JPH0547380Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、流れに応動して変化する検出要素が
流れに含まれる塵埃等により汚染して、検出感度
低下を防ぐために渦信号を清浄なパージ流により
検出する渦検出手段を持つ渦流量計のパージ流導
入手段に関する。

従来技術 流体が流れの流路内に配設された渦発生体より
流出するカルマン渦の単位時間当たりの数が流れ
にほぼ比例することを利用した渦流量計におい
て、渦の検出要素として熱検出素子は小型安価で
あることから、多用されている。熱検出素子とし
ては主に熱線、金属箔、サーミスタ等が用いられ
ており、これらは定電圧、定電流源に接続されて
加熱される。加熱された熱検出素子は、渦による
流れ変動により放熱され、これにより生ずる抵抗
値の変化を、ブリツジ回路等により電流、電圧変
換するものであるが、変換された信号値は、同一
流体で、流体温度、流量が等しい場合、一定電流
又は電圧値が得られるが、流体が同一であつて
も、流体温度が変化したり、流体に含まれる塵埃
の付着等による放熱係数の変化により変化する。
特に、後者は、熱検出素子が直接流体に接触して
いることにより必然的におこるものである。この
ような問題を解決するために渦変動圧力により変
化する清浄な空気、窒素ガスのパージ流の変化と
して、パージ流を検出する方法が知られている。
しかし、単に、渦信号をパージ流に変換するため
に、パージ流を導入するだけではＳ／Ｎの優れた
渦信号が得られない。本出願人は、この問題を解
決するために、特公昭62−13606号公報において、
渦流量計外部に設けられた窒素、空気等の不活性
ガス源から一定流量のパージ流を流して渦信号を
置換法によりＳ／Ｎの優れた検出法で検出するこ
とについて提案した。

第２図は、その概要を説明するための図で、図
において、流管１は、渦発生体２と直交する流れ
方向の断面を示し、流管１の壁面に導管４の導圧
口３ａ，３ｂが開口している。即ち、導管４は流
管１の両壁面間に、渦発生に伴う変動圧をバイパ
スするものである。該導管４には中間部に変動流
を層流にして雑音成分の変動成分を除去する一対
の絞り要素６ａ，６ｂがわずかに離間して配設さ
れており、該絞り６ａ，６ｂ間に熱線、サーミス
タ等の熱検出素子が、流れに接するように配設さ
れており、これらの熱検出素子６ａ，６ｂは各々
ブリツジ回路（図示せず）の一つの辺をなしてい
る。熱検出素子６ａ，６ｂ間の導管４の中央部に
空気、窒素ガス等の不活性の高圧ガス源から供給
されるパージ流の圧力を減圧弁１１により自由に
調整し、弁１３を加減しパージ流量を流量計、例
えば、面積流量計１４の浮子１４₁を一定位置に
なるように調整して一定流量にしてあり、圧力計
１２により減圧弁１１により調整されたパージ圧
力を読み取る。熱検出素子６ａ，６ｂの導線８の
信号は増幅器９により増幅され、フイルタ回路に
より雑音成分が除去されて出力１０に渦信号とし
て出力される。

従来例の問題点 以上に述べた従来技術におけるパージ流置換方
式の渦流量計においては、流量の広い範囲に亘つ
て優れたＳ／Ｎの渦信号を得るためには、流量計
１４によるパージ流量の測定及び監視が必要であ
り、高価な流量計１４を必要とし、更に、被測気
体の圧力変化によつても、流量計１４を一定とす
るように弁１３を調整して正しくパージ流量を定
めた値に設定する等の不便があつた。

問題解決の手段 本考案は、上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、パージ流量を調整をなくすことを目
的とし、更には高価な流量計の装置を省くことを
他の目的としてなされたものであり、このため
に、パージ気体圧力と導管開口部の圧力との比が
臨界圧力比を充たして作動する絞り手段による臨
界流とし、被測気体の圧力の変化に無関係に常に
一定流量とするもので、絞り手段として安価なオ
リフイスプレート、臨界ノズルを用い、該絞り手
段を渦検出要素７ａ，７ｂの中間位置とする導管
４にパージ流を導入するものである。

実施例 第１図ａは、本考案による渦流量計の構成を説
明するための要部構成図で、図中、第２図と共通
する構成要素には第２図の場合と同一の符号を付
して説明を省く。

第１図ａにおいて導管４の導圧口は、従来例に
おいては渦発生体２の両側近傍の導管４の壁面に
開口しているのに対して、渦発生体２の両側近傍
の３１ａ，３１ｂに開口している。ここでは、パ
ージ流が渦の変動圧力との圧力差により導圧口３
１ａ，３１ｂに向けて交互に変動した流れとなつ
て流出し、該パージ流の変動流を検出要素７ａ，
７ｂで検出する例を示すものである。検出要素７
ａと７ｂとの中間位置に開口する細管５のパージ
口１６のパージ源側には絞り要素２０が装着され
ている。絞り要素２０としてのオリフイスプレー
トの一例をｂ図に２０₁として示す。この絞り要
素２０は直径d₁の流入口２１に対してd₁＜d₂の大
口径d₂の流出口２２を有し、矢視Ｑ方向からパー
ジ流を流入する。オリフイスプレート２０₁にお
いて、流出側圧力をP₂とし、流入側圧力をP₁と
した場合、流出側圧力P₂／流入側圧力P₁を臨界
圧力比以上にすると流出口２２より流れるパージ
流の流速は音速となり、下流の流出側における圧
力の変動を受けない定質量流量になることが知ら
れている。正確には流入側の圧力、温度、湿度等
の影響により流出流量が変化するが、パージ流量
の精度に対しては無視される値であり、問題にす
る必要はない。尚、パージ流量は、流入口２１の
面積、ここでは直径d₁を変えれば変更できる。空
気の場合の臨界圧力比P₂／P₂＝0.528であるから
減圧弁１１を調整して圧力計１２により読み取ら
れる圧力P₁を被測気体圧P₂に対して絞り要素２
０に臨界圧力条件を充たし、更に上流側圧力P₁
を充分高圧に保持していれば、被測気体の圧力
P₂が変化しても一定のパージ流を導入できる。

効 果 上述のように、本考案の渦流量計によると、パ
ージ流流量を一定にするために高価な流量計１
４、弁１３等の流量調整要素を必要とせず、簡単
で安価なオリフイスプレート２０₁等の絞り要素
２０のみで、より高精度なパージ流を導入でき、
更には被測気体の圧力が変化しても弁１３等の調
整をする必要もなく安定した、調整手数の不要な
パージ流を導入できるので、経済的効果の大きい
渦流量計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案による渦流量計の構成を示す
概要説明図、第１図ｂは第１図ａの点線で囲んだ
絞り要素２０の詳細側断面図、第２図は従来の渦
流量計を説明するための図である。 １……流管、２……渦発生体、３ａ，３ｂ，３
１ａ，３１ｂ……導圧口、４……導管、７……検
出要素、１１……減圧弁、１４……流量計、２０
……絞り要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測気体が流通する流管内に、流れに対向して
   配設された渦発生体と、該渦発生体の両側近傍に
   開口して前記流管の外部において連通する導管
   と、該導管の中間部に離間して配設された絞り要
   素の間に近接して配設された流れに応動する一対
   の検出要素と、該一対の検出要素の中間位置に前
   記導管開口部圧力よりも僅かに高い気圧源から一
   定流量のパージ流を被測気体に導入するパージ流
   導入手段とからなり、渦信号を渦変動圧力に応じ
   て一対の検出要素を流動するパージ流の差信号と
   して検出する渦流量計において、前記パージ流を
   パージ気体圧力と導管開口部圧力との比が臨界圧
   力比を充たして作動する絞り手段による臨界流と
   し、被測気体の圧力の変化に無関係につねに一定
   流量としたことを特徴とする渦流量計。