JPS6221018A - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は渦流量計に係り、特に流体を給送する配管に設
けられ配管振動の影響を受番プずに流体の流量を計測す
る渦流量計にＩ！ｌ″ｔＪ゛る。

従来の技術 一般に渦流量計は配管流路内に渦発生柱を設け、この渦
発生柱の下流側に交番的に発生するカルマン渦による圧
力変化を、渦発生柱の両側の圧力導入孔を介して２１Ｊ
ｉ検出部に導いて配管流路内の流量を計測している。ま
た、カルマン渦の発生に伴う渦差圧により流量計測信号
を出力する流量検出部を配管外周に直接固定する構成と
されていた。

このように配管に取付けられて使用される静電容量式の
渦流量計では、第３図に示す如く流量検出部１が渦発生
柱の両側の差圧により変位する一対の金属ダイヘアフラ
ム２ａ、２ｂと、金属ダイヤフラム２ａ、２ｂに対向す
る電極板３ａ、３ｂとよりなる一対のセンサ部４ａ、４
ｂとを有している。また、金属ダイヤフラム２ａ、　２
ｂと電極板３ａ、３ｂとを設けた一対のダイヤフラム室
５ａ。

５ｂ間は連通路６を介して連通されると共に渦発生に伴
う差圧を差動的に検出し、また配管内の流体の圧力に耐
えるために封入液７を封入する構成とされていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、配管には配管流路内の流体の移送に伴う
振動が生じており、配管に直接固定された流量検出部１
にも配管からの振動が伝達されてしまい、流量検出部１
は配管からの振動を受けながら１■１測を行っていた。

一般に、渦発生による差圧を検出する一対のセンサ部４
ａ、４ｂは互いに配管長手方向に対して直交する水平方
向（矢印Ｘ方向）に所定距離離間して設けられていた。

封入液７を充填された連通路６は一対のセンサ部間４ａ
、４ｂ（寸法之）の水平方向に延在していた。ところが
、配管を伝わる振動として配管長手方向の振動は起りに
くく、発生しても比較的小さくて済むが、配管長手方向
と直交する水平方向及び垂直方向の振動成分は比較的大
である。このため、従来の渦流量計では、一対のセンサ
部４ａ、４ｂが配管長手方向と直交する水平方向に設け
であるので、配管に水平方向の振動が生じると、一対の
センサ部４ａ、４ｂのダイヤフラム室５ａ、５ｂ及び連
通路６に充填された封入液７が水平方向に謡動する。し
たがって、従来の渦流量計では配管の水平方向の振動が
生じることにより連通路６の寸法２の封入液７が一対の
センサ部４ａ、４ｂ間において加速度を受け、一対のセ
ンサ部間の連通路の水平部分の封入液７の慣性により金
属ダイヤフラム２ａ、２ｂが変位してしまうといった欠
点があった。また、このような配管振動による金属ダイ
ヤフラム２ａ、２ｂの変位により静電容量の変化が検知
されて信号が出力されてしまうといった欠点があった。

また、金属ダイヤフラム２ａ、２ｂの変位が小さい微小
流量を８１測するとき、カルマン渦による差圧で金属ダ
イヤフラム２ａ、２ｂが変位したのか、配管振動により
金属ダイレフラム２ａ、２ｂが変位したものなのか判別
できない。したがって、低流量の測定時には配管振動に
伴う金属ダイヤフラム２ａ、２ｂの変位による静電容量
の変化を検出しない程度に電気回路の増幅感度を低下さ
せる必要がある。このため、カルマン渦の発生に伴う金
属ダイヤフラム２ａ、２ｂの変位が小さい微小流量を計
測できず、流量８１測範囲が狭くなるといった欠点があ
った。

そこで、本発明は上記欠点を除去した渦流Ｍ計を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するだめの手段及び作用 本発明は上記構成になる渦流ｆｆ１ｉｆにおいて、ダイ
ヤフラム部の他面に室を設ける。さらに、一端が室に連
通され他端が上下流いずれかの側の流路に連通された通
路を設けて配管振動によりダイヤフラム部が変位する場
合にも一対の同相出力とし打ら消１ことにより低流量を
感度良く計測すると共に流量計測範囲を拡げようとする
ものである。

実施例 第１図及び第２図に本発明になる渦流吊片Ｉの一実施例
を示す。両図中、配管１１中の流路１２には渦流Ｒ計の
渦発生体１３が設けられている。

１４ａ、１４ｂは温発生体１３０両側の流路１２に連通
ずる圧力導入孔である。

１５は渦流Ｒ計の流量検出部で、静電容量式の一対のセ
ンサ部１６ａ、１６ｂを有しており、配管１１の上面１
１ａに設けられている。また、配管１１の上面１１ａに
は一対のセンサ部１６ａ。

１６ｂに対向し圧力導入孔１４ａ、１４ｂが連通する導
圧室１７ａ、１７ｂが設けである。１８は流量検出部１
５の取付部材で、配管１１の上面１１ａに固定されてい
る。１９は蓋部材で、取付部材１８の上面を覆うように
固定されている。

流量検出部１５の一対のセンサ部１６ａ、１６ｂは取付
部材１８に設置ノられている。また、蓋部材１９には取
付部材１８の一対のセンサ部１６ａ。

１６ｂと、これに対向する蓋部材１９の下面との間に空
間を形成する室２０が設けられている。

２１は連通孔で、渦発生体１３の上流側の流路１２と、
室２０とを連通する。したがって、渦発生体１３の上流
側の流体圧力が連通孔２１を介してｖ２０に導入される
。

２２はＯリングで、導圧室１７ａ、１７ｂと取付部材１
８との間をシールする。２３は配管１１の上面１１ａと
取付部材１８との間をシールするＯリング、２４は蓋部
材１９の室２０と取付部材１８との間をシールするＯリ
ングである。

センナ部１６ａは下側ダイヤフラム室２５ａの下方に設
けられた金属ダイヤフラム２６ａと、下側ダイヤフラム
室２５ａの上側の絶縁体２７ａに設けられた電極板２８
ａと上側ダイヤスラム室２９ａの上方に設けられた上側
ダイヤフラム３０ａとよりなる。

なお、絶縁体２７ａの中央には貫通孔３１ａが穿設され
ており、上、下側ダイヤフラム室２５ａ。

２９ａ間はこの貫通孔３１ａにより連通されている。さ
らに、上、下ダイヤフラム室２５ａ、２９ａ及び貫通孔
３１ａ内には非圧縮性の封入液３２ａとして例えばシリ
コンオイル等が封入されている。

したがって、上側ダイヤフラム３０ａは一方の上面を蓋
部材１９の室２０に面し他方の下面を下側の金属ダイヤ
フラム２６ａとの間に封入液３２ａを封入して配設され
ている。

また、センサ部１６ｂはセンサ部１６ａと同様に構成さ
れており、金属ダイヤフラム２６ｂと、電極板２８ｂと
、上側ダイヤフラム３０ｂとよりなる。金属ダイヤフラ
ム２６ａ及び２６ｂは導圧室１７ａ、１７ｂに対向して
いる。このため、金属ダイヤフラム２６ａ、２６ｂは圧
力導入孔１４ａ。

１４ｂを介して導圧室１７ａ、１７ｂに導入さ−れた圧
力に応じて変位する。

なお、上側ダイヤフラム室３０ａ、３０ｂと下側ダイヤ
フラム室２５ａ、２５ｂとの間を貫通孔３１ａ、３１ｂ
により連通されているため、金属ダイＡ７フラム２６ａ
、２６ｂが変位すると、封入液３２ａ、３２ｂの移動を
介して上側ダイヤフラム３０ａ、３０ｂが同一方向に変
位する。配管内の流体圧力はほぼ均一に全ダイヤフラム
に作用し、渦発生に伴う圧力が流体圧力に重ね合わされ
た形で圧力導入孔１４ａ、１４ｂより差動的に伝わる。

したがって、渦発生に伴う圧力が圧力導入孔１４ａ、１
４ｂより導圧室１７ａ、１７ｂに導入された際、封入液
３２ａ、３２ｂが下側ダイヤフラム室２５ａ、２５ｂと
上側ダイヤフラム室２９ａ。

２９ｂとの間を移動することにより、金属ダイヤフラム
２６ａ、２６ｂの変位を起さける。

また、上側ダイヤフラム３０ａ、３０ｂの面する室２０
が渦発生体１３の上流側流路１２に連通されているので
、上側ダイヤフラム３０ａ、３０ｂが室２０側に変位し
ても室２０内の流体は連通孔２１を介して流路１２へ移
動しうる。このため、室２０内の流体圧力により金属ダ
イヤフラム２６ａ。

２６ｂの変位が妨げられるおそれはない。

また、流路１２内を高圧の流体が給送されているとき、
圧力導入孔１４ａ、１４ｂ及び連通孔２１より比較的大
きな圧力が導圧室１７ａ、１７ｂ及び２０に導入される
。しかしながら、非圧縮性封入液３２ａ、３２ｂを封じ
込めであるので金属ダイヤフラム２６ａ、２６ｂが過大
変位して電極板２８ａ、２８ｂに接触することを防止さ
れる。

このため、高圧時でも流樋を支障なく正確にｉｆ　ｍし
うる。

したがって、流路１２内を流れる被測流体の流量に応じ
て渦発生体１３の下流側に発生するカルマン渦による圧
力が、圧力導入孔１４ａ、１４ｂより導圧室１７ａ、１
７ｂに導入される。これにより、封入液３２ａ、３２ｂ
の移動を伴って金属ダイヤフラム２６ａ、２６ｂが差動
的に変位する。

金属ダイヤフラム２６ａ、２６ｂの変位は電極板２８ａ
、２８ｂの静電容量の変化として検出され流量検出部５
より流ｍ計測信号が出力される。

ここで、配管１１に振動が生じ、配管１１の撮動が流醋
検出部１５に伝達された場合につぎ説明する。配管１１
には長手方向に直交する水平方向の振動が比較的少じや
すい。この水平方向の振動が流化検出部１５に伝達され
た場合、従来の如く封入液を封入されて一対のセンサ部
間を連通ずる連通路が存在しないため、一対のセンサ部
１６ａ。

１６ｂは配管振動による影響を受けずに済む。即ち、配
管振動が生じても封入液３２Ｂ、３２ｂは夫々金属ダイ
ヤフラム２６ａ、２６ｂを差動的に変位させるように揺
動することがない。

また、配管１１の長手方向に直交する垂直方向の振動が
流量検出部１５に伝達された場合、下側ダイヤフラム室
２５ａ、２５ｂとＥ側ダイヤフラム室２９ａ、２９ｂ間
の封入液３２ａ、３２ｂは上、下方向に加速度を受ける
が、共に同一方向に揺動することになり、一対のセンサ
は同相の変化を起こすため渦差圧が生じたときの逆相の
変化と明確に区別することができる。

配管１１の長手方向に直交する“水平方向及び配管１１
の長手方向の向きの振動が流量検出部１５に伝達された
場合には封入液３２ａ、３２ｂがほとんど移動しないた
め、無視しうる。

したがって、流量検出部１５は配管振動が発生しても、
振動の影響により金属ダイヤフラム２６ａ。

２６ｂが差動的に変位して信号を出力することを防止さ
れ、配管信号にかかわりむく精度良く流量を計測しつる
。特に、微小流量を計測する際に流量検出部１５が、配
管振動が原因で生じる誤信号を出力せずに済み、低流量
域の流量計測を正確に行いうる。即ち、電気回路の増幅
感度を低下させずに済み、低流量域まで広範囲に流量計
測を行うことができる。

なお上記実施例では絶縁体２７ａ、２７ｂの下面に電極
板２８ａ、２８ｂを設けて説明したが、こ１ｔに限らず
例えば絶縁体２７ａ、２７ｂの上。

下面に電極板を設けると共に上側ダイヤフラム２９ａ、
２９ｂに金属製のらのを使用することにより、さらに大
きい出力を得ることができる。

なお、上記実施例ではダイヤフラム間に封入液を封入し
て説明したが、これに限らず、例えば上側ダイヤフラム
及び封入液を無くし、直接金属ダイヤフラムの信置で流
路の圧力を受番ノると共に金属ダイヤフラムの一面で渦
差圧を受ける構成にしても良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になる渦２！固計によれば、配管振
動が流量検出部に伝達されても従来の封入液を封入され
一対のセンサ部間を連通ずる連通路を無くずことができ
、ＩＪち配管振動の発生により水平方向の加速度を受け
て揺動する封入液により金属ダイヤフラムが変位するこ
とを無くすことができ、どの方向の配管撮動が生じても
金属ダイヤフラムが影響されることなく耐震性の向上を
図ることができる。したがって、低流［１３！１時に出
力された信号が渦発生により出力されたのがあるいは配
管振動により出力されたのが判別出来ないといった不都
合を無くし得、低流ｍ域の流量開側を正確に行うことが
出来、さらに静電容量の増幅感度を上げて金属ダイヤフ
ラムの変位が小さい微小流量を正確に計測することがで
き、ｖｌＩ計測範囲を拡げて微小流量域まで広範囲に亘
って流量計測を行うことができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる渦流量計の一実施例の縦断面図、
第１図中■−■線に沿う断面図、第３図。 は従来の渦流量計を説明するための断面図である。 １３・・・渦発生体、１４ａ、１４ｂ・・・圧力導入孔
、１５・・・流Ｍ検出部、１６ａ、１６ｂ・・・センザ
部、１７ａ、１７ｂ−・・導圧室、２０　・・・室、２
１−・・連通孔、２５ａ、２５ｂ・・・下側ダイヤフラ
ム室、２６ａ。 ２６ｂ・・・金属ダイヤフラム、２９ａ、２９ｂ・・・
上側ダイヤフラム室、３０ａ、３０ｂ・・・上側ダイヤ
フラム、３１ａ、３１ｂ・・・貫通孔、３２ａ、３２ｂ
・・・封入液。 第１図 第２図 手続に有■正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第１５９９４３号２、発明の名称 渦流量計 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　〒２１０　　神奈川県用崎市用崎区富士見１丁目
６番３号名称（３０５）　トキ］株式会社 代表考　川　　合　　　　　昂 ４、代理人 住所　〒１０２　　東京都千代［ｎ区麹町５丁目７番地
６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄。 ７、補正の内容 明細書中、第１３頁９行の「面図、」と「第１図」の間
に「第２図は」を加入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配管の流路内に設けられた渦発生体と、渦発生体両側の
   流路に連通する一対の圧力導入孔と、夫々該一対の圧力
   導入孔からの圧力を一面に受けて変位するダイヤフラム
   部と該ダイヤフラム部の変位を検出する検出部とよりな
   る一対のセンサ部とを設けてなる渦流量計において、前
   記ダイヤフラム部の他面に設けられた室と、一端が前記
   室に連通され他端が上下流いずれかの側の流路に連通さ
   れた通路とよりなることを特徴とする渦流量計。