(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を流れる流体の流量を測定するための渦流量計用センサーユニットであって、
溝形状で延長形成された前面導入管連結路と、
前記前面導入管連結路と連通し、前記前面導入管連結路と直交する方向の一方の方向に延長形成された第１側面導入管連結路と、
前記前面導入管連結路と連通し、前記前面導入管連結路と直交する方向の他方の方向に延長形成された第２側面導入管連結路と、
前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内にそれぞれ配置される２つ以上のセンサーと、
流量測定回路と、
を含み、
前記２つ以上のセンサーのうち、いずれか一つは流量の測定に使う主センサーで、前記主センサー以外のセンサーは前記主センサーが故障した時に主センサーの機能をする予備センサーであり、
前記流量測定回路は、
前記センサーに動作電流を印加する定電流源と、
前記定電流源と前記２つ以上のセンサーの間を選択的に接続する選択スイッチと、
前記主センサーの抵抗値を監視して、前記主センサーの抵抗値が予め定められた範囲を超えると、前記選択スイッチを制御して前記予備センサーのうち、いずれか一つを前記定電流源と接続させる制御手段と、を備え、
前記センサーはＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサーである、渦流量計用センサーユニット。
【請求項２】
前記２つ以上のセンサーは前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内で、前記流体が流れる方向と直交する方向に間隔を置いてそれぞれ配置される、請求項１に記載の渦流量計用センサーユニット。
【請求項３】
前記２つ以上のセンサーは前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内で前記流体が流れる方向と同じ方向にそれぞれ配置される、請求項１に記載の渦流量計用センサーユニット。
【請求項４】
前記センサーは、
２つの抵抗体と、
前記２つの抵抗体の一端と接続される共通端子と、
前記２つの抵抗体それぞれの他端と接続される２つの接続端子と、を含む、請求項１に記載の渦流量計用センサーユニット。
【請求項５】
流路内を流れる流体の流量を測定する渦流量計であって、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つのセンサーユニットと、
前記流路内に設けられてカルマン渦を発生させる渦流発生器と、
一方が前記渦流発生器と結合し、他方は前記センサーユニットと結合する本体と、を含み、
前記渦流発生器は前記渦流発生器の両側面にそれぞれ形成された第１側面導入口及び第２側面導入口と、前記第１及び第２側面導入口より上流の方に形成された前面導入口と、を有し、
前記本体は前記前面導入口及び前記前面導入管連結路と連通する前面導入管と、前記第１側面導入口及び前記第１側面導入管連結路と連通する第１側面導入管と、前記第２側面導入口及び前記第２側面導入管連結路と連通する第２側面導入管と、を有する、渦流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流れる流体の流量または流速を測定する渦流量計用センサーユニット及びこのセンサーユニットを含む渦流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体が流れる流路内に配置された渦流発生器によって流出するカルマン渦（Ｋａｒｍａｎｖｏｒｔｅｘ）の単位時間当り数が流体の流れにほぼ比例する点を利用して流路内を流れる流体の流量または流速を測定する渦流量計が知られており、このような渦流量計の従来技術として特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００３】
図１は従来技術の渦流量計の構成を示す図面である。
【０００４】
図１に示す従来技術の渦流量計は、被測定流体が流通する管路１を流れる流体の流れに対向して設置された渦流発生器２と、渦流発生器の両側面にそれぞれ圧力導入口３ａ、３ｂを有し、渦流発生器２の外部に連通する導管４ａ、４ｂと、渦流発生器２の前面に形成された圧力導入口３ｃを有し、渦流発生器２の外部及び導管４ａ、４ｂに連通する前面側導管４ｃを備える。
【０００５】
また、パージ流導入手段によってパージ流が細管５と導管４ａ、４ｂ及び前面側導管４ｃを通じて導入され、渦流の変動圧力と圧力差によって圧力導入口３ａ、３ｂに向けて交互に変わる流れになって流出する変動を導管４ａ、４ｂに設置された熱検出素子７ａ、７ｂで検出している。
【０００６】
すなわち、管路１を流れる流量によって渦流発生器２から発生する渦流の信号を渦流の変動圧力によって流動する圧力導入口３ａ、３ｂ内を通過するパージ流の流量または流速の変動信号として検出する構成であり、熱検出素子７ａ、７ｂとしては熱線、金属箔またはサーミスタを利用している。
【０００７】
しかし、特許文献１の渦流量計はパージ流を導入するために、別途のパージ流の導入手段を必要とするので構造が複雑であり、渦流量計も高価となる。
【０００８】
また、特許文献１の渦流量計は、熱検出素子として熱線、金属箔またはサーミスタを利用しているが、これら熱検出素子の中で渦流量計で一般的に採用しているサーミスタは、使用温度が１３０℃程度に過ぎないため、産業用としては利用できるが、例えば、原子力発電所の各種発電設備のように１３０℃以上の高温の流体を使う設備では、現実的に使用することは困難であるという問題がある。
【０００９】
また、従来の渦流量計ではセンサーを動作させる動作電流供給源として定電圧源を利用するので、流量を測定する測定部と、測定部で測定した流量を演算及び表示する流量演算部の間の離隔距離が非常に短くて、これによって放射線露出地域のような地域での流量の測定が難しいという問題がある。
【００１０】
また、センサーが故障した時は、渦流量計全体を交換しなければならないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１４９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記課題を解決するためのもので、構造が簡単であり、１３０℃以上の高温でも使用できる渦流量計用センサーユニット及びこのセンサーユニットを含む渦流量計を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は流量を測定する測定部と、測定部で測定した流量を演算及び表示する流量演算部との間の離隔距離を増加させることで放射線露出地域のような地域でも流量測定が容易である渦流量計を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は主センサーが故障した時、自動的に予備センサーに代えることで渦流量計の寿命を延長させることができると同時に、維持補修が簡単である渦流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するための本発明の渦流量計用センサーユニットは、流路内を流れる流体の流量を測定するための渦流量計用センサーユニットであって、溝形状で延長形成された前面導入管連結路と、前記前面導入管連結路と連通し、前記前面導入管連結路と直交する方向の一方の方向に延長形成された第１側面導入管連結路と、前記前面導入管連結路と連通し、前記前面導入管連結路と直交する方向の他方の方向に延長形成された第２側面導入管連結路と、前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内にそれぞれ配置される２つ以上のセンサーと、流量測定回路と、を含み、前記２つ以上のセンサーのうち、いずれか一つは流量の測定に使う主センサーで、前記主センサー以外のセンサーは前記主センサーが故障した時に主センサーの機能をする予備センサーであり、前記流量測定回路は、前記センサーに動作電流を印加する定電流源と、前記定電流源と前記２つ以上のセンサーの間を選択的に接続する選択スイッチと、前記主センサーの抵抗値を監視して、前記主センサーの抵抗値が予め定められた範囲を超えると、前記選択スイッチを制御して前記予備センサーのうち、いずれか一つを前記定電流源と接続させる制御手段と、を備え、前記センサーはＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサーである。
【００１６】
本発明の渦流量計用センサーユニットにおいて、好ましくは、前記２つ以上のセンサーは前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内で、前記流体が流れる方向と直交する方向に間隔を置いてそれぞれ配置される。
【００１７】
本発明の渦流量計用センサーユニットにおいて、好ましくは、前記２つ以上のセンサーは前記第１側面導入管連結路と前記第２側面導入管連結路内で前記流体が流れる方向と同じ方向にそれぞれ配置される。
【００２０】
本発明の渦流量計用センサーユニットにおいて、好ましくは、前記センサーは２つの抵抗体と、前記２つの抵抗体の一端と接続される共通端子と、前記２つの抵抗体のそれぞれの他端と接続される２つの接続端子と、を含む。
【００２１】
また、本発明の渦流量計は、流路内を流れる流体の流量を測定する渦流量計であって、
前記のうちいずれか一つのセンサーユニットと、前記流路内に設けられてカルマン渦を発生させる渦流発生器と、一方が前記渦流発生器と結合し、他方は前記センサーユニットと結合する本体と、を含み、前記渦流発生器は前記渦流発生器の両側面にそれぞれ形成された第１側面導入口及び第２側面導入口と、前記第１及び第２側面導入口より上流の方に形成された前面導入口と、を有し、前記本体は前記前面導入口及び前記前面導入管連結路と連通する前面導入管と、前記第１側面導入口及び前記第１側面導入管連結路と連通する第１側面導入管と、前記第２側面導入口及び前記第２側面導入管連結路と連通する第２側面導入管と、を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は複数の流体流通路とセンサーを一つのユニットとして一体化することで、簡単な構造でありながら渦流量計に利用する時に渦流量計の製造及び補修が容易なセンサーユニットを提供し、特に、センサーとしてＲＴＤセンサーを利用する場合は、使用温度の範囲が広いので高温の流体を利用する発電設備のようなプラント設備でも流量を測定することができる。
【００２５】
また、センサーを動作させる動作電流供給源として定電流源を利用するので、定電圧源を利用する従来技術に比べて流量を測定する測定部と、測定部で測定した流量を演算及び表示する流量演算部との間の離隔距離を増加することができるため、放射能露出地域のような所での流量測定に效果的である。
【００２６】
また、流量測定に直接使われる主センサーの他にさらに予備センサーを持つので、主センサーが故障した時に自動的に予備センサーに代えることで渦流量計の寿命を延長させることができると同時に、維持補修も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術の渦流量計の構成を示す図面。
【図２】本発明の好ましい実施形態の渦流量計の構成を示す図面。
【図３】図２のセンサーユニットの構成を示す図面。
【図４】本発明の好ましい実施形態の渦流量計の流量測定回路を示す図面。
【図５】変形例１のセンサーユニットの構成を示す図面。
【図６】変形例２のセンサーユニットの構成を示す図面。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図２は本発明の好ましい実施形態の渦流量計の構成を示す図面、図３は図２のセンサーユニットの構成を示す図面である。
【００２９】
先ず、図２に示すように、本発明の好ましい実施形態の渦流量計は流体が流れる流路１０内で流体の流れに対向して設けられた渦流発生器３０と、一方が渦流発生器３０と結合
して後述する前面導入管５１及び側面導入管５２、５３などが形成された本体５０と、本体５０の他方と結合して、後述するセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄなどを含むセンサーユニット７０を含む。
【００３０】
流路１０はその内部に、気体または液体など、本発明で流量または流速測定の対象となる流体が流れる通路である。
【００３１】
渦流発生器３０はカルマン渦（Ｋａｒｍａｎ  ｖｏｒｔｅｘ）を発生させるカルマン渦の発生体であって、例えば、三角柱の形状を成し、流路１０内で流体が流れる方向に対して直角方向に対向して配置される。
【００３２】
渦流発生器３０の両側面にはそれぞれ側面導入口３２、３３が形成されており、この側面導入口３２、３３は後述する本体５０の側面導入管５２、５３と連通する。
【００３３】
本明細書で「連通する」と言う用語は、２つの構成要素の間を流体が流れて移動できる流体移動路が形成されるという意味である。よって、例えば「側面導入口３２、３３が側面導入管５２、５３と連通する」と言う意味は側面導入口３２、３３を通じて吸入される流体が側面導入管５２、５３を通じて流れることができたり、または、側面導入管５２、５３を通じて流れる流体が側面導入口３２、３３を通じて流出できる移動路が形成されるという意味である。
【００３４】
また、渦流発生器３０の流体が流れる方向から見た時の上流側の面、つまり、前記側面導入口３２、３３の上流側の略中央には前面導入口３１が形成されており、この前面導入口３１は後述する本体５０の前面導入管５１と連通する。
【００３５】
本体５０は、例えば、フランジなどによって流路１０に機械的に結合し、内部には前面導入口３１と連通する前面導入管５１と、２つの側面導入口３２、３３とそれぞれ連通する２つの側面導入管５２、５３が形成されていて、前面導入管５１と側面導入管５２、５３は後述するセンサーユニット７０で相互連通する構造となっている。
【００３６】
次に、図２及び図３を参照しながらセンサーユニット７０の構成に対して説明する。図３ではセンサーユニット７０の方向が図２とは上下が入れ替わった反対方向で図示されているが、これはセンサーユニット７０の構成の理解を容易にするためであって、実際には図２と同じ方向に本体５０と結合している。
【００３７】
センサーユニット７０は渦流発生器３０側で本体５０と結合する。センサーユニット７０の本体５０と結合する側には本体５０に形成された前面導入管５１と連通する溝形状で延長形成された前面導入管連結路７１と、側面導入管５２、５３とそれぞれ連通する溝形状の側面導入管連結路７２、７３が形成されている。また、前面導入管連結路７１と側面導入管連結路７２、７３は、互いに直交する方向に延長形成されており、その直交する部分で前面導入管連結路７１と側面導入管連結路７２、７３は相互連通する構造となっている。
【００３８】
したがって、流路１０内を流れる流体の中で前面導入口３１を通じて導入され、前面導入管５１を通じて流れる流体はセンサーユニット７０の前面導入管連結路７１を通じて側面導入管連結路７２または側面導入管連結路７３のうち、いずれか一方を通じて側面導入管５２または側面導入管５３のうちいずれか一つを通過し、最終的に側面導入口３２または側面導入口３３へ流出するようになる。
【００３９】
側面導入管連結路７２の途中には、センサー７５ａとセンサー７５ｂが配置されており
、側面導入管連結路７３の途中にはセンサー７５ｃとセンサー７５ｄが配置されている。図３には、センサー７５ｂが側面導入管連結路７２から離れているように図示されているが、実際は他のセンサー７５ａ、７５ｃ、７５ｄと同様に側面導入管連結路７２に接触配置されている。
【００４０】
図３に示されているように、センサー７５ａとセンサー７５ｂは適切な間隔を置いて互いに向かい合う形で、側面導入管連結路７２内の流体の流れ方向と直交する方向に配置されており、センサー７５ｃとセンサー７５ｄも適切な間隔を置いて互いに向かい合うように側面導入管連結路７３内の流体の流れ方向と直交する方向へ配置され、センサー７５ａとセンサー７５ｂのうちいずれか一つは主センサーで、残り一つは主センサーが故障した時に使う予備センサーとして機能する。また、センサー７５ｃとセンサー７５ｄに対しても同様であり、詳細については後述する。
【００４１】
本実施形態でのセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄは、センサーに流れる電流によって発生する熱による温度変化に応じて抵抗値が変化するタイプのセンサーを使用し、このような特性を持つセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄを側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３にそれぞれ配置し、側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３を通過する流体の有無によって変化する、つまり、センサーの周りを流体が通過する時と通過しない時の温度変化による各センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの抵抗値の変化によって流路１０内を流れる流体の流量または流速を測定する。
【００４２】
また、本実施形態ではセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄは、いずれもＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサーを利用する。従来の渦流量計で一般的に多く使用したサーミスタの場合、使用可能な最高温度が１３０℃以内なであるのに対して、ＲＴＤセンサーは使用可能な最高温度が８００℃に至るし、実用上も３５０℃程度の温度範囲では使用できるので、例えば原子力発電設備のように高温の流体を利用する設備での流量や流速測定時に非常に有利である。
【００４３】
各センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの一端は、接続端子（未図示）を通じて接続線７６と電気的に接続されるし、接続線７６は貫通孔７６ａを通じてセンサーユニット７０の外部へ取り出されて、後述する流量測定回路と電気的に接続される。
【００４４】
また、各センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄと接続線７６の接続部位であり、接続線７６が挿入される貫通孔７６ａは、例えばエポキシ樹脂のような絶縁物質によって絶縁モールディング７７になっている。図３には図示していないが、貫通孔７６ａの表面を粗い面にしたり、またはねじ加工によって絶縁モールディング７７を形成するモールディング材と貫通孔７６ａの間の結合力を増加するようにしても良い。
【００４５】
また、センサーユニット７０は、例えば、ねじ結合のような結合手段によって本体５０と物理的に結合しており、図２及び図３では本体５０とセンサーユニット７０は全体的に円筒状としているが、円筒状以外の他の形状でも構わない。
【００４６】
次に、図４を参照しながら本実施形態の渦流量計の流量測定回路について説明する。図４は本発明の好ましい実施形態の渦流量計の流量測定回路を示す図面である。
【００４７】
流量測定回路９０はセンサーユニット７０のセンサー７５ａ及びセンサー７５ｂに電流を印加する定電流源９１と、センサー７５ｃ及びセンサー７５ｄに電流を印加する定電流源９２と、センサー７５ａとセンサー７５ｂのうちいずれか一つを選択するスイッチｓｗ１と、センサー７５ｃとセンサー７５ｄのうちいずれか一つを選択するスイッチｓｗ２と、スイッチｓｗ１及びスイッチｓｗ２によって選択されたセンサーに測定された渦流信号
の差信号を増幅する差動増幅器９３と、差動増幅器９３で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器９４と、アナログデジタル変換器９４の出力より流量または流速を演算すると同時に定電流源９１及び定電流源９２が供給する電流の量を監視し、さらに、センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの異常について監視する中央処理装置９５と、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器９６及びＨＡＲＴ通信（Ｈｉｇｈｗａｙ  Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を制御するコントローラー９７を含み、中央処理装置９５で演算された流量または流速は出力端（Ｓｉｇ．  Ｏｕｔ）を通じて表示装置９８、またはその他必要な装置で出力される。ＧＮＤは接地端（ＧＮＤ）である。
【００４８】
本実施形態の流量測定回路９０は、センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄに動作電流を印加する電流供給源として従来の定電圧源とは異なって定電流源９１、９２を利用している。
【００４９】
定電圧源によってセンサーに電流を印加する従来の方式では、線路内で発生する電圧降下の影響によって渦流量計本体と流量測定回路及び表示部などからなる流量演算部の間の離隔距離が２０ｍ以内と制限されたが、本発明では定電流源を利用することで渦流量計本体と流量演算部の間の離隔距離を最大６００ｍ程延長することができる。したがって、本発明の渦流量計を原子力発電所のような設備で使う場合、例えば、渦流量計本体は放射線露出の可能性がある地域の配管に設置し、流量演算部は放射線露出地域から遠く離れた安全な地域に設置することで安全性を向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態での流量測定回路９０は、先に言及したように、センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの異常の可否を監視する機能もし、具体的には流量測定回路９０の中央処理装置９５がこの機能を担当する。
【００５１】
具体的には、中央処理装置９５は４つのセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄのうち、現在使用中の主センサーの抵抗値を監視し、あるセンサーが長期間の使用による性能の劣化によって抵抗値が正常範囲を脱すると、正常範囲を脱したセンサーを不良と判断し、スイッチ（ｓｗ１、またはｓｗ２）を制御して現在使用中の主センサーを予備センサーに切り替える。
【００５２】
例えば、側面導入管連結路７２に配置されている２つのセンサー７５ａ、７５ｂの中で、センサー７５ａが現在の主センサーで、センサー７５ｂが予備センサーである場合、流量測定回路９０の動作中に中央処理装置９５は引き続きセンサー７５ａの抵抗値を監視し、もしセンサー７５ａの抵抗値が正常範囲を脱したと判断されると、中央処理装置９５はスイッチｓｗ１を制御して定電流源９１と接続されるセンサーをセンサー７５ａからセンサー７５ｂ側に切り替える。
【００５３】
その他の流量測定回路９０の構成は、従来の渦流量計の流量測定回路と特に差がないので詳細な説明は省略する。
【００５４】
次に、本実施形態の動作について図２ないし図４を利用して説明する。
【００５５】
流量（または流速）の測定対象である被測定流体が流路１０内を矢印Ａ方向へ流れると、この流体は渦流発生器３０にぶつかって前面導入口３１での圧力と、その下流側に位置する側面導入口３２、または側面導入口３３での圧力に差が発生し、この圧力差によって前面導入口３１から前面導入管５１を経て側面導入管５２及び前面導入管連結路７１に向ける流体の流れが発生する。
【００５６】
この時、流路１０を流れる流体の流れによって渦流発生器３０の両側面には交互にカルマン渦が発生するようになり、このカルマン渦によって渦流発生器３０の両側面の表面に沿って流れる流体の速度が変わり、結果的に渦流発生器３０の両側面の圧力がカルマン渦の生成及び変動に伴って交互に変動する。
【００５７】
したがって、前面導入口３１を通じて流入された流体は、前面導入管５１及びこれと連通する前面導入管連結路７１を通過して側面導入口３２または側面導入口３３のうち、前面導入口３１との圧力差が大きい方へ流出するようになる。
【００５８】
具体的には、例えば前面導入口３１と側面導入口３２の間の圧力差が、前面導入口３１と側面導入口３３の間の圧力差より大きい場合には、前面導入口３１を通じて流入して前面導入管５１及びこれと連通する前面導入管連結路７１を通じて流れる流体は側面導入管連結路７２及びこれと連通する側面導入管５２を通じて側面導入口３２へ流出するようになる。逆に、前面導入口３１と側面導入口３３の間の圧力差が前面導入口３１と側面導入口３２の間の圧力差より大きい場合には、前面導入口３１を通じて流入して前面導入管５１及びこれと連通する前面導入管連結路７１を通じて流れる流体は、側面導入管連結路７３及びこれと連通する側面導入管５３を通じて側面導入口３３へ流出し、このようにカルマン渦の生成及び変動に伴って変化する側面導入口３２と側面導入口３３の間の圧力の変動によって側面導入管連結路７２と側面導入管連結路７３の間で流体が流れる方向が交互に変わるようになる。
【００５９】
この時、例えば、側面導入管連結路７２に配置されているセンサー７５ａとセンサー７５ｂの中で、センサー７５ａを主センサーにしてセンサー７５ｂを予備センサーにし、側面導入管連結路７３に配置されているセンサー７５ｃとセンサー７５ｄの中で、センサー７５ｃを主センサーにしてセンサー７５ｄを予備センサーにした場合、センサー７５ａとセンサー７５ｃにはそれぞれ定電流源９１と定電流源９２から一定の大きさの電流である定電流が印加されると、この電流によってセンサー７５ａとセンサー７５ｃは発熱して温度が上昇する。
【００６０】
先に言及したように、本実施形態では各センサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄとしてＲＴＤセンサーを使用しており、ＲＴＤは温度変化によってその抵抗値が変わる性質の素子である。したがって、センサー７５ａとセンサー７５ｃがそれぞれ定電流源９１及び定電流源９２から印加される電流によって温度が上昇した状態で、例えば、前面導入口３１との圧力差が側面導入口３２の方が側面導入口３３の方より大きい場合には、前面導入口３１から流入されて前面導入管５１及び前面導入管連結路７１を通じて流れる流体はその流れ方向が側面導入管連結路７２の方に転換され、側面導入管連結路７２と側面導入管５２を通じて側面導入口３２へ流出するようになり、この時には側面導入管連結路７３の方には実質的には流体が流れなくなる。
【００６１】
このように流体が側面導入管連結路７２の方へ流れるようになると、側面導入管連結路７２に配置されているセンサー７５ａは、当該センサー７５ａに流れる流体によって温度が下がるようになり、結果的に流体が流れないセンサー７５ｃに比べてセンサー７５ａの温度がさらに低くなる。結果的にセンサー７５ａの抵抗値がセンサー７５ｃの抵抗値より小さくなり、センサー７５ａとセンサー７５ｃの抵抗値の差の信号は差動増幅器９３を経て増幅され、アナログデジタル変換器９４からデジタル信号に変換されて中央処理装置９５に入力される。
【００６２】
勿論、流量測定回路９０に入力されて差動増幅器９３で増幅される信号は、各センサーの抵抗値ではなく、例えば差動増幅器９３の入力端での両センサーの電圧値でも構わない。
【００６３】
引き続き、カルマン渦の生成及び変動に伴って変化する側面導入口３２と側面導入口３３の間の圧力の変動にしたがって流体の流れ方向が側面導入管連結路７２から側面導入管連結路７３に変わると、前記説明したものと反対方向の抵抗値の差が発生し、中央処理装置９５は両センサー７５ａ、７５ｃの間で交互に変わる抵抗値の変動を利用して流路１０を流れる流体の流量または流速を演算する。
【００６４】
具体的には、カルマン渦の生成及び変動に伴って変化する側面導入口３２と側面導入口３３の間の圧力の変動によって流体の流れ方向が側面導入管連結路７２から側面導入管連結路７３に、また、側面導入管連結路７３から側面導入管連結路７２に変わる周波数（以下「渦周波数」と言う）をｆ、渦流発生器３０の幅をｄ、流体の流速をｖとすると、中央処理装置９５は流路１０内を流れる流体のｖを次の式によって求めることができる。
【００６５】
ｖ＝ｆ・ｄ／Ｓｔ
ただし、Ｓｔは定数（ｓｔｒｏｕｈａｌ数と言う）である。
【００６６】
また、流量は前記方法によって得られた流速に流路１０の断面積を掛けて求めることができる。
【００６７】
＜変形例１＞
次に、変形例１について説明する。図５は変形例１のセンサーユニットの構成を示す図面である。
【００６８】
本変形例１が前記実施形態と異なる点は、センサーユニット７０ａの構造にあり、市中で購入できるＲＴＤセンサーの構造及び形状の問題によって絶縁モールディング７７の上部の厚さが厚くなって絶縁モールディング７７が本体５０側に突出するようになって、センサーユニット７０を本体５０に機械的に結合する過程で絶縁モールディング７７がひび割れたり、破損されて絶縁不良が発生する問題を解決するために、絶縁モールディング７７を覆う絶縁キャップ７７ａを形成した点で異なり、その他の構成は前記実施形態で説明したセンサーユニット７０と同一である。
【００６９】
したがって、変形例１のセンサーユニット７０ａの構成を示す図５では、実施形態のセンサーユニット７０と同じ構成要素に対しては同じ図面符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
絶縁キャップ７７ａは電気が通じない絶縁体で形成することが好ましい。また、図５（ｂ）に示すように、センサーユニット７０ａの表面から高さｄ位に突出した形状からなり、絶縁モールディング７７の形成後に絶縁キャップ７７ａを例えて接着剤などによって絶縁モールディング７７を覆うように接着するなどの方法で装着することができる。
【００７１】
＜変形例２＞
次に、変形例２について説明する。図６は変形例２のセンサーユニットの構成を示す図面である。
【００７２】
変形例２が前記実施形態及び変形例１と異なる点は、前記実施形態及び変形例１ではセンサーユニット７０の４つのセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄがそれぞれ個別素子から成るＲＴＤ素子を利用したが、変形例２では前記実施形態及び変形例１でそれぞれ側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３に配置される２つのＲＴＤ素子を組み合わせて一つの素子としているという点で異なる。
【００７３】
図６（ａ）は変形例２のＲＴＤセンサーの構成を示す図面で、白金（Ｐｔ）からなる２つの抵抗体７９ａと、前記２つの抵抗体７９ａの一端と共通して接続される共通端子７７ａ、及び２つの抵抗体７９ａの他端とそれぞれ接続する２つの接続端子７７ｂ、７７ｃを備えており、２つの抵抗体７９ａ及び共通端子７７ａと２つの接続端子７７ｂ、７７ｃは、一つのハウジング（７９ｂ）内に収容されている。
【００７４】
図６（ａ）には図示していないが、共通端子７７ａと２つの接続端子７７ｂ、７７ｃは実施形態同様、接続線によって延長されて、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、それぞれ側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３に配置され、接続線は貫通孔７６ａを通じて外部へ取り出される。
【００７５】
したがって、変形例２によると、センサーの構造が簡単になると同時に、センサーユニット７０の貫通孔が２つで十分なので、センサーユニット全体の構造が簡単となり、これによってセンサーユニットの価格を下げることができ、故障などの確率も減少させることができる。
【００７６】
以上、本発明を実施形態及び変形例１、２を持って説明したが、本発明が前記実施形態及び変形例１、２に限定されるのではなく、本発明の精神を脱しない範囲内で多様な変更及び変形が可能である。
【００７７】
前記実施形態及び変形例１では、側面導入管連結路７２に配置される２つのセンサーと側面導入管連結路７３に配置される２つのセンサーがそれぞれ側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３内で流体が流れる方向と直交する方向に適切な間隔を置いて見合わせる形に配置されるものと説明したが、それぞれ側面導入管連結路７２及び側面導入管連結路７３内で流体が流れる方向に適切な間隔を置いて２つが並んで配置されても良い。
【００７８】
また、一つの側面導入管連結路に配置されるセンサーの数は２つに限定されることではなく、一つの側面導入管連結路に１つのセンサーだけを配置しても良く、３つ以上を配置しても良い。
【００７９】
また、前記実施形態と前記各変形例は相互組み合わせて実施しても良い。
【符号の説明】
【００８０】
１０：流路、３０：渦流発生器、３１：前面導入口、３２、３３：側面導入口、５０：本体、５１：前面導入管、５２、５３：側面導入管、７０：センサーユニット、７１：前面導入管連結路、７２、７３：側面導入管連結路、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ：センサー、９０：流量測定回路
【要約】
【課題】  本発明は、構造が簡単であって、１３０℃以上の高温でも使用できる渦流量計用センサーユニットを提供する。
【解決手段】  本発明は流路内を流れる流体の流量を測定する渦流量計用センサーユニット７０に関するもので、溝形状で延長形成された前面導入管連結路７１と、前面導入管連結路と連通して前面導入管連結路と直交する方向の一方の方向に延長形成された第１側面導入管連結路７２と、前面導入管連結路と連通して前面導入管連結路と直交する方向の他方の方向に延長形成された第２側面導入管連結路７３と、第１側面導入管連結路と第２側面導入管連結路内にそれぞれ配置されるセンサー７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄと、を含む。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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