流量测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种流量测量装置，其能够可靠地对由被测量流体的温度引起的测量误差进行修正。在测量管(30)内的流路(31)中插入涡旋产生体(32)，在涡旋产生体(32)的下游侧产生卡门涡旋，在将涡旋的变化作为电信号的变化进行检测的压电元件(35)的后级配置温度传感器(36)，基于由温度传感器(36)测量出的流体温度下的涡旋频率与基准温度下的流体的涡旋频率的关系来修正流体流量。系来修正流体流量。系来修正流体流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量测量装置


[0001]本专利技术涉及一种流量测量装置。

技术介绍

[0002]已知，如果在流体的流动中放置障碍物，则会在其下游产生相互不同的规则的涡街(卡门涡街)，并提出了一种利用该卡门涡旋测量流量的装置。该卡门涡旋式流量测量装置在压力损失高低、响应速度快慢及结构简洁度方面优异。作为检测卡门涡旋的手段，已经提出了使用压电元件、应变仪、电容传感器、梭式活塞、热敏电阻以及超声波的检测方式。
[0003]图1示出了一般的涡旋式流量计的主要构成要素的概要结构。如图1所示，一般的涡旋式流量计由使配管内的流动1产生卡门涡旋2的涡旋产生体3、检测涡旋的检测元件4以及对由检测元件4检出的信号进行处理的转换器构成。在相对于流路呈直角方向设置的涡旋产生体3的下游产生卡门涡旋。已知该卡门涡旋产生的频率与流体的速度(流速)成比例，其关系式如以下的(1)式所示。f＝St(v/d)
ꢀꢀꢀ
(1)在此，f是涡旋频率(1/秒)，v是流体的平均流速(m/秒)，d是涡旋产生体的宽度(m)，St是称为斯特劳哈尔数的常数。
[0004]另一方面，若将流路的截面积设为S(m2)，则流量Q(m3/秒)能够通过下式(2)求出。Q＝v
×
S
ꢀꢀꢀꢀ
(2)根据(1)式，如果将v＝(f
×
d)/St代入(2)式，则得到下式(3)。Q＝(f
×
d)
×
(S/St)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0005]由于涡旋产生体的宽度d(m)和流路的截面积S(m2)是恒定的，因此如果斯特劳哈尔数St恒定，则如果将k设为常数，则流量Q(m3/秒)能够用下式(4)表示。Q＝f
×
k
ꢀꢀꢀ
(4)因此，能够通过检测涡旋频率f来求出流量Q。
[0006]但是，斯特劳哈尔数根据雷诺数而变化，雷诺数Re由下式(5)定义。Re＝(ρv2)/(μv/D)＝v
×
D/ν
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)在此，ρ是流体的密度(kg/m3)，v是流体的平均流速(m/秒)，μ是流体的粘度系数(kg/m
·
秒)，D是流路的宽度(m)，ν是动粘度系数(m2/秒)。
[0007]根据上式(5)，雷诺数是动粘度系数的函数，动粘度系数根据流体的温度而变化，因此有时测量流量会由于流体的实际温度而产生误差。因此，在利用卡门涡旋来测量流量的方式中，需要修正测量流量。
[0008]例如，在专利文献1中，如图2所示，公开了温度传感器一体型涡旋流量计11。记载了以下内容：该温度传感器一体型涡旋流量计11具备测量管12、涡旋产生体13和内置有温度传感器14的涡旋检测传感器15，在涡旋产生体13形成有一端开口的计测室16，在计测室16形成有沿与被测量流体的流动正交的方向贯通的导压孔17，涡旋检测传感器15具备振动
管18和涡旋检测部19，振动管18具有插入计测室16的可动管部20和与可动管部20的一端相连的受压板21，当被测量流体在测量管12的流路22流动而产生卡门涡旋时，涡旋检测部19将振动管18受到的卡门涡旋引起的压力变动转换为电信号并向质量转换器输出，通过质量转换器内的温度修正单元来修正温度传感器14的指示温度，从而算出质量流量。现有技术文献专利文献
[0009]专利文献1：日本专利第3964416号说明书

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0010]在专利文献1中，公开了温度传感器一体型涡旋流量计，但仅具备温度修正单元，温度修正单元的具体结构也不明确，难以修正由被测量流体的温度引起的流量误差。
[0011]本专利技术针对这些现有技术问题点而完成，其目的在于，提供一种流量测量装置，其能够可靠地对由被测量流体的温度引起的流量误差进行修正。(二)技术方案
[0012]为了解决上述问题，关于本专利技术的流量测量装置，其特征在于，具备：涡旋产生体，其插入到流体的流动中；检测元件，其将在该涡旋产生体的下游侧产生的卡门涡旋的变化作为电信号的变化进行检测；电路，其将上述电信号转换为涡旋频率；以及运算电路，其基于上述涡旋频率来运算流体流量，其中，在检测元件的后级配置温度传感器，在上述运算电路中具备表示预先针对该流体求出的温度t0、t1、t2、
···
、t
n
(t0<t1<t2<
···
<t
n
)与涡旋频率及流量的关系的修正表，在将由上述温度传感器测量出的该流体的温度设为t并将从由上述检测元件检出的电信号进行转换而得到的涡旋频率设为f的情况下，当上述温度t和涡旋频率f与上述修正表所具有的温度和涡旋频率一致时，将该一致的涡旋频率下的流量作为修正后的流量输出，当上述温度t符合上述修正表所具有的温度t0、t1、t2、
…
、或t
n
中的任一且上述修正表中不具有上述涡旋频率f时，推定为涡旋频率的变化量与流量的变化量具有线性关系，将由上述运算电路运算出的涡旋频率f下的流量作为修正后的流量输出，当上述温度t不符合上述修正表所具有的温度中的任一，且温度t包含于温度t0、t1、t2、
…
、或t
n
中任意的相邻两个温度t
α
与t
β
之间时，推定为温度的变化量与涡旋频率的变化量具有线性关系，通过上述运算电路来运算该温度t下的涡旋频率，并且推定为涡旋频率的变化量与流量Q的变化量具有线性关系，将由上述运算电路运算出的涡旋频率f下的流量作为修正后的流量输出。
[0013]图3是具体实现本专利技术的流量测量装置的一实施方式的概要结构图。在图3中，31是测量管30内的流路，流体沿箭头方向流动。在流路31配置有涡旋产生体32。在测量管30内的流路31中流动的流体与涡旋产生体32抵接，由此在涡旋产生体32的下游侧产生卡门涡旋。
[0014]33是在涡旋产生体32的下游侧设置的卡门涡旋检测器，具有圆柱状的元件保持部34，该元件保持部34内置：压电元件35(将卡门涡旋的变化作为电信号的变化进行检测的检测元件)和温度传感器36。37a、37b是引线。
[0015]在上述这样的结构中，在测量管30内流动的流体与涡旋产生体32抵接而在涡旋产生体32的下游侧产生卡门涡旋，当响应于该卡门涡旋而元件保持部34振动时，该振动被压电元件35检出并转换为电信号。如果在涡旋产生体32的上游侧配置温度传感器，则相当于在涡旋产生体32的前方配置障碍物，有可能影响涡旋的产生，因此温度传感器36配置于压电元件35的下游侧。因此，能够基于由温度传感器36测量出的流体温度引起的涡旋频率的变化量来修正流体流量。
[0016]然而，在被测量流体中，也存在作为工业装置的清洗液使用的腐蚀性药液。在测量对象是腐蚀性药液的情况下，流量测量装置的构成材料需要由耐受腐蚀性药液的原材料构成。因此，温度传感器36本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流量测量装置，其特征在于，具备：涡旋产生体，其插入到流体的流动中；检测元件，其将在该涡旋产生体的下游侧产生的卡门涡旋的变化作为电信号的变化进行检测；电路，其将所述电信号转换为涡旋频率；以及运算电路，其基于所述涡旋频率来运算流体流量，其中，在检测元件的后级配置温度传感器，在所述运算电路中具备表示预先针对该流体求出的温度t0、t1、t2、
···
、t
n
(t0<t1<t2<
···
<t
n
)与涡旋频率及流量的关系的修正表，在将由所述温度传感器测量出的该流体的温度设为t并将从由所述检测元件检出的电信号进行转换而得到的涡旋频率设为f的情况下，当所述温度t和涡旋频率f与所述修正表所具有的温度和涡旋频率一致时，将该一致的涡旋频率下的流量作为修正后的流量输出，当所述温度t符合所述修正表所具有的温度t0、t1、t2、
…
、或t
n
中的任一且所述修正表中不具有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：木戸启二，古川俊太，田中航太，二神智哉，大野周作，吉田圣五，
申请(专利权)人：科赋乐株式会社，
类型：发明
国别省市：