JPS6029694Y2 - Flow rate/flow rate detection device - Google Patents
Flow rate/flow rate detection deviceInfo
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- JPS6029694Y2 JPS6029694Y2 JP1980020508U JP2050880U JPS6029694Y2 JP S6029694 Y2 JPS6029694 Y2 JP S6029694Y2 JP 1980020508 U JP1980020508 U JP 1980020508U JP 2050880 U JP2050880 U JP 2050880U JP S6029694 Y2 JPS6029694 Y2 JP S6029694Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、カルマン渦発生周波数から流体の流速流量を
測定する装置に関腰特にこの種の装置に適用される検出
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the flow velocity of a fluid from the Karman vortex generation frequency, and particularly to a detection device applied to this type of device.
被測定流体の走行通路内に流体の流れに抗する物体を設
けると、ある条件の下ではカルマン渦列が発生する。When an object that resists the flow of the fluid is provided in the passage of the fluid to be measured, a Karman vortex street is generated under certain conditions.
このカルマン渦の発生周波数はある一定のレイノルズ数
の範囲で流体の流速に比例し、従って単位時間に発生す
るこの局数を検出することにより、流体の流速、更には
流量が測定できる。The generation frequency of this Karman vortex is proportional to the fluid flow rate within a certain Reynolds number range, and therefore, by detecting the number of stations occurring per unit time, the fluid flow rate and further the flow rate can be measured.
ところで渦の生起は、この渦により生じる流体内圧力変
化或いは流体内圧力変化等を介して検出し得るが、この
際個々の渦によるこれら流体の状態変化を確実に識別し
て検出する必要がある。Incidentally, the occurrence of a vortex can be detected through changes in the pressure within the fluid or changes in the pressure within the fluid caused by the vortex, but in this case, it is necessary to reliably identify and detect changes in the state of the fluid due to individual vortices. .
このような検出装置の一つとして例えば渦発生体内に形
成された室を流体で満たすと共に二つの金属ダイアフラ
ムで該液体を封止し、この室内に埋め込まれた電極と前
記金属ダイアフラムとで可変容量コンデンサを形成し、
このコンデンサに例えば高周波信号を印加し、渦の発生
に伴ない生じる被測流体の圧力変化による金属ダイアプ
ラムの変位をコンデンサの容量変化に伴なう周波数変化
として検出するものが知られている。As one such detection device, for example, a chamber formed inside a vortex generator is filled with a fluid and the liquid is sealed with two metal diaphragms, and a variable capacitance is created by an electrode embedded in the chamber and the metal diaphragms. form a capacitor,
It is known to apply, for example, a high frequency signal to this capacitor and detect the displacement of a metal diaphragm due to a pressure change in the measured fluid caused by the generation of a vortex as a frequency change due to a change in capacitance of the capacitor.
しかし乍ら、前記の如き公知の検出装置では被測流体の
温度変化乃至装置内での発熱等に起因して室内に封入さ
れた液体の温度が変化し、液体の体積が変化するため、
ダイアフラムの変位が生じる。However, in the known detection device as described above, the temperature of the liquid sealed inside the chamber changes due to temperature changes in the fluid to be measured or heat generation within the device, and the volume of the liquid changes.
A displacement of the diaphragm occurs.
その結果検出装置が誤動作したり、該装置の検出感度が
低下する恐れがある。As a result, the detection device may malfunction or the detection sensitivity of the device may decrease.
本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、検出装置内に入れられた液体の温度に
かかわらず、流速・流量検出装置を提供することにある
。The present invention has been devised in view of the above points, and its purpose is to provide a flow velocity/flow rate detection device regardless of the temperature of the liquid contained in the detection device.
次に本考案による好ましい一具体例を図面に基づ゛いて
説明する。Next, a preferred embodiment of the present invention will be explained based on the drawings.
図中1は管2中に配設された渦発生体である。In the figure, numeral 1 is a vortex generator disposed in the tube 2.
渦発生体1の側面には凹所3,4が形成されており、凹
所3,4は渦発生体1内に穿設された連通孔5によって
連通されている。Recesses 3 and 4 are formed in the side surfaces of the vortex generator 1, and the recesses 3 and 4 communicate with each other through a communication hole 5 bored in the vortex generator 1.
凹所3,4を覆って金属ダイアフラム6.7が設けられ
ており、凹所3,4及び連通孔5によって室8が形成さ
れている。A metal diaphragm 6.7 is provided over the recesses 3, 4, and a chamber 8 is formed by the recesses 3, 4 and the communication hole 5.
凹所3,4内には金属ダイアフラム6.7に対向して電
極9,10が配設されている。Electrodes 9, 10 are arranged in the recesses 3, 4 opposite the metal diaphragm 6.7.
室8内には流体11が封入されており、ダイアフラム6
.7と電極9,10と液体11とによってダイアプラム
の変位を検出する手段12としての可変容量コンデンサ
が形成されている。A fluid 11 is sealed in the chamber 8, and a diaphragm 6
.. 7, electrodes 9 and 10, and liquid 11 form a variable capacitor as means 12 for detecting displacement of the diaphragm.
検出手段12は必ずしもコンデンサでなくてもよく、例
えば磁石と検出コイルとをダイアフラムに対向して設け
てダイアプラムに発生する渦電流を検出するようにしで
もよく、更にストレーンゲージ等によりダイアフラムの
変位を検出するようにしてもよい。The detection means 12 does not necessarily have to be a capacitor; for example, a magnet and a detection coil may be provided opposite the diaphragm to detect the eddy current generated in the diaphragm, and furthermore, a strain gauge or the like may be used to detect the displacement of the diaphragm. You may also do so.
また渦発生体とは別個に渦発生体を設けて、この渦検出
体内に室8を形成してもよい。Alternatively, a vortex generator may be provided separately from the vortex generator, and the chamber 8 may be formed within the vortex detector.
渦発生体1内には別の室13.14が形成されており、
室13.14内には、室13と14との連通部15をロ
ッドガイドとするフリーピストン16が嵌装されている
。Another chamber 13.14 is formed in the vortex generator 1,
A free piston 16 is fitted in the chambers 13 and 14, using a communicating portion 15 between the chambers 13 and 14 as a rod guide.
ピストン16によって室13.14は室17,1B、1
9.20に画成されており、室17には液体21が、室
18,19.20には気体22,23.26が封入され
ている。The piston 16 converts the chambers 13.14 into chambers 17, 1B, 1
9.20, the chamber 17 is filled with a liquid 21, and the chambers 18, 19.20 are filled with gases 22, 23.26.
25はシールリングである。尚液体21は液体11と必
ずしも同一でなくてもよい。25 is a seal ring. Note that the liquid 21 does not necessarily have to be the same as the liquid 11.
上記において、室8内の液体11の温度変化による液体
11の体積変化量と室17内の液体21の温度変化によ
る液体21の体積変化量とは実質的に同じである。In the above, the amount of change in volume of liquid 11 due to temperature change of liquid 11 in chamber 8 and the amount of change in volume of liquid 21 due to temperature change of liquid 21 in chamber 17 are substantially the same.
ここで、室17の体積及び液体21の量が調整され得る
ようにしてもよい。Here, it may be provided that the volume of the chamber 17 and the amount of liquid 21 can be adjusted.
尚、液体21の温度と液体11の温度とを一致させるべ
く、渦発生体1は熱の良導体で形成されることが好まし
い。In order to match the temperature of the liquid 21 and the liquid 11, the vortex generator 1 is preferably formed of a good thermal conductor.
室8と室19とは液体11で満たされた連通孔26で連
通されている。The chamber 8 and the chamber 19 communicate with each other through a communication hole 26 filled with the liquid 11.
液体11が孔26内を比較的速く流れようとする際連通
孔5における大きい流路抵抗が生じるように、連通孔2
6は細く、長く形成されていることが好ましい。The communication hole 2 is designed so that when the liquid 11 tries to flow relatively quickly inside the hole 26, a large flow path resistance occurs in the communication hole 5.
6 is preferably formed to be thin and long.
上記した室13,14、ピストン16、液体21、気体
22.23.24.孔26によって室8内の液体11に
体積変化に応じて室8の体積変化量を吸収する手段、換
言すれば室8内の圧力を一定に保持する手段27aが構
成されている。The above-mentioned chambers 13, 14, piston 16, liquid 21, gas 22, 23, 24. The hole 26 constitutes a means 27a for absorbing a volume change in the chamber 8 according to the volume change in the liquid 11 in the chamber 8, in other words, a means 27a for keeping the pressure in the chamber 8 constant.
しかし乍ら、気体22,24の両方共乃至いずれか一方
が高圧気体であり、液体21が高圧液体であり、ピスト
ン16に対する気体23.24によるA方向付勢力と液
体21によるB方向付勢力とが均り合うように構成され
ている場合には、孔26は必ずしも細長く形成されなく
てもよい。However, both or one of the gases 22 and 24 is a high-pressure gas, and the liquid 21 is a high-pressure liquid. In the case where the holes 26 are configured to be evenly distributed, the holes 26 do not necessarily have to be formed to be elongated.
ここで高圧とは、ダイアフラム6.7を変位させるに必
要な圧力に比較して極めて高い圧力をいう。High pressure here refers to a pressure that is extremely high compared to the pressure required to displace the diaphragm 6.7.
ピストン16のうち室14内のピストン部16aの気体
23からの受圧面積は気体24からの受圧面積より小さ
く形成されている。The area of the piston portion 16 a of the piston 16 in the chamber 14 that receives pressure from the gas 23 is smaller than the area that receives pressure from the gas 24 .
尚上記したいずれの場合においても、液体11、気体2
3の圧力は大気圧乃至管路2中でダイアフラム6.7が
受ける静圧程度に保たれている。In any of the above cases, the liquid 11 and the gas 2
3 is maintained at about atmospheric pressure or the static pressure experienced by the diaphragm 6.7 in the conduit 2.
前記の如く構成された本考案の流速・流量検出装置27
において、管2中の被測流体28がC方向に流れている
とすると、渦発生体1によってダイアフラム6.7近傍
にカルマン渦29の列が生じ、該渦列29によってダイ
アフラム6.7が変位し、コンデンサ12の静電容量が
変化し、この静電容量の変化がダイアフラム6.7及び
電極9.10に接続されたリード線(図示しない)によ
って電気信号として外部に取り出される。Flow rate/flow rate detection device 27 of the present invention configured as described above
If the fluid 28 to be measured in the tube 2 is flowing in the direction C, the vortex generator 1 generates a line of Karman vortices 29 near the diaphragm 6.7, and the vortex line 29 displaces the diaphragm 6.7. However, the capacitance of the capacitor 12 changes, and this change in capacitance is taken out as an electrical signal by a lead wire (not shown) connected to the diaphragm 6.7 and the electrode 9.10.
上記した場合において、カルマン渦列29による流体2
8内の静圧変化によりダイアフラム6に加えられるD方
向の力がダイアフラム7に加えられるC方向の力より大
きくなると、ダイアフラム6のD方向への変位に伴って
、凹所3中の液体11の一部は孔5を通って凹所4に送
られダイアフラム7もD方向に変位する。In the above case, the fluid 2 due to the Karman vortex street 29
When the force in the D direction applied to the diaphragm 6 becomes larger than the force in the C direction applied to the diaphragm 7 due to the change in static pressure within the recess 8, as the diaphragm 6 is displaced in the D direction, the liquid 11 in the recess 3 A portion is sent to the recess 4 through the hole 5, and the diaphragm 7 is also displaced in the D direction.
このとき、孔5の液体11は孔26内にも流れ込もうと
するが、通常カルマン渦列29によるダイアフラム7の
変位速度が比較的大きく、加えて孔26が細長く形成さ
れているため、孔26での流体11の受ける流路抵抗が
大きく流体11は実質的に孔26には流れ込まない。At this time, the liquid 11 in the hole 5 also tries to flow into the hole 26, but normally the displacement speed of the diaphragm 7 due to the Karman vortex street 29 is relatively high, and in addition, the hole 26 is formed to be elongated. The flow path resistance that the fluid 11 receives at 26 is large and the fluid 11 does not substantially flow into the hole 26 .
従ってコンデンサ12による流速・流量検出の隙孔26
は実質的に閉塞されている。Therefore, the hole 26 for detecting the flow rate and flow rate by the capacitor 12
is virtually occluded.
ダイアフラム7に加えられるC方向付勢力の方がダイア
フラム6に加えられるD方向付勢力よりも大きく、ダイ
アフラム6.7がC方向に変位する場合にも、孔26は
実質的に閉塞されている。The biasing force in the C direction applied to the diaphragm 7 is greater than the biasing force in the D direction applied to the diaphragm 6, and even when the diaphragm 6.7 is displaced in the C direction, the hole 26 is substantially closed.
孔26が比較的太く短かい場合においても、例えば室2
0に、高圧気体24が封入されているならば、ピストン
16は実質的に変位されず、ダイアフラム6又は7がダ
イアフラム7又は6の変位に応じて変位される。Even when the hole 26 is relatively thick and short, for example, the chamber 2
If the high-pressure gas 24 is sealed at 0, the piston 16 is not substantially displaced, and the diaphragm 6 or 7 is displaced in accordance with the displacement of the diaphragm 7 or 6.
従って検出装置27の検出感度は孔26が閉塞されてい
る場合と同様に保たれる。Therefore, the detection sensitivity of the detection device 27 is maintained in the same way as when the hole 26 is closed.
一方液体11及び21の温度が上昇して室8゜17中の
液体11.21の体積が増加する場合(尚説明の簡明化
のため室19.孔26の体積は室18.17の体積と比
較して小さく、室19中の気体23及び孔26中の液体
11の熱膨張は無視できる程度とする)、室17の液体
21の体積が増加するにつれてピストン16は気体22
,24によるA方向付勢力に抗してB方向に移動される
。On the other hand, when the temperature of liquids 11 and 21 increases and the volume of liquid 11.21 in chamber 8.17 increases (for the sake of simplicity, the volume of chamber 19.hole 26 is the same as the volume of chamber 18.17). (the thermal expansion of gas 23 in chamber 19 and liquid 11 in hole 26 is negligible), and as the volume of liquid 21 in chamber 17 increases, piston 16
, 24 in the A direction and is moved in the B direction.
ピストン16のB方向移動につれて室19の体積が増加
するが、この体積増加分だけ液体11の体積が増加して
、液体11は孔26を通って室19に導入される。As the piston 16 moves in the B direction, the volume of the chamber 19 increases, and the volume of the liquid 11 increases by this volume increase, and the liquid 11 is introduced into the chamber 19 through the hole 26.
従って室8中の液体11の圧力は液体11の温度変化前
の圧力と同一に保たれ、ダイアフラム6.7が温度上昇
によって変位される恐れがほとんどない。The pressure of the liquid 11 in the chamber 8 is therefore kept the same as the pressure before the temperature change of the liquid 11, and there is little risk that the diaphragm 6.7 will be displaced by an increase in temperature.
液体11.21の温度降下に際しては、ピストンがA方
向に変位されることによりダイアプラムの変位が避けら
れる。When the temperature of the liquid 11.21 decreases, displacement of the diaphragm is avoided by displacing the piston in direction A.
尚、液体11.21の温度が変化した場合、液体11が
孔26を流れるのは、温度変化が通常比較的緩慢に長時
間継続的に生じるため、孔26での液体11の流速は小
さく、孔26での流路抵抗が比較的小さく保たれるため
である。Note that when the temperature of the liquid 11.21 changes, the liquid 11 flows through the hole 26 because the temperature change usually occurs relatively slowly and continuously for a long time, so the flow rate of the liquid 11 at the hole 26 is small. This is because the flow path resistance in the hole 26 is kept relatively small.
また、上記具体例において、室19には気体23が封入
されているが、気体23の代わりに室19内を液体11
で満たすようにしてもよい。In the above specific example, the gas 23 is sealed in the chamber 19, but instead of the gas 23, the liquid 11 flows inside the chamber 19.
It may be filled with
次に本考案装置に適用される圧力保持手段27bの別の
具体例について説明する。Next, another specific example of the pressure holding means 27b applied to the device of the present invention will be explained.
第3図において、手段27bは例えば、管2の外壁に固
定された支持板30上に固定された板31.32を夫々
一つの壁面とする体積可変容器33.34と容器33,
34を連結している連結棒35とからなる。In FIG. 3, the means 27b includes, for example, a variable volume container 33, 34 and a container 33 each having one wall surface formed of a plate 31, 32 fixed on a support plate 30 fixed to the outer wall of the tube 2.
34 and a connecting rod 35 connecting the two.
容器33.34の体積を可変とすべく容器33.34の
壁面の一部36.37はベローズ乃至ダイアプラムから
なる。In order to make the volume of the container 33.34 variable, a portion 36.37 of the wall surface of the container 33.34 consists of a bellows or a diaphragm.
容器33゜34内の室38.39には流体40.41が
封入されている。A fluid 40.41 is enclosed in chambers 38.39 within the containers 33.34.
尚連結棒35は容器33の外壁42に連結されていると
共に、板32の孔43をF。The connecting rod 35 is connected to the outer wall 42 of the container 33, and the hole 43 of the plate 32 is connected to the outer wall 42 of the container 33.
G方向に摺動自在に貫通し、且つ室41を貫通して容器
34の他方の壁部44に連結されている。It extends slidably through the chamber 41 in the G direction and is connected to the other wall 44 of the container 34 .
室39と孔26とは管2に固定された管45により連通
されている。The chamber 39 and the hole 26 are communicated through a tube 45 fixed to the tube 2.
この具体例において室38内の流体40の温度変化によ
る室39の体積変化は室8内の流体11の温度変化によ
る流体11の体積変化と一致するように形成されており
、流体11の温度にかかわらず室8内の流体11の圧力
が一定に保たれ、検出器27が該動作なく高感度に動作
され得る。In this specific example, the change in the volume of the chamber 39 due to a change in the temperature of the fluid 40 in the chamber 38 is formed to match the change in the volume of the fluid 11 due to a change in the temperature of the fluid 11 in the chamber 8. Regardless, the pressure of the fluid 11 in the chamber 8 is kept constant, and the detector 27 can be operated with high sensitivity without this operation.
圧力保持手段27a乃至27bを用いるかわりに尚ダイ
アフラム6.7のうちのいずれか一方のダイアフラムを
固定壁で代替腰孔26の上端を大気中に開口させて構成
することも可能である。Instead of using the pressure retaining means 27a and 27b, it is also possible to configure one of the diaphragms 6.7 with a fixed wall with the upper end of the alternative waist hole 26 open to the atmosphere.
以上の如く本考案の流速・流量検出装置では、温度にか
かわらず検出装置のダイアフラムによって封止された液
体の圧力が一定に保たれ、ダイアフラムの位置が所望の
位置に保たれ得るので、該動作が少なく、検出感度が高
く保たれ得る。As described above, in the flow velocity/flow rate detection device of the present invention, the pressure of the liquid sealed by the diaphragm of the detection device can be kept constant regardless of the temperature, and the position of the diaphragm can be maintained at a desired position, so that the operation Detection sensitivity can be maintained high.
第1図は流速流量検出装置の説明図、第2図は本考案に
よる好ましい一具体例の流速・流量検出装置の説明図、
第3図は本考案による別の具体例の流速・流量検出装置
に適用される圧力保持手段の説明図である。
1・・・・・・渦発生体、2・・・・・・管、6,7・
・・・・・ダイアフラム、8・・・・・・室、11・・
・・・・液体、12・・・・・・検出手段(コンデンサ
)、27a、27b・・・・・・圧力保持手段、27・
・・・・・流速・流量検出装置、29・・・・・・カル
マン渦。FIG. 1 is an explanatory diagram of a flow velocity/flow rate detection device, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a preferred specific example of a flow velocity/flow rate detection device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of pressure holding means applied to another specific example of the flow velocity/flow rate detection device according to the present invention. 1... Vortex generator, 2... Tube, 6, 7.
...Diaphragm, 8...Chamber, 11...
...Liquid, 12...Detection means (capacitor), 27a, 27b...Pressure holding means, 27.
...Flow rate/flow rate detection device, 29...Karman vortex.
Claims (1)
れるダイアフラムと、このダイアプラムによって一側面
が規定されており液体が内部に満たされた室と、この液
体の温度変化による体積変化量を吸収する手段と、前記
ダイアフラムの変位を検出する手段とからなる流速・流
量検出装置。A vortex generator, a diaphragm that is displaced by the vortex generated by the vortex generator, a chamber whose one side is defined by the diaphragm and is filled with liquid, and the volume change due to temperature change of this liquid. A flow rate/flow rate detection device comprising means for absorbing the diaphragm and means for detecting displacement of the diaphragm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980020508U JPS6029694Y2 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Flow rate/flow rate detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980020508U JPS6029694Y2 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Flow rate/flow rate detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56122923U JPS56122923U (en) | 1981-09-18 |
| JPS6029694Y2 true JPS6029694Y2 (en) | 1985-09-07 |
Family
ID=29616694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980020508U Expired JPS6029694Y2 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Flow rate/flow rate detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029694Y2 (en) |
-
1980
- 1980-02-20 JP JP1980020508U patent/JPS6029694Y2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56122923U (en) | 1981-09-18 |
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