JPS6215810B2 - - Google Patents
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- JPS6215810B2 JPS6215810B2 JP56179071A JP17907181A JPS6215810B2 JP S6215810 B2 JPS6215810 B2 JP S6215810B2 JP 56179071 A JP56179071 A JP 56179071A JP 17907181 A JP17907181 A JP 17907181A JP S6215810 B2 JPS6215810 B2 JP S6215810B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は流体の流れの中に挿入された柱状物
体の下流側の側面に発生するカルマン渦列の振動
周波数を検出して流体の流速または流量を測定す
るカルマン渦流量計(流速計)に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention detects the vibration frequency of a Karman vortex street generated on the downstream side of a columnar object inserted into a fluid flow, and determines the fluid flow velocity or Related to Karman vortex flowmeters (current meters) that measure flow rates.
一般に、この種流量計において、柱状物体の下
流に発生するカルマン渦列は低流速域では非常に
弱くなり、そのため、渦の検出には高感度の検出
器が必要である。感度の高い熱線や超音波を用い
る方法は、いずれも微少なアナログ信号を電気的
に増幅するので、検出器および検出回路の温度特
性や安定度が計測精度や計測範囲に及ぼす影響が
大きい。すなわち、この種低流量域の渦の検出の
ために用いられる検出器は、これらの影響を受け
にくく、かつ高感度なものが要求される。
In general, in this type of flowmeter, the Karman vortex street generated downstream of a columnar object becomes very weak in the low flow velocity region, so a highly sensitive detector is required to detect the vortex. Both methods that use highly sensitive heat rays and ultrasonic waves electrically amplify minute analog signals, so the temperature characteristics and stability of the detector and detection circuit have a large effect on measurement accuracy and measurement range. That is, a detector used for detecting this kind of vortex in a low flow rate region is required to be less susceptible to these influences and to be highly sensitive.
ところで、この種の従来装置のうち渦の圧力で
振動板を振動させるようにしたものとして、たと
えば、特開昭48−30458号公報に記載された装置
がある。この装置は、特にその第3図によれば、
渦発生体の下流に発生する渦の中心部の通過路に
おける静圧を検出する感圧板を設けるものであ
る。その場合、感圧板は幅広の板ばね支持帯によ
つて一体的に支持されるが、この幅広の板ばね支
持帯はばね常数が高くされ、圧力変動による感圧
板変位を小さくするように形成される。 By the way, as an example of a conventional device of this type in which a diaphragm is vibrated by the pressure of a vortex, there is a device described in Japanese Patent Laid-Open No. 48-30458. This device, in particular, according to its FIG.
A pressure sensitive plate is provided to detect the static pressure in the passage at the center of the vortex generated downstream of the vortex generator. In that case, the pressure-sensitive plate is integrally supported by a wide leaf spring support band, which has a high spring constant and is formed to reduce displacement of the pressure-sensitive plate due to pressure fluctuations. Ru.
かかる従来装置は、渦発生体の下流に発生する
カルマン渦列を乱さないようにするために、上述
の如く、感圧板を、ばね常数が高くされ圧力変動
による感圧板変位を小さくする幅広の板ばね支持
帯によつて一体支持するものである。この幅広の
板ばね支持帯は管路内壁に固定される。
In order not to disturb the Karman vortex street generated downstream of the vortex generator, such conventional devices use a wide plate with a high spring constant to reduce the displacement of the pressure sensitive plate due to pressure fluctuations, as described above. It is integrally supported by a spring support band. This wide leaf spring support band is fixed to the inner wall of the conduit.
このようにすることによつて、確かに、過発生
体の下流に発生するカルマン渦列は感圧板変位に
よつて乱されるようなことがなくなる。 By doing so, it is certain that the Karman vortex street generated downstream of the overgenerating body will not be disturbed by the displacement of the pressure sensitive plate.
しかしながら、そのためには、感圧板は幅広の
板ばね支持帯によつて、圧力変動による変位を小
さくされねばならない。 However, for this purpose, the pressure sensitive plate must have a wide leaf spring support band to reduce its displacement due to pressure fluctuations.
ところが、特に低流速領域では渦の発生による
圧力変化が極めて微小である。それゆえ、このよ
うな従来装置においては、今度は逆に、圧力変動
の小さい低流速領域では、感圧板がその微小な圧
力変動に応答できなくなり、従つて低流速領域で
は測定不能になるという新たな問題が派生する。 However, especially in the low flow velocity region, the pressure change due to the generation of vortices is extremely small. Therefore, in such a conventional device, conversely, in a low flow rate region where pressure fluctuations are small, the pressure sensitive plate becomes unable to respond to minute pressure fluctuations, and therefore measurement becomes impossible in a low flow velocity region. problems arise.
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなさ
れ、カルマン渦列を乱すことなく、しかも圧力変
動の小さい低流速領域においてもかかる微小圧力
変動に敏感に応答し得るカルマン渦流量計を提供
することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and provides a Karman vortex flowmeter that can respond sensitively to minute pressure fluctuations even in a low flow velocity region where pressure fluctuations are small, without disturbing the Karman vortex street. The purpose is to
このような目的を達成するために、本発明は、
振動板を一枚の板状部材の所定部を所定形状に切
り落した残りの所定部分から形成すると共に、そ
の板状部材にはさらに前記振動板を支持する一対
のスパンバンド部と、このスパンバンド部を支持
する枠部とを形成し、かつ前記スパンバンド部に
よつて前記振動板の回転軸を形成し、そして、こ
のように構成された振動板、スパンバンド部およ
び枠部から成る振動子を、前記流体の管路の外に
配置された振動室内に、前記枠部がその振動室に
固定されるようにして収納し、しかも、前記スパ
ンバンド部に張力を付与する張力付与手段を設け
たことを特徴とする。
In order to achieve such an objective, the present invention
A diaphragm is formed from a predetermined portion of a plate-like member that is cut off into a predetermined shape, and the plate-like member further includes a pair of spun band portions that support the diaphragm, and the spun band. the diaphragm, the diaphragm, the diaphragm, the diaphragm, the diaphragm, and the diaphragm. is housed in a vibration chamber disposed outside the fluid conduit such that the frame portion is fixed to the vibration chamber, and tension applying means for applying tension to the span band portion is provided. It is characterized by:
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の実施例を示す全体構成図、
第2図は第1図の渦発生体のA―A断面図、第3
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第4図は振動子の平面図、第5図は渦検出部
の側断面図、第6図は振動子の変位を検出する変
位検出センサと、その特性を示す説明図、第7図
は変位検出センサの他の実施例を示す構成図であ
る。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a sectional view taken along line AA of the vortex generator in Figure 1;
The figure is an enlarged cross-sectional view of the vortex detection unit viewed from the fluid flow direction, Figure 4 is a plan view of the vibrator, Figure 5 is a side sectional view of the vortex detection unit, and Figure 6 detects the displacement of the vibrator. An explanatory diagram showing the displacement detection sensor and its characteristics. FIG. 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the displacement detection sensor.
第1図において、1は管路、2はカルマン渦を
発生させるための1対の渦発生体、3は渦検出部
である。渦発生体2は第2図に示されるように、
一対の二等辺三角形の上流柱状体4と、等脚台形
の下流柱状体5とより構成されており、この二つ
の柱状体4と5は一定間隔6を隔てて流れに垂直
に挿入されている。7a,7bは下流柱状体5の
軸方向端部近傍の両側面に設けたスリツトで、発
生した渦の圧力変化を導くためのものである。第
4図において、8は厚さ20μ前後の薄い金属でで
きた振動子で、渦の圧力が作用する振動板9と、
この振動板9をその重心を含む線対称な軸上で保
持して、ねじり振動を行なわせるための一対のス
パンバンド10aおよび10bと、このスパンバ
ンドの固定端となる枠部11とをほぼ一定厚さの
一枚の金属板から一体に成形して造られており、
振動板9はその中心軸に対して質量の平衡が保た
れている。また、スパンバンド10aおよび10
bのデイメンジヨンで定まるねじりバネ定数は、
渦の微少な圧力変化に対しても十分な角度だけ振
動板9が変位するよう極力低くし、かつその共振
周波数もできるだけ小さく設計される。なお、1
1a,11bは打ち抜き部である。第3図におい
て、12はこの振動子8を収納するハウジング
で、下部プレート13と上部プレート14とより
構成されている。この下部プレート13と上部プ
レート14には、振動子8の形状に対応したほぼ
同一形状の凹溝が対向して設けられており、渦発
生体2のフランジ15の上に下部プレート13、
振動子8、および上部プレート14を順次積層す
ることにより振動子8が保持されるとともに、振
動室16とスパンバンドの収納室17aおよび1
7bが形成される。振動室16は、振動子8の振
動板9によつて上26、下19a,19b二つの
部屋にほぼ二等分され、更に振動板9と下部プレ
ート13とで形成される部屋は、下部プレート1
3の振動板9の回転軸に対向した位置に設けられ
た突起18によつて、部屋19aと19bとに二
等分されており、部屋19aおよび19bはそれ
ぞれ孔20aおよび20bを介して、渦発生体2
のスリツト7a,7bに連通している。この突起
18は部屋19a,19b間の流体の流通を防止
して、スリツト7aまたは7bからの渦の圧力変
化を損失なく振動板9へ伝えることを目的とする
もので、この突起18と振動板9との隙間は、振
動板9のねじり振動を阻害しない範囲で極力小さ
く、例えば0.1〜0.2mm程度とすることが望まし
い。また、同様な目的から、振動板9の周縁と振
動室16との隙間も同程度の値にすることが望ま
しい。第5図において、21はスパンバンド10
aおよび10bに張力を加えるための調整ネジ
で、スパンバンド10bの中心軸上に設けられて
おり、該調整ネジ21によりスパンバンド10b
の周縁の固定部と、下部プレート13に設けた突
起22との間を押圧して張力を加え、この張力に
よつて振動子8のたわみ振動を防止するものであ
る。第3図に示されるように、23は振動子8の
角度変位を検出するための反射型の光フアイバー
で、往復二つの光路24および25を有し、各光
軸を振動子8の振動板9の上面にほぼ垂直に対向
させて、部屋26の壁面に開口している。すなわ
ち、この光学系は部屋26内に全て設けられてお
り、これによつて直接流体と接触することが防止
される。また、この光フアイバーの他端には、発
光素子27および受光素子28が設けられる。な
お、29はこの発光および受光素子27および2
8、受光素子の出力信号の増幅および整形回路
(図示せず)等から成る検出回路部である。 In FIG. 1, 1 is a conduit, 2 is a pair of vortex generators for generating a Karman vortex, and 3 is a vortex detector. As shown in FIG. 2, the vortex generator 2 is
It is composed of a pair of isosceles triangular upstream columnar bodies 4 and isosceles trapezoidal downstream columnar bodies 5, and these two columnar bodies 4 and 5 are inserted perpendicularly to the flow with a constant interval 6 between them. . Slits 7a and 7b are provided on both sides of the downstream columnar body 5 in the vicinity of its axial end, and are used to guide the pressure change of the generated vortex. In Fig. 4, 8 is a vibrator made of thin metal with a thickness of about 20μ, and a diaphragm 9 on which the pressure of the vortex acts.
A pair of span bands 10a and 10b for holding this diaphragm 9 on a line-symmetrical axis including its center of gravity to perform torsional vibration, and a frame portion 11 serving as a fixed end of this span band are held at approximately constant positions. It is made by integrally molding from a single thick metal plate.
The mass of the diaphragm 9 is kept balanced with respect to its central axis. In addition, span bands 10a and 10
The torsional spring constant determined by the dimension b is
The diaphragm 9 is designed to be as low as possible so that it can be displaced by a sufficient angle even in response to minute pressure changes of the vortex, and its resonance frequency is also designed to be as small as possible. In addition, 1
1a and 11b are punched parts. In FIG. 3, a housing 12 houses the vibrator 8, and is composed of a lower plate 13 and an upper plate 14. The lower plate 13 and the upper plate 14 are provided with facing grooves having substantially the same shape corresponding to the shape of the vibrator 8.
By sequentially stacking the vibrator 8 and the upper plate 14, the vibrator 8 is held, and the vibration chamber 16 and the span band storage chambers 17a and 1 are
7b is formed. The vibration chamber 16 is roughly divided into two halves by the diaphragm 9 of the vibrator 8 into two chambers, an upper 26 and a lower 19a, 19b, and the chamber formed by the diaphragm 9 and the lower plate 13 is divided into two by the diaphragm 9 of the vibrator 8. 1
A protrusion 18 provided at a position opposite to the rotation axis of the diaphragm 9 of No. 3 is divided into two chambers 19a and 19b, and the chambers 19a and 19b are connected to the vortex through holes 20a and 20b, respectively. Generator 2
It communicates with the slits 7a and 7b. The purpose of this protrusion 18 is to prevent fluid flow between the chambers 19a and 19b, and to transmit the pressure change of the vortex from the slit 7a or 7b to the diaphragm 9 without loss. The gap between the diaphragm 9 and the diaphragm 9 is preferably as small as possible without inhibiting the torsional vibration of the diaphragm 9, for example, about 0.1 to 0.2 mm. Furthermore, for the same purpose, it is desirable that the gap between the periphery of the diaphragm 9 and the oscillation chamber 16 has a similar value. In FIG. 5, 21 is the span band 10
This is an adjustment screw for applying tension to a and 10b, and is provided on the central axis of the span band 10b.
Tension is applied by pressing between the fixed portion on the periphery of the oscillator 8 and the protrusion 22 provided on the lower plate 13, and this tension prevents the vibrator 8 from flexural vibration. As shown in FIG. 3, reference numeral 23 is a reflective optical fiber for detecting the angular displacement of the vibrator 8, and has two reciprocating optical paths 24 and 25, with each optical axis connected to the diaphragm of the vibrator 8. It opens into the wall of the room 26, facing almost perpendicularly to the top surface of the room 9. That is, the optical system is entirely located within the chamber 26, thereby preventing direct contact with the fluid. Furthermore, a light emitting element 27 and a light receiving element 28 are provided at the other end of this optical fiber. Note that 29 indicates the light emitting and light receiving elements 27 and 2.
8. A detection circuit section including an amplification and shaping circuit (not shown) for the output signal of the light receiving element.
次に動作を説明する。 Next, the operation will be explained.
例えば、第2図において渦発生体2の上側(ス
リツト7b側)に渦30が生じると、スリツト7
bの付近の圧力は反対側のスリツト7aの付近よ
りも低下するので、このスリツト7bに連通した
部屋19bの圧力も反対側のスリツト7aに連通
した部屋19aの圧力よりも低くなる。ここで、
例えば第3図を参照して振動板9の回転軸の回り
の力の平衡を考えると、振動板9の上面に加わる
圧力はその全面でほぼ一定であり、振動板9の下
面に加わる圧力は、この場合は部屋19bの方が
部屋19aよりも低くなつているので、結局、振
動板9には部屋19aと部屋19bとの圧力差に
対応した時計方向のモーメントが作用し、これに
よつて振動板9が時計方向に回転するが、この回
転は振動室16の底面と上面とにより、その振幅
が規制される。次いで、渦発生体の反対側に渦が
できると、今度は部屋19aの圧力が部屋19b
の圧力よりも低下するので、振動板9は反時計方
向に変位するが、この場合も上記と同様に、振動
室16の底面と上面とによつてその振幅が規制さ
れる。すなわち、振動子8は一対の渦の発生に伴
なつて一往復のねじり振動を行なうが、その振幅
は振動室16の壁面で規制されるため、渦の圧力
が変化してもほぼ一定振幅に保たれることにな
る。ここで、振動板9はその回転中心軸の回りに
ほぼ質量の平衡が保たれているので、外部振動に
よる慣性力は回転軸の回りでは打ち消され、した
がつてねじり振動を生じることはない。また、ス
パンバンド10aおよび10bには常時張力を加
えているので、振動子8は垂直方向の外部振動に
対しても殆んど追随せず、この点からも外部振動
の影響を無くすことが可能となる。なお、このよ
うにスパンバンドに張力を加えても、そのねじり
バネ定数には殆んど影響を与えないので、したが
つて、渦の検出感度を低下させることなく耐振性
を向上できる効果がある。 For example, in FIG. 2, when a vortex 30 is generated above the vortex generator 2 (on the slit 7b side), the vortex 30
Since the pressure near the slit 7a on the opposite side is lower than that near the slit 7a on the opposite side, the pressure in the chamber 19b communicating with the slit 7b is also lower than the pressure in the chamber 19a communicating with the slit 7a on the opposite side. here,
For example, if we consider the balance of forces around the rotational axis of the diaphragm 9 with reference to FIG. In this case, since the chamber 19b is lower than the chamber 19a, a clockwise moment corresponding to the pressure difference between the chambers 19a and 19b acts on the diaphragm 9. The vibration plate 9 rotates clockwise, but the amplitude of this rotation is regulated by the bottom and top surfaces of the vibration chamber 16. Next, when a vortex is formed on the opposite side of the vortex generator, the pressure in the chamber 19a increases to the pressure in the chamber 19b.
, the vibration plate 9 is displaced counterclockwise, but in this case as well, its amplitude is regulated by the bottom and top surfaces of the vibration chamber 16, as described above. That is, the vibrator 8 performs one round of torsional vibration as a pair of vortices is generated, but the amplitude is regulated by the wall surface of the vibration chamber 16, so even if the pressure of the vortices changes, the amplitude remains almost constant. It will be preserved. Here, since the mass of the diaphragm 9 is substantially balanced around its central axis of rotation, inertial force due to external vibration is canceled out around the axis of rotation, and therefore no torsional vibration occurs. In addition, since tension is constantly applied to the span bands 10a and 10b, the vibrator 8 hardly follows external vibrations in the vertical direction, and from this point as well, it is possible to eliminate the influence of external vibrations. becomes. Furthermore, even if tension is applied to the span band in this way, it has almost no effect on its torsional spring constant, so it has the effect of improving vibration resistance without reducing vortex detection sensitivity. .
次に、振動子8の変位回数、すなわち振動周波
数の検出について、第3図、第6図および第7図
を参照して説明する。 Next, detection of the number of displacements of the vibrator 8, that is, the vibration frequency, will be explained with reference to FIGS. 3, 6, and 7.
振動周波数の検出は、この場合は光フアイバー
23により、振動板9の上面の反射光量の変化を
検出して行なう。すなわち、光フアイバー23は
二つの光路24および25を有しており、振動板
9に対向した端面31にはこの二つの光路をラン
ダムに配列させてあり、かつ、この光軸を振動板
9にほぼ垂直に対向して設けてある。振動板9か
らの反射光量は第6図bに示すように、振動板の
反射面の回転に伴なつて減少するので、振動子の
一往復の振動に伴ない二つの光パルス出力が得ら
れる。ここで、振動子8の変位はほぼ一定である
ので、光出力もほぼ一定となり、したがつて簡単
な回路構成で渦周波数を検出することができる。
このように、反射光を検出する方法は構造が簡単
でしかも光軸調整も不用である等、その実用的効
果が大きい。なお、上述の如くこの光フアイバー
23および反射面からなる光学系は振動室16の
部屋26内に在り、直接流体に接触することがな
いので、光学系の汚損を防止することができる。 The vibration frequency is detected by detecting a change in the amount of light reflected from the upper surface of the diaphragm 9 using the optical fiber 23 in this case. That is, the optical fiber 23 has two optical paths 24 and 25, and these two optical paths are arranged randomly on the end face 31 facing the diaphragm 9, and the optical axis is connected to the diaphragm 9. They are arranged almost vertically facing each other. As shown in FIG. 6b, the amount of reflected light from the diaphragm 9 decreases as the reflection surface of the diaphragm rotates, so two optical pulse outputs are obtained with each reciprocating vibration of the oscillator. . Here, since the displacement of the vibrator 8 is substantially constant, the optical output is also substantially constant, and therefore the vortex frequency can be detected with a simple circuit configuration.
As described above, the method of detecting reflected light has a simple structure and does not require optical axis adjustment, and has great practical effects. Incidentally, as described above, the optical system consisting of the optical fiber 23 and the reflective surface is located within the chamber 26 of the vibration chamber 16 and does not come into direct contact with the fluid, so that it is possible to prevent the optical system from being contaminated.
上記の検出機構では、光フアイバー23の光軸
を振動板9とほぼ直交して設けるようにしたが、
第7図の如く光フアイバー23の光軸を振動板9
の法線から振動板9の最大の角度振幅θmだけ予
め振動面上で偏位させて設けるようにしてもよ
い。この方法は、第6図bの曲線のほぼ傾きが一
様な部分を使用するので、図より明らかなよう
に、微少な角変位に対しても検出感度が良く、ほ
ぼ正弦波状の出力信号が得られるため、信号処理
が容易となる利点がある。この場合、反射光量の
ピーク値は第6図bの右側に移動することはいう
迄もない。なお、この光フアイバーの構成は本実
施例に限定されるものではなく、要は、反射光量
の変化を有効に検出できるものであればどのよう
な構成のものでも良い。 In the above detection mechanism, the optical axis of the optical fiber 23 is provided almost perpendicular to the diaphragm 9;
As shown in FIG. 7, the optical axis of the optical fiber 23 is connected to the diaphragm 9.
The vibration plate 9 may be provided so as to be deviated in advance from the normal line by the maximum angular amplitude θm on the vibration surface. This method uses the part of the curve in Figure 6b where the slope is almost uniform, so as is clear from the figure, the detection sensitivity is good even for minute angular displacements, and the output signal is almost sinusoidal. Therefore, there is an advantage that signal processing becomes easy. In this case, it goes without saying that the peak value of the amount of reflected light moves to the right in FIG. 6b. Note that the configuration of this optical fiber is not limited to this embodiment, and any configuration may be used as long as it can effectively detect changes in the amount of reflected light.
以上に説明したように、本発明によれば、次の
利点が奏される。
As explained above, according to the present invention, the following advantages are achieved.
(1) 本発明においては、振動板9は一枚の板状部
材の所定部を所定形状に切り落した残りの所定
部分から形成されると共に、その板状部材には
さらに振動板9を支持する一対のスパンバンド
部10a,10bと、このスパンバンド部10
a,10bを支持する枠部11とが形成され、
かつ、スパンバンド部10a,10bによつて
振動板9の回転軸が形成されている。(1) In the present invention, the diaphragm 9 is formed from a predetermined portion of a single plate-like member that is cut off into a predetermined shape, and the diaphragm 9 is further supported on the plate-like member. A pair of span band parts 10a and 10b, and this span band part 10
A frame portion 11 that supports a and 10b is formed,
In addition, a rotation axis of the diaphragm 9 is formed by the span band parts 10a and 10b.
このようにすることによつて、振動板9は、
ばね常数の極めて小さいスパンバンド部10
a,10bによつて支持されるので、カルマン
渦に起因する圧力変動に良好に応答することが
できる。 By doing so, the diaphragm 9
Spun band section 10 with extremely small spring constant
a and 10b, it can respond favorably to pressure fluctuations caused by Karman vortices.
それゆえ、本発明によれば、圧力変動の小さ
い低流速領域においても充分な敏感さでもつて
測定可能となる。 Therefore, according to the present invention, measurement can be performed with sufficient sensitivity even in a low flow rate region with small pressure fluctuations.
(2) 本発明においては、振動板9は、スパンバン
ド部10a,10bによつて支持されている。(2) In the present invention, the diaphragm 9 is supported by the span band parts 10a and 10b.
このようにすることによつて、スパンバンド
部10a,10bのばね常数は小さいので、振
動板9の共振周波数は小さくなる。 By doing this, the spring constant of the span band portions 10a, 10b is small, so the resonant frequency of the diaphragm 9 becomes small.
一方、上記従来装置(特開昭48−30458号公
報)においては、感圧板はばね常数の高い板ば
ね支持帯によつて支持されているので、感圧板
の共振周波数は非常に大きい。 On the other hand, in the above-mentioned conventional device (Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-30458), the pressure sensitive plate is supported by a plate spring support band having a high spring constant, so the resonance frequency of the pressure sensitive plate is very high.
ところが、周知のように、カルマン渦に起因
する圧力変動はかかるカルマン渦の発生周波数
に二乗に比例して大きくなる。 However, as is well known, pressure fluctuations caused by Karman vortices increase in proportion to the square of the frequency at which such Karman vortices occur.
従つて、本発明においては、振動板9の共振
周波数が小さいので、振動板9の共振点は低周
波数領域にあり、それゆえ振動板9に作用する
圧力は小さい。よつて、本発明においては、共
振時に振動板9が作用圧力によつて破壊される
ようなことはない。 Therefore, in the present invention, since the resonance frequency of the diaphragm 9 is small, the resonance point of the diaphragm 9 is in the low frequency region, and therefore the pressure acting on the diaphragm 9 is small. Therefore, in the present invention, the diaphragm 9 is not destroyed by the applied pressure during resonance.
一方、上記従来装置においては、感圧板の共
振周波数が非常に大きいので、感圧板の共振点
は高周波数領域にあり、それゆえ感圧板に作用
する圧力は大きい。よつて、上記従来装置にお
いては、共振時に感圧板が作用圧力によつて破
壊される虞れがある。 On the other hand, in the conventional device described above, since the resonance frequency of the pressure sensitive plate is very high, the resonance point of the pressure sensitive plate is in a high frequency region, and therefore the pressure acting on the pressure sensitive plate is large. Therefore, in the conventional device described above, there is a risk that the pressure sensitive plate may be destroyed by the applied pressure during resonance.
(3) 本発明においては、振動板9、スパンバンド
部10a,10bおよび枠部11から成る振動
子8は、流体の管路1の外に配置された振動室
16内に、枠部11がその振動室16に固定さ
れるようにして収納されている。(3) In the present invention, the vibrator 8 consisting of the diaphragm 9, the span band parts 10a, 10b, and the frame part 11 has the frame part 11 in the vibration chamber 16 disposed outside the fluid conduit 1. It is housed in a fixed manner in the vibration chamber 16.
このようにすることによつて、振動板9の変
位は、流体の管路1の外に配置された振動室1
6内で行なわれるので、管路内の流体に影響し
ない。 By doing this, the displacement of the diaphragm 9 is controlled by the vibration chamber 1 located outside the fluid conduit 1.
6, so it does not affect the fluid in the pipe.
それゆえ、本発明によれば、振動板9の変位
がどのように大きくなろうとも、管路1内に交
互に発生されるカルマン渦列を乱すことがな
い。 Therefore, according to the present invention, no matter how large the displacement of the diaphragm 9 becomes, the Karman vortex street alternately generated within the conduit 1 is not disturbed.
(4) 本発明においては、スパンバンド部10bに
張力を付与する張力付与手段(実施例では、ネ
ジ21および突起22にて構成)が設けられて
いる。(4) In the present invention, a tension applying means (consisting of screws 21 and protrusions 22 in the embodiment) is provided for applying tension to the span band portion 10b.
このようにすることによつて、振動子8(す
なわち振動板9)のたわみ振動が防止される。 By doing this, deflection vibration of the vibrator 8 (ie, the diaphragm 9) is prevented.
それゆえ、本発明によれば、外部振動の影響を
無くすことができる。 Therefore, according to the present invention, the influence of external vibrations can be eliminated.
第1図はこの発明の実施例を示す全体構成図、
第2図は第1図の渦発生体のA―A断面図、第3
図は渦検出部を流体の流れ方向から見た断面拡大
図、第4図は振動子を示す平面図、第5図は渦検
出部の側断面図、第6図は振動子の変位を検出す
る変位検出センサの構成図とその特性を示す特性
図、第7図は変位検出センサの他の実施例を示す
構成図である。
符号説明 1…管路、2…渦発生体、3…渦検
出部、4…上流柱状体、5…下流柱状体、6…間
隙、7a,7b…スリツト、8…振動子、9…振
動板、10a,10b…スパンバンド、11…枠
部、11a,11b…打ち抜き部、12…ハウジ
ング、13…下部プレート、14…上部プレー
ト、15…フランジ、16…振動室、17a,1
7b…スパンバンド収納室、19a,19b,2
6…部屋、18,22…突起、20a,20b…
孔、21…ネジ、23…光フアイバー、24,2
5…光路、27…発光素子、28…受光素子、2
9…検出回路部、30…渦、31…光フアイバー
端面。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a sectional view taken along line AA of the vortex generator in Figure 1;
The figure is an enlarged cross-sectional view of the vortex detection unit viewed from the fluid flow direction, Figure 4 is a plan view showing the oscillator, Figure 5 is a side sectional view of the vortex detection unit, and Figure 6 is for detecting displacement of the oscillator. FIG. 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the displacement detection sensor. Description of symbols 1...Pipe line, 2...Vortex generator, 3...Vortex detection section, 4...Upstream columnar body, 5...Downstream columnar body, 6...Gap, 7a, 7b...Slit, 8...Vibrator, 9...Vibration plate , 10a, 10b... Spun band, 11... Frame part, 11a, 11b... Punching part, 12... Housing, 13... Lower plate, 14... Upper plate, 15... Flange, 16... Vibration chamber, 17a, 1
7b... Spun band storage room, 19a, 19b, 2
6...Room, 18, 22...Protrusion, 20a, 20b...
Hole, 21...Screw, 23...Optical fiber, 24,2
5... Optical path, 27... Light emitting element, 28... Light receiving element, 2
9...Detection circuit section, 30...Vortex, 31...Optical fiber end face.
Claims (1)
体の両側面近傍に交互に生じる圧力変動を受けて
振動する振動板を備え、この振動板の振動周波数
から前記流体の流量を測定するカルマン渦流量計
において、 前記振動板9を一枚の板状部材の所定部を所定
形状に切り落した残りの所定部分から形成すると
共に、その板状部材にはさらに前記振動板を支持
する一対のスパンバンド部10a,10bと、こ
のスパンバンド部を支持する枠部11とを形成
し、かつ前記スパンバンド部によつて前記振動板
の回転軸を形成し、 このように構成された振動板、スパンバンド部
および枠部から成る振動子8を、前記流体の管路
の外に配置された振動室16内に、前記枠部がそ
の振動室に固定されるようにして収納し、 しかも、前記スパンバンド部に張力を付与する
張力付与手段を設けた、 ことを特徴とするカルマン渦流量計。[Claims] 1. A diaphragm that vibrates in response to pressure fluctuations that alternately occurs near both sides of a Karman vortex generator inserted into a fluid flow, and the vibration frequency of the diaphragm is used to determine the flow of the fluid. In a Karman vortex flowmeter for measuring flow rate, the diaphragm 9 is formed from a predetermined portion of a plate-shaped member that is cut off into a predetermined shape, and the diaphragm is further attached to the plate-shaped member. A pair of supporting span band parts 10a and 10b and a frame part 11 supporting the span band parts are formed, and the rotating shaft of the diaphragm is formed by the span band parts, and is configured in this way. A vibrator 8 consisting of a vibrating plate, a span band portion, and a frame portion is housed in a vibrating chamber 16 disposed outside the fluid conduit such that the frame portion is fixed to the vibrating chamber. A Karman vortex flowmeter characterized in that the span band section is further provided with tension applying means for applying tension to the span band portion.
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179071A JPS5880524A (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | Karman vortex flowmeter |
| US06/439,900 US4584883A (en) | 1981-11-10 | 1982-11-08 | Karman vortex flowmeter |
| GB08502843A GB2159946B (en) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | Karmen vortex flowmeters |
| DE19823241988 DE3241988A1 (en) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | FLOWMETER WITH KARMAN'SCHER VERBELSTRASSE |
| GB08232154A GB2112938B (en) | 1981-11-10 | 1982-11-10 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502844A GB2160313B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502848A GB2160317B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502846A GB2160315B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502847A GB2160316B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502845A GB2160314B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| GB08502849A GB2160318B (en) | 1981-11-10 | 1985-02-05 | Karman vortex flowmeters |
| US06/823,998 US4648280A (en) | 1981-11-10 | 1986-01-29 | Karman vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179071A JPS5880524A (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | Karman vortex flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880524A JPS5880524A (en) | 1983-05-14 |
| JPS6215810B2 true JPS6215810B2 (en) | 1987-04-09 |
Family
ID=16059582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179071A Granted JPS5880524A (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | Karman vortex flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880524A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4819490A (en) * | 1985-07-16 | 1989-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Karman vortex sensor type flow rate measuring system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233976B2 (en) * | 1971-08-24 | 1977-08-31 |
-
1981
- 1981-11-10 JP JP56179071A patent/JPS5880524A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5880524A (en) | 1983-05-14 |
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