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JPS5845648B2 - Eddy current flow meter - Google Patents
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JPS5845648B2 - Eddy current flow meter - Google Patents

Eddy current flow meter

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Publication number
JPS5845648B2
JPS5845648B2 JP53088483A JP8848378A JPS5845648B2 JP S5845648 B2 JPS5845648 B2 JP S5845648B2 JP 53088483 A JP53088483 A JP 53088483A JP 8848378 A JP8848378 A JP 8848378A JP S5845648 B2 JPS5845648 B2 JP S5845648B2
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JP
Japan
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block
flow
flow meter
vortex
flow tube
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JP53088483A
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Japanese (ja)
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ウオーレン・ストローマイヤー
ピーター・ジエイ・ハーツル
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Fischer and Porter Co
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Fischer and Porter Co
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Publication date
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    • G01F1/3259Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
    • G01F1/3266Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations by sensing mechanical vibrations

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Description

【発明の詳細な説明】 〔開示の摘要〕 流れ管内に取付けた障害物組立体が流量の関数である煩
度でうすを発生する渦流型流量計。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION SUMMARY OF THE DISCLOSURE A vortex flow meter in which an obstruction assembly mounted within a flow tube generates thinning with a degree of intrusion that is a function of flow rate.

この流量計は流れの方向に対して直角をなして流れ管を
横切るように固定されたブロックを具備し、このブロッ
クの横断面は実質的に四角形で入って来る流体に対して
平坦面が直面する。
The flow meter comprises a block fixed across the flow tube at right angles to the direction of flow, the block having a substantially square cross section and a flat surface facing the incoming fluid. do.

このブロックの幅はその中間点が最大値で両端にむけて
次第に狭くしてあり端部でその最小値に達し、ブロック
の上面と下面とをふくらませて前面を両凸面にしである
The width of this block is maximum at its midpoint and gradually narrows toward both ends, reaching its minimum value at the ends, where the upper and lower surfaces of the block swell, making the front surface biconvex.

その幅の最大値で有効な流れの流出作用をなし、ブロッ
クの幅の平均値は流量計によって生ずる圧力降下を実質
的に減少させるため最大値よりはるかに小さくしである
While the maximum width provides effective flow outflow, the average width of the block is much less than the maximum to substantially reduce the pressure drop created by the flow meter.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

この発明は渦流型流量計、より詳細には流量計の作動効
率をそこなわずに流量計の圧力降下を最少限にする渦流
型流量計の形状体に関する。
TECHNICAL FIELD This invention relates to vortex flow meters and, more particularly, to vortex flow meter geometries that minimize pressure drop across the flow meter without compromising the operating efficiency of the flow meter.

ある種の環境にあっては、流れ管内に障害物があると周
期的なうすが発生する。
In some circumstances, periodic sluggishness occurs when there is an obstruction in the flow tube.

レイノルズ数が小さい場合には、下流側の伴流は層流を
呈するが、レイノルズ数が増加するにつれて、規則正し
い渦流パターンになる。
When the Reynolds number is small, the downstream wake exhibits a laminar flow, but as the Reynolds number increases, it becomes a regular vortex pattern.

こうしたパターンをカルマンのうす列と呼んでいる。This pattern is called the Kalman thin sequence.

うすがカルマンのうす列に放出される頻度は流量の関数
である。
The frequency with which light is emitted into Karman's light train is a function of flow rate.

米国特許第3,589,185号に開示されているこの
渦流型流量計では、流れ管内に取付けられている障害物
組立体は流体の流れの方向に対してその長手軸線が直角
をなすように流れ管を横切って配設されたブロックで構
成してあり、ブロックの後方にギャップが出来るように
ブロックから間隔をとってストリップが支持され、その
ギャップでカルマンのうずを捕え、うず列を強力にし安
定するようにしである。
In this vortex flow meter, disclosed in U.S. Pat. No. 3,589,185, an obstruction assembly mounted within a flow tube is configured such that its longitudinal axis is perpendicular to the direction of fluid flow. It consists of a block placed across the flow tube, with a strip supported at a distance from the block to create a gap behind the block, which traps the Kármán vortex and strengthens the vortex line. This is to ensure stability.

このうす列を検出して流量に比例する周波数を持つ信号
を発生させている。
This thin line is detected and a signal having a frequency proportional to the flow rate is generated.

米国特許第3,867.839号に開示されている障害
物組立体は流れ管を横切るように取付けられたブロック
を利用するものであるが、このブロックの横断面が三角
形をなし、その頂点が入って来る流体の方に向けられて
いる。
The obstruction assembly disclosed in U.S. Pat. No. 3,867.839 utilizes a block mounted across the flow tube, the cross section of which is triangular, and the apex of the block is triangular in cross section. It is directed towards the incoming fluid.

円筒形を含む別の形の横断面の障害物は米国特許第3,
116.639号と、米国特許第3,572,117号
に開示されている。
Other shapes of cross-sectional obstacles, including cylindrical, are disclosed in U.S. Pat.
No. 116.639 and U.S. Pat. No. 3,572,117.

円筒形のうず発生体の利益とする点は物理的に強く、機
械的に安定していて、数多くの感知装置を取付ける内部
スペースが広くとれることである。
The benefits of a cylindrical swirl generator are that it is physically strong, mechanically stable, and provides more interior space for mounting multiple sensing devices.

ところがこうした利益は、円筒形うず発生体を使用する
ことの不都合な数多くの問題点以外に、円筒形であるが
故に不規則なうず発生作用を招き、定計器係数の作動範
囲か余り広くないという事実によって相殺されている。
However, these benefits do not come without the disadvantages of using a cylindrical vortex generator, in addition to the many disadvantages of using a cylindrical vortex generator. offset by facts.

平坦な板体がうず発生に頗る強力な作用を呈することは
周知である。
It is well known that flat plates have a strong effect on eddy formation.

ところが、平板は物理的に弱く、感知装置を収容するた
めの光分な内部スペースがとれない。
However, flat plates are physically weak and do not have enough internal space to accommodate sensing devices.

たとえば、米国特許第3.946.608号の障害物体
はその横断面が不等辺四辺形であって、この形状ではこ
の物体の後方より片持ち支持されている振れることの出
来る部分の振動を障害物体の内部管路を貫通する棒で外
部結合部に機械的に伝達することができるようになって
いる。
For example, the obstructing object of U.S. Pat. A rod passing through the internal conduit of the object allows for mechanical transmission to the external connection.

ところがこれは障害物体が平板では行うことが困難であ
る。
However, this is difficult to do if the obstacle is a flat plate.

従来周知の型式の障害物組立体に招かれる支障は比較的
小型の流量計に集中している。
The problems encountered with obstruction assemblies of the previously known type are concentrated in relatively small flow meters.

したがって、流れ管の直径が5cf/Lで、平板障害物
を具備する渦流型流量計を製造できる製造業者は僅か一
社だけである。
Therefore, only one manufacturer can produce a vortex flow meter with a flow tube diameter of 5 cf/L and a flat plate obstruction.

しかし、この障害物の形状による感知装置に課せられる
制約とそれに付随する水力学上の諸問題とは、これら流
量計が作動する上できりぎりの限度と言えよう。
However, the constraints imposed on the sensing device by the shape of this obstacle and the accompanying hydraulic problems are the limits to which these flowmeters can operate.

米国特許願第758,489号には・機械的に水力学的
に効果的であって、その内部容積が感知装置を収容する
余裕を十二分に備え、低レイノルズ数で効果的にうずを
発生することができ、±1%以上の計器直線性を呈する
小径渦流型流量計の障害物組立体を開示している。
U.S. patent application Ser. Disclosed is a small diameter eddy current flow meter obstruction assembly that is capable of generating high currents and exhibits instrument linearity of ±1% or better.

前記特許出願に開示しである組立体は流体の流れの方向
に対して直角をなして流れ管を横切るように配設したブ
ロックと弾性ビームでブロックの背後に片持ち支持され
た感知板とを具備し、ブロックにより発生されたうすが
流体振動を生じ、板を流量に比例する振動数で振動する
ようにしである。
The assembly disclosed in said patent application comprises a block disposed across the flow tube at right angles to the direction of fluid flow and a sensing plate cantilevered behind the block by an elastic beam. The fluid vibration generated by the block causes the plate to vibrate at a frequency proportional to the flow rate.

ブロックの平坦な前面が入ってくる流体に面し、ブロッ
クの後方の両端縁が斜めに切ってあって狭い面積の平坦
な後面を構成しである。
The flat front face of the block faces the incoming fluid, and the rear edges of the block are beveled to define a narrow area flat rear face.

このようなブロックの形状によって障害物組立体のうず
発生特性を高め低レイノルズ数で実質的に直線性の流量
測定量を発生する。
The shape of the block enhances the eddy generation characteristics of the obstruction assembly to produce a substantially linear flow measurement at low Reynolds numbers.

前記出願に開示されている型式の流量計においては、そ
のうず発生特性は主にブロックの幅によってきめられて
おり、障害物の幅か広ければ広いほど、所定流量につい
てのうず発生頻度が少い。
In a flowmeter of the type disclosed in the said application, its eddy generation characteristics are determined primarily by the width of the block; the wider the obstruction, the less frequently eddies occur for a given flow rate. .

流量計を満足ゆくように作動させるには、障害物の幅の
流れ管の内径に対する比を余り小さくしすぎてはならな
いということが長い間認められていた。
It has long been recognized that for a flowmeter to operate satisfactorily, the ratio of the width of the obstruction to the inside diameter of the flow tube must not be too small.

しかしこの関係は決定的なものではなく、前記特許出願
に指摘されているように、障害物として許容できる幅は
流れ管の内径の約0.15ないし0.35の範囲内とす
ることができる。
However, this relationship is not critical and, as noted in the aforementioned patent application, the acceptable width of the obstruction may be within the range of about 0.15 to 0.35 of the inside diameter of the flow tube. .

流れ管内に渦流型流量計を挿入すると、その障害物の幅
の2乗にほぼ等しい圧力降下を流れ管内に生ずる。
Insertion of a vortex flow meter into a flow tube creates a pressure drop within the flow tube approximately equal to the square of the width of the obstruction.

それゆえ、障害物の幅が広ければ広いほど圧力効果は大
きくなる。
Therefore, the wider the obstacle, the greater the pressure effect.

したがってうず発生特性を良くするように幅を広くした
障害物は、通常、相当な圧力降下を招くものである。
Obstacles that are widened to improve eddying characteristics therefore typically result in significant pressure drops.

圧力降下か大きいと実際上ある種の欠点かある。There are some practical drawbacks when the pressure drop is large.

すなわち、圧力降下を補うために、ポンプ動力を必要と
し、結局は装置の設備費と作動費とに影響を及ぼす。
That is, pump power is required to compensate for the pressure drop, which ultimately affects the equipment and operating costs of the device.

さらに、系統圧力が低いと流量計は高流量時にキャビテ
ーションを生ずる− 従来周知の障害物の形状は、前記出願のものを含めて、
障害物の幅を狭くすることだけで流量計の圧力降下を減
することができたのであるが、この圧力降下の軽減は専
らそのうず発生特性を犠牲にして達成しているのである
Furthermore, at low system pressures the flow meter cavitates at high flow rates - conventionally known obstruction shapes, including those in the above-mentioned application, include:
Although it has been possible to reduce the pressure drop across the flowmeter simply by narrowing the width of the obstruction, this reduction in pressure drop is achieved exclusively at the expense of its eddy-generating properties.

それゆえ、従来は流量計の作動に悪い影響を及ぼさずに
圧力降下を実質的に軽減することは出来なかったのであ
る。
Therefore, heretofore it has not been possible to substantially reduce the pressure drop without adversely affecting the operation of the flow meter.

〔発明の要約〕[Summary of the invention]

以上に述べたところからして、この発明の主目的は機械
的に水力学的に効果があり、しかも圧力降下か割合に少
い渦流型流量計の障害物組立体を提供することにある。
In view of the foregoing, it is a principal object of the present invention to provide an obstruction assembly for a vortex flow meter that is mechanically and hydraulically effective and has a relatively low pressure drop.

さらに詳しく述べれば、この発明の目的は低レイノルズ
数にて効果的にうすを発生することかでき計器直線性を
±1%以上とするようにした形状の障害物組立体を提供
することにある。
More specifically, an object of the present invention is to provide an obstacle assembly having a shape that can effectively generate thinning at low Reynolds numbers and maintain instrument linearity of ±1% or more. .

この発明の特徴は実に、前記米国特許出願に開示されて
いる型式の障害物組立体の利益をすべて兼備すると共に
、それによって招かれる圧力降下をその出願の発明に係
る組立体によって生ずるものより遥かに低いものとする
ことにある。
Indeed, it is a feature of this invention that it combines all the benefits of obstruction assemblies of the type disclosed in the above-mentioned U.S. patent application, and that the resulting pressure drop is far greater than that produced by the inventive assembly of that application. The goal is to make it as low as possible.

それゆえ、この発明による障害物組立体では、圧力降下
か最少限度に保たれ、圧力降下を補うためのポンプ動力
の必要性をなくシ、キャービテーション発生のおそれを
回避するものである。
Therefore, in the obstruction assembly according to the present invention, the pressure drop is kept to a minimum, eliminating the need for pump power to compensate for the pressure drop, and avoiding the possibility of cavitation.

簡単に説明すれば、以上の諸量的は所定の内径の流れ管
内に取付けられる障害物組立体を備えた渦流型流量計に
よって達成されるめであって、この組立体は流体の流れ
の方向に対して直角に流れ管を横切るように配設した一
般に長四角形の横断面のブロックから成っていて、その
ブロックの平坦な前面に入って来る流体が当るようにし
である。
Briefly, the above quantities are accomplished by a vortex flow meter with an obstruction assembly mounted within a flow tube of a predetermined internal diameter, the assembly being oriented in the direction of fluid flow. It consists of a block of generally rectangular cross-section placed across the flow tube at right angles to the flow tube so as to be impinged by the incoming fluid on a flat front surface of the block.

弾性ビールによってブ七ンクの背後に感知板が片持ち支
持され、ブロックによって生じたうずが流体振動を生じ
て板を流量に比例する振動数で振動させる。
A sensing plate is cantilevered behind the block by an elastic beer, and the eddies created by the block create fluid vibrations that cause the plate to vibrate at a frequency proportional to the flow rate.

この板の振動は内部リンク装置によって外部センサに伝
えられる。
The vibrations of this plate are transmitted to an external sensor by an internal linkage.

ブロックの幅はその中央部で最大値であって両端に向う
に従って徐々に減少し、両端部で最小値にしである。
The width of the block is maximum at its center, gradually decreases toward both ends, and reaches a minimum at both ends.

したかつてブロックの上面と下面とは鐘状をなし、前面
は両凸面状をなしており、出来上ったブロックの形状は
代表的な流速プロフィルに適合している。
The top and bottom surfaces of the block were bell-shaped, and the front surface was biconvex, and the shape of the finished block conformed to a typical flow velocity profile.

ブロックの幅の最大値は流れ管の内径の約0.20ない
し0.35倍とすることが好ましく、この関係によって
効果的なうず発生作用を行わせるのである0ブロツクの
幅の最大値はその最小値より約1.05ないし2倍大き
いことが望ましい。
It is preferable that the maximum width of the block is approximately 0.20 to 0.35 times the inner diameter of the flow tube, and this relationship allows for effective eddy generation. Desirably, it is about 1.05 to 2 times greater than the minimum value.

それゆえ、平均幅は最大幅よりも相当に小さい。Therefore, the average width is significantly smaller than the maximum width.

流量計によって伴なわれる圧力降下は平均幅の2乗の関
数であるから、最大幅から成る幅の変わらない障害物を
備えた流量計の圧力降下よりも相当に低い。
Since the pressure drop experienced by a flowmeter is a function of the square of the average width, it is considerably lower than the pressure drop for a flowmeter with a constant width obstruction of the maximum width.

〔発明の説明〕[Description of the invention]

米国特許第3,867.839号に開示されている渦流
型流量計においては、その障害物組立体は頗る安定した
流体振動を発生し、その組立体の振れることができる部
分をその流体の振動数に該当する割合で振動させるのに
適している。
In the eddy current flowmeter disclosed in U.S. Pat. Suitable for vibrating at a rate corresponding to a number.

こうした機械的振動は振れることのできる部分内に増付
けた1個以上のひずみ計で感知されて、その周波数が流
体の流量に比例する信号を発生する。
These mechanical vibrations are sensed by one or more strain gauges placed within the swingable section, producing a signal whose frequency is proportional to the flow rate of the fluid.

第1図ないし第4図に示したこの発明の流量計では、障
害物組立体の振れることかできる部分の振動は流れ管の
外部の力センサで検出される。
In the flowmeter of the present invention shown in FIGS. 1-4, vibrations of the swingable portion of the obstruction assembly are detected by force sensors external to the flow tube.

ところがこの発明は、障害物組立体が感知装置について
適轟なスペースを提供するものであることを示すために
外部センサ装置として示しであるが、この発明は広い意
味では圧力降下を軽減するための障害物組立体の形状を
主体とするものであるから、この発明は渦流型流量計の
外部センサ装置には当然のこと内部センサ装置にも、ま
たサーミスタ、圧力センサなどのような他の感知装置を
備えた渦流型流量計にも適用することができるものであ
る。
However, although the present invention is shown as an external sensor device to show that the obstruction assembly provides adequate space for the sensing device, the invention is broadly intended to be used to reduce pressure drop. Since the shape of the obstruction assembly is the main focus, the present invention can be applied not only to the external sensor device of the eddy current flowmeter, but also to the internal sensor device, as well as other sensing devices such as thermistors, pressure sensors, etc. It can also be applied to vortex flowmeters equipped with

第1図ないし第4図に示す流量計は水攻法装置の水管路
その他流れの状態が正しいか否かを知るために流量をし
はしば検査する必要かある環境にある水管路に挿着した
流れ管10を具備する。
The flowmeters shown in Figures 1 to 4 are inserted into water pipes of water flooding equipment and other water pipes in environments where the flow rate often needs to be checked to determine whether the flow conditions are correct. A flow tube 10 is provided.

そのため、流れ管には水管路に結合するのに便宜なよう
に端部フランジを設けることができる。
As such, the flow tube may be provided with an end flange for convenient connection to the water line.

流れ管10内には障害物組立体11が取付けられている
An obstruction assembly 11 is mounted within flow tube 10 .

この組立体は振れることのできる部分を具備する。The assembly includes a swingable portion.

この部分はカルマンのうず列に応答し、流量に比例する
振動数で振動する。
This part responds to the Karman spiral train and vibrates at a frequency proportional to the flow rate.

障害物組立体中に棒12とプローブ13とから成る振動
伝送器が組み込まれている。
A vibration transmitter consisting of a rod 12 and a probe 13 is incorporated into the obstacle assembly.

円形横断面のものとして示しである流れ管10は測定さ
れるべき流体が導入される入口10Aを備えている。
The flow tube 10, shown as of circular cross-section, is provided with an inlet 10A into which the fluid to be measured is introduced.

流れは障害物組立体11につき当って、障害物のまわり
に流れを分け、カルマンのうす列の形の流体の乱れを生
じさせる。
The flow impinges on the obstacle assembly 11, splitting the flow around the obstacle and creating a fluid turbulence in the form of a Karman diagonal.

障害物組立体は横方向に増付けたブロック状の前方部分
14と可撓性ビーム16の形式の片持ち支持部材で前方
部分の背後に増付けた後方部分15とで構成されている
The obstacle assembly consists of a laterally extended block-like front section 14 and a rear section 15 extended behind the front section with cantilevered support members in the form of flexible beams 16.

前方部分のブロック14はその横断面が大体四角形で、
その軸線は流れ管の流れの軸線に対して垂直で、平坦面
FFが入って来る流体に直面している。
The front block 14 has a roughly rectangular cross section;
Its axis is perpendicular to the flow axis of the flow tube and the flat surface FF faces the incoming fluid.

前方部分のフロック14の両端は流れ管の管壁に固定さ
れているので、このブロックは流れ管内に定着されてい
る。
The ends of the front section flock 14 are fixed to the tube wall of the flow tube, so that this block is anchored within the flow tube.

ブロックの幅はその中央部で最大値であり、両端部に向
けて次第に減少してゆき、端部では最小値となり、した
がって上面UFと下面LFとはふくらんだ形で、前面F
Fは両凸状を呈する。
The width of the block is maximum at its center, gradually decreases towards both ends, and reaches its minimum width at the ends, so the upper surface UF and lower surface LF are convex, and the front surface F
F has a biconvex shape.

従って出来上ったブロックの形状は、流れ管中に入って
来る流体の流速か流れ管の中央で最大で管壁にむけて次
第に減少する代表的な流れのプロフィルのふくらんだ弾
丸状をなしている。
The shape of the resulting block is therefore in the shape of a bulbous bullet, which is typical of the flow velocity of the fluid entering the flow tube, with a maximum in the middle of the flow tube and tapering off towards the tube wall. There is.

後方部分15は長四角形の感知板で構成してあって、前
方部分に対してビーム16で間隔がとっである。
The rear part 15 consists of a rectangular sensing plate and is spaced apart from the front part by a beam 16.

感知板の平面は前方部分のブロック14の前面に対して
垂直にしである。
The plane of the sensing plate is perpendicular to the front surface of the block 14 in the front section.

この後方部分はうすの列を干渉するような形状のもので
、前方部分のブロックと後方部分の感知板との間に形成
された間隙はうすを捕え、それによって生じたうずの列
を強化し安定する。
This rear part is shaped to interfere with the row of vortices, and the gap formed between the block of the front part and the sensing plate of the rear part captures the shank and thereby strengthens the row of vortices. Stabilize.

後方部分15は可撓性ビーム16で片持ち支持されてい
るので、振れることができる。
The rear section 15 is cantilevered by a flexible beam 16 so that it can swing.

ビームは彎曲することができるけれども、後方部分を僅
かに振れさせる程度の剛性を備えている。
Although the beam can bend, it has enough rigidity to allow the rear part to swing slightly.

流れ管内に生じた流体の振動によって、振れることので
きる後方部分15は流体の振動の振動数に相当する割合
にて振動させられる。
The fluid vibrations produced in the flow tube cause the swingable rear portion 15 to vibrate at a rate corresponding to the frequency of the fluid vibrations.

振れることのできる後方部分の固有共振数は流量計の正
常周波数範囲とは遥かに異なるものであるので、機械的
共振のピークはなく、振動の振幅は流体の振動の振幅を
忠実に反映する。
Since the natural resonance frequency of the swingable rear section is far different from the flow meter's normal frequency range, there is no mechanical resonance peak and the vibration amplitude faithfully reflects the fluid vibration amplitude.

組立体の下流側感知板は、伴流を干渉してそれを安定化
し、その検出度を増すだけでなく、その振動が出力信号
を生ずるので、この感知板は2つの機能を遂行する。
The downstream sensing plate of the assembly not only interferes with the wake to stabilize it and increase its detection, but also because its vibrations produce an output signal, this sensing plate performs two functions.

振れることのできる部分は比較的剛性であるから、後方
部分の全振幅は流体の振動か最大の振幅の時でも最微小
なものである。
Since the part that can swing is relatively rigid, the total amplitude of the rear part is minimal even at the maximum amplitude of fluid vibration.

それゆえ、振動作用の結果としての支持ビームの疲労は
最小限度にされ、長期間作動後にも故障を生じない。
Therefore, fatigue of the support beam as a result of vibration effects is minimized and failures do not occur even after long-term operation.

流量の情報は振動数によって与えられるものであって、
振動の振幅によるものではないからして、振れの大きさ
は最も重要な事項ではない。
Flow rate information is given by vibration frequency,
The magnitude of the runout is not the most important consideration since it is not due to the amplitude of the vibration.

疲労寿命を好条件にするために振れの大きさを極めて小
さくしであるが、これは決してさまざまな周波数の出力
の読みとりを妨げるものではない。
Although the magnitude of the runout is kept extremely small in order to obtain favorable conditions for fatigue life, this does not in any way prevent the reading of outputs at various frequencies.

障害物組立体の振れることのできる後方部分の極く僅か
な振動は流れ管10の管内よりもむしろ管外で感知され
る。
Very slight vibrations of the swingable rear portion of the obstruction assembly are sensed outside the flow tube 10 rather than within it.

そのために、振動は振動伝送器によって伝送される。To this end, the vibrations are transmitted by means of a vibration transmitter.

この伝送器は棒12を含み、その後部はビーム16の孔
18内に嵌装されている。
The transmitter includes a rod 12 whose rear end is fitted into a hole 18 in a beam 16.

また孔18は振れることのできる部分15に隣接する部
位にまで達している。
Further, the hole 18 extends to a region adjacent to the swingable portion 15.

棒12の前部は小径の孔18と連通し前方部分14中に
ずっと伸長している比較的直径の大きい長手方向に伸長
する孔19内に自由にしである。
The front portion of the rod 12 is free into a relatively large diameter longitudinally extending hole 19 which communicates with a small diameter hole 18 and extends all the way into the forward portion 14.

棒12はカラー12Aで終っている。Rod 12 terminates in collar 12A.

このカラーはプローブ13の端部を取り巻いて棒とプロ
ーブとのリンクとなっている。
This collar surrounds the end of the probe 13 and provides a link between the rod and the probe.

プローブ13は前方部分14の長手通路を貫通し流れ管
10の管壁の開口から突出している。
Probe 13 passes through a longitudinal passageway of forward section 14 and projects from an opening in the wall of flow tube 10.

そして管壁の開口は可撓性ダイアフラム20で被覆され
ており、プローブ13はカップリング・ヘッド21で終
っている。
The opening in the tube wall is then covered with a flexible diaphragm 20 and the probe 13 terminates in a coupling head 21.

カップリング・ヘッド21のところの力に応答して該当
する電気信号を発生することができる力センサ22を用
いて流量を示す信号を発生させる。
A force sensor 22 capable of generating a corresponding electrical signal in response to a force at the coupling head 21 is used to generate a signal indicative of the flow rate.

前述したように、簡単な四角形または長四角形横断面の
障害物体は機械的に有効な形状であり、振動を外部の感
知部位に伝送するための棒とプローブを収容するに当っ
て十二分の内部容積を備えている。
As previously mentioned, a simple rectangular or rectangular cross-section obstruction object is a mechanically effective shape, with a size more than adequate to accommodate the rod and probe for transmitting the vibrations to an external sensing site. It has an internal volume.

ところが単純な四角形の横断面の形のものほうず発生作
用が比較的貧弱である。
However, those with a simple rectangular cross-sectional shape have a relatively poor dust generation effect.

しかし、ブロックの形状を図面に示すように変えると、
うず発生特性が意義深く変わり、障害物体は大きな圧力
降下を伴うことなく優秀なうず発生部材となる。
However, if we change the shape of the block as shown in the drawing,
The vortex-generating properties are significantly changed and the obstructing object becomes an excellent vortex-generating member without significant pressure drop.

このうず発生部材は小型の渦流型流量計(内径2.54
ないし20.32CIrL)のものに特に利益かある。
This vortex generating member is a small eddy current flowmeter (inner diameter 2.54
to 20.32 CIrL) are of particular benefit.

その変更態様について説明する。The mode of change will be explained.

四角形の横断面の前方部分のブロックはその中間点で最
大幅A1であり、両端部で最小幅A2である。
The block in the front part of the rectangular cross section has a maximum width A1 at its midpoint and a minimum width A2 at both ends.

最#=A1と最小幅A2の比率は約1.05ないし2の
範囲内である。
The ratio between the maximum width A1 and the minimum width A2 is within the range of about 1.05 to 2.

したがってブロックの平均幅は最大幅よりも相当に小さ
い値である。
Therefore, the average width of a block is significantly smaller than the maximum width.

前面FFは入って来る流体の流れに面し、後面RFは前
面に対して平行しており、これら両面は流れの方向に対
して直角をなしている。
The front surface FF faces the incoming fluid flow and the rear surface RF is parallel to the front surface, both of which are perpendicular to the direction of flow.

前面FFと後面RFの間の距離を記号Cで示すと、この
距離は幅A1に殆んど等しい。
If the distance between the front surface FF and the rear surface RF is indicated by the symbol C, this distance is almost equal to the width A1.

ブロック14の後方の両端縁は斜めに切ってあり、上部
斜面b1と下部斜面b2とは距離Cの約1/3である後
方部位B′内にある。
Both rear edges of the block 14 are cut diagonally, and the upper slope b1 and the lower slope b2 are located within the rear region B', which is about 1/3 of the distance C.

それゆえ、上下両平坦面を占める前夫部位Bは距離Cの
2/3である。
Therefore, the ex-husband part B, which occupies both the upper and lower flat surfaces, is 2/3 of the distance C.

斜面b1とb2の角度は約45ないし60度の範囲内の
ものとすることかできる。
The angle of slopes b1 and b2 may be in the range of about 45 to 60 degrees.

それゆえ、後面RFゐ面積は前面FFの面積に比較して
小さい。
Therefore, the area of the rear RF is smaller than the area of the front FF.

流れ管の内径りについてのブロックの最大幅A1の値は
厳格ではなく約0.20ないし0.35の範囲であるこ
とか好ましい。
The value of the maximum width A1 of the block relative to the inner diameter of the flow tube is not critical, but is preferably in the range of about 0.20 to 0.35.

ブロックの後面RFと感知板15の前端縁との間のビー
ム16に沿う距離は約1−1/2Dで、感知板15の長
さFは約1/4波長である。
The distance along the beam 16 between the rear face RF of the block and the front edge of the sensing plate 15 is approximately 1-1/2D, and the length F of the sensing plate 15 is approximately 1/4 wavelength.

波長とはうず発生の頻度で割られた流速と定義する。Wavelength is defined as the flow velocity divided by the frequency of eddy occurrence.

以上に説明した幾例学的関係を備えたうず発生装置によ
って、±1%以上のすぐれた計器直線性を7000程度
の低いレイノルズ数で達成することかできる。
With a vortex generator having the geometric relationships described above, excellent instrument linearity of better than ±1% can be achieved at Reynolds numbers as low as 7000.

A1対りの関係は厳格ではないから、計器として使用す
るのに幅広く用いられる。
Since the relationship between A1 and A1 is not strict, it is widely used as a meter.

最小値A2に対する最大値A1の値は代表的なふくらみ
付の流速プロフィルに合致する外形を備えたブロックを
構成するものであり、ブロックのうず発生特性は前記米
国特許出願に記載されている型式の、ブロックの幅かそ
の長手軸線全体に亘って最大値A1 に該当する均一な
値Aであるものと少くとも変わることかない。
The value of maximum A1 relative to minimum A2 constitutes a block with a contour that matches a typical bulge flow velocity profile, and the eddy characteristics of the block are similar to those of the type described in the aforementioned U.S. patent application. , does not vary at least from a uniform value A corresponding to the maximum value A1 over the width of the block or its longitudinal axis.

この発明のブロックの形状はブロックの平均幅が最大値
A1 よりも実質的に小さいことである。
The shape of the blocks of this invention is such that the average width of the blocks is substantially smaller than the maximum value A1.

圧力降下は平均値の二乗の関数であるから、ブロックの
均等な幅が値Aに等しくしである障害物組立体で招かれ
る圧力降下より、圧力降下がはるかに小さいものである
Since the pressure drop is a function of the square of the mean value, the pressure drop is much smaller than that induced by an obstacle assembly in which the uniform width of the blocks is equal to the value A.

これまで、この発明の渦流型流量計の障害物組立体の好
ましい実施態様について説明したが、この発明の精神に
もとることなく多くの変更を加えることかできる。
Although the preferred embodiments of the eddy current flow meter obstruction assembly of the present invention have been described, many changes may be made without departing from the spirit of the invention.

したがって、この発明は以上に示した形状の障害物組立
体に制約されるものではなく、流れ管を横切るように取
付けられたうず発生ブロックを包含するもので、そのブ
ロックの形状はその中間部にて最大値の幅を備え、両端
に向うに従ってその幅が減じ、端部で最小値にして、そ
の幅の平均値を最大値よりも相当に小さいものとするよ
うにするものである。
Accordingly, the present invention is not limited to the shape of the obstruction assembly shown above, but includes a vortex generating block mounted across the flow tube, the shape of the block being at its midpoint. The width has a maximum width at each end, and the width decreases toward both ends, and reaches a minimum value at the ends, so that the average value of the widths is considerably smaller than the maximum value.

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

第1図はこの発明による障害物組立体を具備する渦流型
流量計の縦断面図、第2図は第1図の線2−2で示した
面で流量計を切った断面図、第3図は流量計の前面図、
第4図は障害物組立体内に含まれるブロックをとり出し
た斜視図である。 図面における要部の符号は次の通りである。 10・・・・・・流れ管、11・・・・・・障害物組立
体、12・・・・・・棒、13・・・・・・プローブ、
14・・・・・・前方部分のブロック、15・・・・・
・後方部分の感知板、16・・・・・・可撓性ビーム。 なお、記号の関係は次の通りである。AI/D二2.0
〜2.5.C二、A、 、 B二2/3C。 B”=1/3C、E=3/4〜1−D、 F=A波長。 4 FFに対するblとb2の角度は45°〜60°の範囲
内。
1 is a longitudinal cross-sectional view of a vortex flow meter equipped with an obstruction assembly according to the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the flow meter taken along the plane indicated by line 2--2 in FIG. 1; The figure shows the front view of the flowmeter.
FIG. 4 is a perspective view of a block included in the obstacle assembly. The symbols of main parts in the drawings are as follows. 10...flow tube, 11...obstacle assembly, 12...rod, 13...probe,
14... Front block, 15...
- Sensing plate in the rear part, 16...Flexible beam. The relationship between the symbols is as follows. AI/D22.0
~2.5. C2, A, , B22/3C. B"=1/3C, E=3/4~1-D, F=A wavelength. 4 The angles of bl and b2 with respect to FF are within the range of 45° to 60°.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 測定すべき流体を内部に障害物組立体を具備する流
管に導いて流量の関数である振動数の渦を発生させる渦
流型流量計において、前記障害物組立体を、 ■ 流れに対して平坦な前面を呈する実質的に長四角形
の横断面のブロックで、前記流管を横切って固定され、
前記ブロックの幅が中央部で最大値とし、両端に向けて
次第に縮小して端部において最小値になるようにし、前
記最大値が最小値の1.05倍ないし2倍の大きさとな
るふくらみを持たせ、代表的流速プロフィルに合致した
輪郭を有するブロックと、 ■ 前記ブロックに可撓性ビームにより片持支持された
うず感知板と、 ■ 前記ブロック内を通り、前記感知板の振動を流量計
外部に伝達する連結手段 とより構成したことを特徴とする渦流型流量計。 2 ブロックの後方の上下両端縁を斜めに切って障害物
組立体の流出特性を増す狭い幅の平坦面を形成するよう
にした特許請求の範囲第1項に記載の流量計。 3 @記最大値を流管の約0.20ないし0.35倍と
する特許請求の範囲第1項に記載の流量計。 4 前記斜めに切った後端縁をブロックの後面と前面と
の間の距離の約3分の1の領域内にある後方領域を占め
るものとした特許請求の範囲第2項に記載の流量計。 5 前記斜面を約45ないし60度の範囲内の角度とし
た特許請求の範囲第4項に記載の流量計。
[Scope of Claims] 1. A vortex flow meter in which a fluid to be measured is guided into a flow tube having an obstacle assembly therein to generate a vortex with a frequency that is a function of the flow rate. , ■ a block of substantially rectangular cross-section presenting a flat front face to the flow and fixed across said flow tube;
The width of the block is set to the maximum value at the center, and gradually reduces toward both ends until it reaches the minimum value at the ends, and a bulge is created in which the maximum value is 1.05 times to 2 times the minimum value. a block having a contour that matches a representative flow velocity profile; ■ an eddy sensing plate cantilevered to said block by a flexible beam; and ■ a flow meter passing through said block to detect vibrations of said sensing plate. A vortex flow meter characterized by comprising a connecting means for transmitting information to the outside. 2. A flowmeter according to claim 1, wherein both upper and lower rear edges of the block are cut diagonally to form a narrow flat surface that enhances the outflow characteristics of the obstruction assembly. 3. The flowmeter according to claim 1, wherein the maximum value is about 0.20 to 0.35 times the flow tube. 4. The flowmeter according to claim 2, wherein the diagonally cut rear edge occupies a rear area within about one-third of the distance between the rear face and the front face of the block. . 5. The flowmeter of claim 4, wherein the slope is at an angle within the range of about 45 to 60 degrees.
JP53088483A 1977-07-25 1978-07-21 Eddy current flow meter Expired JPS5845648B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US05/818,733 US4116058A (en) 1977-01-12 1977-07-25 Contoured obstacle assembly for vortex-type flowmeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5424060A JPS5424060A (en) 1979-02-23
JPS5845648B2 true JPS5845648B2 (en) 1983-10-12

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ID=25226275

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DE (1) DE2832647A1 (en)
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Families Citing this family (3)

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JPH071076B2 (en) * 1990-01-23 1995-01-11 株式会社芳賀建設 Water stopper device for water pipe and manhole inverting method using the device
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CH687420A5 (en) * 1993-11-22 1996-11-29 Fischer Georg Rohrleitung Means for measuring the velocity of a fluid.

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DE2832647A1 (en) 1979-02-15
JPS5424060A (en) 1979-02-23
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FR2399006B3 (en) 1981-05-08
GB2001441B (en) 1982-01-13
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