U …(式2) で求められる。
The dependence of the Strouhal number St on the Reynolds number Re when the air was introduced from the inlet 10 and the flow rate was changed was examined using the above-described element of the fluid vibration type flow meter. As an example of the measurement result, Lj is 1.32 ×
FIG. 2 shows the result when the thickness was 10 −2 m. Here, the Reynolds number Re and the Strouhal number St are obtained by the following equations, respectively: Re = ρUD / μ (Equation 1) St = FD / U (Equation 2)

【0015】上記式1及び式2においてDはノズルの相
当直径であり、次式 D = 4WH/2(W+H) …(式3) で求められる。ここで、U:ガス流速(m/s)、F:
流体振動周波数(Hz)、W:ノズル幅(m)、H:ノ
ズル高さ(m)、ρ:ガス密度(kg/m3 )、μ:ガ
ス粘度(Pa・s)である。また、上記流体振動形流量
計素子において、ノズル幅Wは2.5×10-3m、ノズ
ル高さHは5×10-3m、ノズル長さLnは2.0×1
-2mである。
In the above equations 1 and 2, D is the equivalent diameter of the nozzle, and is obtained by the following equation: D = 4WH / 2 (W + H) (Equation 3) Here, U: gas flow rate (m / s), F:
Fluid vibration frequency (Hz), W: nozzle width (m), H: nozzle height (m), ρ: gas density (kg / m 3 ), μ: gas viscosity (Pa · s). In the fluid vibration type flow meter element, the nozzle width W is 2.5 × 10 −3 m, the nozzle height H is 5 × 10 −3 m, and the nozzle length Ln is 2.0 × 1
0 -2 m.

【0016】図2において、ストローハル数Stがほぼ
一定値を示す領域が認められる。図2のプロットの傾向
を明確にするために、作図によって曲線でデータを補間
した。その結果を図3に示す。ストローハル数Stがほ
ぼ一定値を示す領域を図3(a)に示すように領域II、
その領域より低流量の領域を領域I、他方、高流量の領
域を領域III としたとき、この領域IIの範囲が広いほ
ど、その流体振動形流量計の素子で得られる流体振動周
波数と流量との比例関係領域が広く、流量計測のレンジ
アビリティが大となることが判る。
In FIG. 2, there is a region where the Strouhal number St shows a substantially constant value. In order to clarify the tendency of the plot of FIG. 2, the data was interpolated with a curve by plotting. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 3A, a region where the Strouhal number St shows a substantially constant value is a region II,
Assuming that a region having a lower flow rate than the region is a region I and a region having a high flow rate is a region III, as the range of the region II is wider, the fluid vibration frequency and the flow rate obtained by the element of the fluid vibration type flow meter are larger. It can be seen that the proportional relationship region of is wide, and the rangeability of flow measurement becomes large.

【0017】そこで、流体振動形流量計の素子におい
て、ノズル出口2bからターゲット3までの距離(図1
において符号Ljで示される距離)を種々変化させた流
体振動形流量計の素子を作製し、ストローハル数Stと
レイノルズ数Reとの関係を調べた。その例として、
Ljを1.44×10-2mとしたときの結果を図4に、
Ljを1.37×10-2mとしたときの結果を図5に
示す。
Therefore, in the element of the fluid vibration type flow meter, the distance from the nozzle outlet 2b to the target 3 (FIG. 1)
In this example, elements of a fluid vibration type flow meter with variously changed distances indicated by reference symbol Lj) were manufactured, and the relationship between the Strouhal number St and the Reynolds number Re was examined. As an example,
FIG. 4 shows the result when Lj is 1.44 × 10 −2 m.
FIG. 5 shows the results when Lj was 1.37 × 10 −2 m.

【0018】領域IIの範囲の広さを比較するに当たっ
て、その範囲を次に示す方法で定義した。図3(a)に
示されるストローハル数Stとレイノルズ数Reとの関
係を示す曲線St=f(Re)の傾きdSt/dReの
値を求め、図3(b)に示した。この曲線は曲線St=
f(Re)の微分曲線dSt/dRe=f’(Re)で
ある。
In comparing the range of the region II, the range was defined by the following method. The value of the slope dSt / dRe of the curve St = f (Re) showing the relationship between the Strouhal number St and the Reynolds number Re shown in FIG. 3A was obtained, and is shown in FIG. 3B. This curve is represented by the curve St =
The differential curve of f (Re) is dSt / dRe = f '(Re).

【0019】この微分曲線において、図3(c−1)と
して拡大したように、曲線St=f(Re)における領
域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線dSt/d
Re=f’(Re)での変化量の1/2の点P1’を定
め、その点P1’のレイノルズ数Re* 1を求め、St=
f(Re)曲線上のRe* 1に対応する点P1を領域Iと
領域IIとの境界点とした。
In this differential curve, as enlarged in FIG. 3 (c-1), a differential curve dSt / d corresponding to the vicinity of the low flow rate end of the region II in the curve St = f (Re).
A point P1 'of 1/2 of the amount of change at Re = f' (Re) is determined, the Reynolds number Re * 1 of the point P1 'is obtained, and St =
A point P1 corresponding to Re * 1 on the f (Re) curve was defined as a boundary point between the region I and the region II.

【0020】一方、領域IIと領域III との境界点P2
は、同様に図3(c−2)に示すように、曲線St=f
(Re)における領域IIの高流量側末端付近に対応する
微分曲線dSt/dRe=f’(Re)での変化量の1
/2の点P2’を定め、その点P2’のレイノルズ数R
* 2を持つSt=f(Re)曲線上の点として定めたも
のである。
On the other hand, a boundary point P2 between the region II and the region III
Similarly, as shown in FIG. 3 (c-2), the curve St = f
(Re) The differential curve dSt / dRe = f ′ (Re) corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II in the (II) of 1
/ 2 point P2 ′, and the Reynolds number R of the point P2 ′
It is determined as a point on the St = f (Re) curve having e * 2 .

【0021】ノズル出口2bからターゲット3までの距
離Ljを変化させることにより、境界点P1及びP2に
おけるそれぞれのレイノルズ数Re* 1及びRe* 2への距
離Ljの影響を調べた。その結果を図6に示す。
The influence of the distance Lj on the Reynolds numbers Re * 1 and Re * 2 at the boundary points P1 and P2 was examined by changing the distance Lj from the nozzle outlet 2b to the target 3. FIG. 6 shows the result.

【0022】図6より、レイノルズ数Re* 1とレイノル
ズ数Re* 2との差、すなわち、流体振動形流量計素子に
おける流量と流体振動振動数との直線関係領域IIが特異
的に拡大する特異的な位置、すなわちターゲット3の設
置に最適な位置(そのときのノズル出口2bからターゲ
ットまでの距離をLj* とする)が存在することが明ら
かになった。
FIG. 6 shows that the difference between the Reynolds number Re * 1 and the Reynolds number Re * 2 , that is, the linear relationship region II between the flow rate and the fluid vibration frequency in the fluid vibration type flow meter element is specifically enlarged. It has been found that there is an optimum position, that is, a position optimal for the installation of the target 3 (the distance from the nozzle outlet 2b to the target at that time is Lj * ).

【0023】すなわち、本実施例においてはノズル出口
2bより1.38×10-2mの距離になるようにターゲ
ット3を設置することにより、レイノルズ数がおよそ7
×102 〜1.2×104 の範囲で優れた流量と流体振
動周波数との直線関係が得られることが判った。
That is, in this embodiment, the Reynolds number is about 7 by installing the target 3 at a distance of 1.38 × 10 -2 m from the nozzle outlet 2b.
It was found that an excellent linear relationship between the flow rate and the fluid vibration frequency was obtained in the range of × 10 2 to 1.2 × 10 4 .

【0024】[実施例2]次いで、実施例1で用いた流
体振動形流量計の素子において、ノズル出口2bからタ
ーゲット3までの距離Ljを変化させたときの、境界点
P1と境界点P2で区切られる領域IIにおけるストロー
ハル数の一定値St* の距離Ljへの依存性を調べた。
結果を図7に示す。
[Embodiment 2] Next, in the element of the fluid vibration type flow meter used in Embodiment 1, the boundary point P1 and the boundary point P2 when the distance Lj from the nozzle outlet 2b to the target 3 is changed. The dependence of the constant value St * of the Strouhal number on the distance Lj in the divided area II was examined.
FIG. 7 shows the results.

【0025】図7より、ストローハル数の一定値St*
は、ノズル出口2bからターゲット3までの距離Ljに
依存して、二つの傾向を示す。すなわち、ある距離Lj
* を境として、LjがLj* より小さいときはSt*
Ljとともに増加し、LjがLj* より大きい場合はS
* はほぼ一定か多少減少する傾向を示す。このLj*
の値は1.37×10-2mであり、この値は図6に認め
られるターゲットの設置位置の最適位置に対応する。
FIG. 7 shows that the constant value of the Strouhal number St *
Shows two tendencies depending on the distance Lj from the nozzle outlet 2b to the target 3. That is, a certain distance Lj
At the borderline * , when Lj is smaller than Lj * , St * increases with Lj, and when Lj is larger than Lj *, S
t * shows a tendency to be substantially constant or to decrease somewhat. This Lj *
Is 1.37 × 10 −2 m, and this value corresponds to the optimum position of the target installation position shown in FIG.

【0026】よって、ターゲットの最適設置位置は、ス
トローハル数の一定値St* とノズル出口2bからター
ゲット3までの距離Ljの関係をプロットすることによ
り求められる交点Lj* として得られる。このことよ
り、ノズル出口2bからターゲット3までの距離Ljの
St* への依存性を調べれば、最少で4回の実験データ
から最適のノズル出口2bとターゲット3との最適距離
Lj* を定めることができるので、設計・開発が容易と
なり、その結果製品コストが低廉なものとなる。
Therefore, the optimum installation position of the target is obtained as the intersection Lj * obtained by plotting the relationship between the constant value St * of the Strouhal number and the distance Lj from the nozzle outlet 2b to the target 3. From this, if the dependence of the distance Lj from the nozzle outlet 2b to the target 3 on St * is examined, the optimum distance Lj * between the nozzle outlet 2b and the target 3 can be determined from a minimum of four experimental data. Therefore, design and development are facilitated, and as a result, the product cost is reduced.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明により、下流側流路内に側壁、リ
ターン壁、第二ターゲットなどを必要とせず、また設計
・加工が困難で高コストを引き起こす下流側流路の壁な
どの箇所の変更を必要としないで、ノズル出口とターゲ
ットとの距離が最適化され、その結果、流量と流体振動
周波数との直線関係領域の広い流体振動形流量計の素子
が得られる。
According to the present invention, there is no need for a side wall, a return wall, a second target, or the like in the downstream flow path, and it is difficult to design and process the flow path, and the cost of the downstream flow path wall is reduced. Without change, the distance between the nozzle outlet and the target is optimized, resulting in a fluid vibratory flow meter element with a wide linear relationship between flow rate and fluid vibration frequency.

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

【図1】実施例において用いた流体振動形流量計素子を
示す図である。 (a)素子本体内部 (b)ターゲット及びターゲット設置台
FIG. 1 is a view showing a fluid vibration type flow meter element used in an embodiment. (A) Inside the element body (b) Target and target mounting table

【図2】Lj=1.32×10-2mとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the Strouhal number and the Reynolds number when Lj = 1.32 × 10 −2 m;

【図3】(a)Lj=1.32×10-2mとしたときの
ストローハル数とレイノルズ数との関係を示す図であ
る。 (b)(a)に示したストローハル数とレイノルズ数の
関係を示す曲線の微分曲線を示す図である。 (c−1)微分曲線の一部拡大図である。 (c−2)微分曲線の一部拡大図である。
FIG. 3A is a diagram illustrating a relationship between the Strouhal number and the Reynolds number when Lj = 1.32 × 10 −2 m; (B) It is a figure which shows the differential curve of the curve which shows the relationship between the Strouhal number and Reynolds number shown in (a). (C-1) A partially enlarged view of the differential curve. (C-2) A partially enlarged view of the differential curve.

【図4】Lj=1.44×10-2mとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the Strouhal number and the Reynolds number when Lj = 1.44 × 10 −2 m;

【図5】Lj=1.37×10-2mとしたときのストロ
ーハル数とレイノルズ数との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the Strouhal number and the Reynolds number when Lj = 1.37 × 10 −2 m;

【図6】ノズル出口2bからターゲット3までの距離L
jを変化させたときの、境界点P1及びP2におけるそ
れぞれのレイノルズ数Re* 1及びRe* 2への影響を示す
図である。
FIG. 6 shows a distance L from a nozzle outlet 2b to a target 3.
It is a figure which shows the influence on Reynolds numbers Re * 1 and Re * 2 in boundary points P1 and P2 when j is changed, respectively.

【図7】ノズル出口2bからターゲット3までの距離L
jを変化させたときの、領域IIにおけるストローハル数
の一定値St* の距離Ljへの依存性を示す図である。
FIG. 7 shows a distance L from a nozzle outlet 2b to a target 3.
FIG. 9 is a diagram illustrating the dependence of a constant value St * of the Strouhal number in a region II on a distance Lj when j is changed.

【図8】従来の流体振動形流量計素子の例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a view showing an example of a conventional fluid vibration type flow meter element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上流側流路 2 ノズル 2a ノズル入口 2b ノズル出口 3 ターゲット 4 圧力取出し口 5 下流側流路 6a 側壁 6b 側壁 7 ターゲット設置台 8 ターゲット設置用溝 10 流入口 11 流出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upstream flow path 2 Nozzle 2a Nozzle inlet 2b Nozzle outlet 3 Target 4 Pressure outlet 5 Downstream flow path 6a Side wall 6b Side wall 7 Target installation stand 8 Target installation groove 10 Inflow 11 Outflow

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子に関し、流量を変化させることに
より得られるストローハル数Stとレイノルズ数Reと
の関係を示す曲線St=f(Re)において、ストロー
ハル数が実質的に一定となる領域IIが、レイノルズ数が
Re* 1である低流量側端点P1と、レイノルズ数がRe
* 2である高流量側端点P2との間の領域であり、上記R
* 1は、曲線St=f(Re)における領域IIの低流量
側末端付近に対応する微分曲線dSt/dRe=f’
(Re)での変化量の1/2の点P1’でのレイノルズ
数であり、また、上記Re* 2は、領域IIの高流量側末端
付近に対応する該微分曲線での変化量の1/2の点P
2’でのレイノルズ数であるとき、Re* 1とRe* 2との
差が最大となる位置にターゲットを有することを特徴と
する流体振動形流量計素子。
1. A fluid vibration type flow meter element having a nozzle and a target inside the element, a curve St = f (Re) showing a relationship between a Strouhal number St and a Reynolds number Re obtained by changing a flow rate. The region II in which the Strouhal number is substantially constant includes a low flow-side end point P1 in which the Reynolds number is Re * 1 , and a region in which the Reynolds number is Re.
* 2 is a region between the high flow rate side end point P2 which is
e * 1 is a differential curve dSt / dRe = f 'corresponding to the vicinity of the low flow rate end of the region II in the curve St = f (Re).
(Re) is the Reynolds number at a point P1 'which is 1/2 of the amount of change, and Re * 2 is 1 of the amount of change in the differential curve corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II. / 2 point P
A fluid vibration type flow meter element having a target at a position where the difference between Re * 1 and Re * 2 is maximum when the Reynolds number is 2 '.
【請求項2】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の製造方法に関し、流量を変化さ
せることにより得られるストローハル数Stとレイノル
ズ数Reとの関係を示す曲線St=f(Re)におい
て、ストローハル数が実質的に一定となる領域IIが、レ
イノルズ数がRe* 1である低流量側端点P1と、レイノ
ルズ数がRe* 2である高流量側端点P2との間の領域で
あり、上記Re* 1を、曲線St=f(Re)における領
域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線dSt/d
Re=f’(Re)での変化量の1/2の点P1’での
レイノルズ数とし、また、上記Re* 2は、領域IIの高流
量側末端付近に対応する該微分曲線での変化量の1/2
の点P2’でのレイノルズ数であるとき、Re* 1とRe
* 2との差を最大とする位置にターゲットを設置すること
を特徴とする流体振動形流量計素子の製造方法。
2. A method for manufacturing a fluid vibration type flow meter element having a nozzle and a target inside the element, wherein a curve St = f () representing the relationship between the Strouhal number St and the Reynolds number Re obtained by changing the flow rate. in Re), region II where Strouhal number is substantially constant, the Reynolds number and the low flow end point P1 which is the Re * 1, the Reynolds number is between the high flow rate end point P2 which is the Re * 2 a region, the Re * 1 a, corresponds to the vicinity of the low flow rate side end of the region II in the curve St = f (Re) differential curve dSt / d
Re = Reynolds number at a point P1 'which is 1/2 of the amount of change at f' (Re), and Re * 2 is the change in the differential curve corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II. 1/2 of the amount
When is the Reynolds number at the point P2 ', Re * 1 and Re
* A method for manufacturing a fluid vibration type flow meter element, wherein a target is placed at a position where the difference from the maximum is 2 .
【請求項3】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子に関し、流量を変化させるときに
得られるストローハル数Stとレイノルズ数Reとの関
係を示す曲線St=f(Re)において、ストローハル
数が実質的に一定となる領域IIが、レイノルズ数がRe
* 1である低流量側端点P1と、レイノルズ数がRe* 2
ある高流量側端点P2との間の領域であり、上記Re* 1
は、曲線St=f(Re)における領域IIの低流量側末
端付近に対応する微分曲線dSt/dRe=f’(R
e)での変化量の1/2の点P1’でのレイノルズ数で
あり、また、上記Re* 2は、領域IIの高流量側末端付近
に対応する該微分曲線での変化量の1/2の点P2’で
のレイノルズ数であるとき、この領域IIにおいて曲線S
t=f(Re)の傾きdSt/dReが0となるときの
ストローハル数St * が最大となる位置にターゲットを
有することを特徴とする流体振動形流量計素子。
3. A device has a nozzle and a target inside.
Fluid vibration type flow meter element, when changing the flow rate
The relationship between the obtained Strouhal number St and Reynolds number Re
In the curve St = f (Re) indicating the relationship,
The region II where the number is substantially constant is where the Reynolds number is Re.
* 1, And the Reynolds number is Re.* Twoso
This is a region between a certain high flow rate end point P2 and the above Re.* 1
Is the low flow rate end of region II in the curve St = f (Re)
The differential curve dSt / dRe = f ′ (R
e) the Reynolds number at a point P1 'of 1/2 of the variation in
Yes, and the above Re* TwoIs near the high flow rate end of area II
At a point P2 'of 1/2 of the amount of change in the differential curve corresponding to
In this region II, the curve S
When the slope dSt / dRe of t = f (Re) becomes 0
Strouhal number St *Target at the position where
A fluid vibration type flow meter element characterized by having:
【請求項4】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の製造方法に関し、流量を変化さ
せたときに得られるストローハル数Stとレイノルズ数
Reとの関係を示す曲線St=f(Re)において、ス
トローハル数が実質的に一定となる領域IIが、レイノル
ズ数がRe* 1である低流量側端点P1と、レイノルズ数
がRe* 2である高流量側端点P2との間の領域であり、
上記Re* 1を、曲線St=f(Re)における領域IIの
低流量側末端付近に対応する微分曲線dSt/dRe=
f’(Re)での変化量の1/2の点P1’でのレイノ
ルズ数とし、また、上記Re* 2は、領域IIの高流量側末
端付近に対応する該微分曲線での変化量の1/2の点P
2’でのレイノルズ数であるとするとき、この領域IIに
おいて傾きdSt/dReが0となるときのストローハ
ル数St* を最大とする位置にターゲットを設けること
を特徴とする流体振動形流量計素子の製造方法。
4. A method for manufacturing a fluid vibration type flow meter element having a nozzle and a target inside the element, wherein a curve St = f showing the relationship between the Strouhal number St and the Reynolds number Re obtained when the flow rate is changed. in (Re), during the region II where Strouhal number is substantially constant, a low-flow end point P1 that Reynolds number is Re * 1, a high-flow end point P2 of the Reynolds number is Re * 2 Area of the
The above Re * 1 is obtained by calculating the differential curve dSt / dRe = corresponding to the vicinity of the low flow rate end of the region II in the curve St = f (Re).
f ′ (Re) is the Reynolds number at a point P 1 ′ which is の of the change amount, and Re * 2 is the change amount of the differential curve in the differential curve corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II. 1/2 point P
Where the Reynolds number is 2 ', a target is provided at a position where the Strouhal number St * when the slope dSt / dRe becomes 0 in this region II is maximized. Device manufacturing method.
【請求項5】 素子内部にノズルとターゲットを有する
流体振動形流量計素子の流量測定可能範囲決定方法に関
し、流量を変化させるときに得られるストローハル数S
tとレイノルズ数Reとの関係を示す曲線St=f(R
e)において、ストローハル数が実質的に一定となる領
域IIが、レイノルズ数がRe* 1である低流量側端点P1
と、レイノルズ数がRe* 2である高流量側端点P2との
間の領域であり、上記Re* 1は、曲線St=f(Re)
における領域IIの低流量側末端付近に対応する微分曲線
dSt/dRe=f’(Re)での変化量の1/2の点
P1’でのレイノルズ数であり、また、上記Re* 2は、
領域IIの高流量側末端付近に対応する該微分曲線での変
化量の1/2の点P2’でのレイノルズ数であるとき、
上記領域IIを流体振動形流量計素子の流量測定可能範囲
とすることを特徴とする流量測定可能範囲決定方法。
5. A method for determining a flow rate measurable range of a fluid vibration type flow meter element having a nozzle and a target inside the element, the method comprising:
Curve St = f (R showing the relationship between t and Reynolds number Re
In e), the region II where the Strouhal number is substantially constant is the low flow rate end point P1 where the Reynolds number is Re * 1.
And the high flow rate end point P2 whose Reynolds number is Re * 2 , and the above Re * 1 is a curve St = f (Re)
A Reynolds number in the low flow rate side corresponding to the near end differential curve dSt / dRe = f '1/2 of a point of variation at (Re) P1' region II in, also, the Re * 2 is,
When the Reynolds number at a point P2 ′ of 変 化 of the amount of change in the differential curve corresponding to the vicinity of the high flow rate end of the region II,
A method for determining a flow rate measurable range, wherein the area II is a flow measurable range of a fluid vibration type flow meter element.
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