JP2000249578A - 超音波渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 渦発生体の内部空間にカルマン渦に同期し
た被測定流体の流れを発生させるための孔を渦発生体と
管との接合部付近に設けることなく被測定流体の流れに
よって超音波が変調を受ける距離を大きくする。 【解決手段】 渦発生体３内に略Ｖ字状となる内部空
間４と、該内部空間４と前記管２の内部とが連通するよ
うに前記渦発生体３の両側面設けられた孔５ａ，５ｂ
と、を設けることで、孔５ａ，５ｂを渦発生体３と管２
との接合部付近に設けることなく内部空間４内で被測定
流体の流れによって超音波が変調を受ける距離を大きく
することができ、したがって、流量測定に誤差を生じさ
せることなくＳ／Ｎ比を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を計測
する超音波渦流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波渦流量計を、図４に基づき
説明する。

【０００３】従来の超音波渦流量計５１においては、被
測定流体であるガスが流れる管５２内に、管５２の中心
を通って管５２の直径方向と軸方向が平行となる略３角
柱形状の渦発生体５３が設けられ、この渦発生体５３
は、三角形の底辺に当たる側面が被測定流体の上流方向
に向けられ、その内部に当該渦発生体５３の両端部に開
口した内部空間５４が形成されている。

【０００４】また、渦発生体５３の周壁部には該内部空
間５４と管２内とを連通する孔５５，５５が、渦発生体
５３の三角形の両辺に当たる側面に互いに渦発生体５３
の軸方向にずれて、一つずつ穿設されている。

【０００５】前記内部空間５４の一側の開口部には超音
波を内部空間５４に向けて送信する送信器５６が設けら
れ、前記内部空間５４の他側の開口部には前記送信器５
６が送信した超音波を受信して超音波信号として出力す
る受信器５７が設けられている。

【０００６】送信器５６の入力端子は、送信器５６へ所
定の周波数の発振信号を出力することで該発振信号の周
波数の超音波を送信させる発振回路５８の出力端子に接
続されており、また、受信器５７の出力端子は超音波信
号（受信した超音波信号を電気信号化したもの）を増幅
する増幅回路５９の入力端子に接続されている。

【０００７】また、発振回路５８の出力端子は位相比較
回路６０の一の入力端子にも接続されており、位相比較
回路６０の他の入力端子は、前記増幅回路５９に接続さ
れている。

【０００８】位相比較回路６０は、発振回路５８の発振
信号と増幅回路５９からの増幅された超音波信号との位
相を比較し、その位相差信号（超音波信号の発振信号に
対する位相の遅進の変化を示す信号）を出力する。

【０００９】位相比較回路６０の出力端子は、増幅・波
形整形回路６１の入力端子に接続されており、この増幅
・波形整形回路６１では、アナログ信号である位相差信
号を増幅しパルス化して出力する。増幅・波形整形回路
６１の出力端子は、演算回路６２の入力端子に接続され
ており、この演算回路６２では、パルス化された位相差
信号の周波数から管５２内の流量を演算し出力する。演
算回路６２の出力端子は、図示しない表示器や制御装置
に接続されている。

【００１０】前記管５２内を被測定流体が流れると、前
記渦発生体５３により該渦発生体５３の下流には渦発生
体５３断面の三角形の両辺に当たる側面に交番にカルマ
ン渦が発生する。

【００１１】渦発生体５３断面の三角形の両辺に当たる
側面のうち一の側面側にカルマン渦が発生すると、一の
側面には負圧が生じ、該一の側面の孔５５から内部空間
５４内の被測定流体が流出するため、他の側面の孔５５
から被測定流体が流入し、内部空間５４内に他の側面の
孔５５から一の側面の孔５５へ被測定流体の流れが生じ
る。

【００１２】同様に渦発生体５３の他の側面側にカルマ
ン渦が発生すると、内部空間５４内に一の側面の孔５５
から他の側面の孔５５へ被測定流体の流れが生じる。

【００１３】このカルマン渦によって内部空間５４内に
生じる被測定流体の流れは、前記送信器５６から前記受
信器５７へ送信される超音波の伝播方向と略同方向また
は逆方向となるため、超音波の伝播方向と同方向の被測
定流体の流れが生じているときには超音波の位相が進
み、超音波の伝播方向と逆方向の被測定流体の流れが生
じているときには超音波の位相が遅れる。

【００１４】この超音波の位相遅進の周波数はカルマン
渦の発生周波数と同期しており、カルマン渦の発生周波
数は、管５２内の流速に比例するので、超音波の位相遅
進の周波数を計測することで管５２内の被測定流体の流
量を演算することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波渦流
量計は、超音波の伝播方向と略同方向または逆方向の被
測定流体の流れを内部空間５４内に生じさせるために孔
５５，５５を互いに渦発生体５３の軸方向にずらして設
けている。

【００１６】このような構成において、Ｓ／Ｎ比を向上
させるためには、超音波の位相の遅進を大きくすること
が考えられるが、超音波の位相の遅進を大きくするため
には孔５５，５５のずれ幅を大きくする必要があり、孔
５５，５５のずれ幅を大きくすると各孔５５が渦発生体
５３と管５２との接合部に近づいてしまう。

【００１７】渦発生体５３と管５２との接合部付近は、
管壁に近いため流速が遅いのでカルマン渦のエネルギー
が小さく、内部空間５４内に被測定流体の流れを生じさ
せるための負圧が小さい。つまり被測定流体の流れのエ
ネルギーが小さくなり、超音波の位相の遅進の量が小さ
くなって逆にＳ／Ｎ比の低下を招く恐れがある。

【００１８】また、渦発生体５３と管５２との接合部付
近は鋭角な接合角度の影響などで生じる馬蹄渦の影響を
受けやすく、カルマン渦以外のものに起因して内部空間
５４内に被測定流体の流れが生じて流量測定に誤差が生
じる恐れがある。

【００１９】つまり、上記従来の超音波渦流量計では、
孔５５,５５のずれ幅に制限があり、Ｓ／Ｎ比を向上さ
せるのに限界があった。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の発明は、これにより、第１の孔と第２の
孔とを渦発生体と管との接合部付近に設けなくても、位
相の遅進を大きくするために超音波が変調を受ける被測
定流体の流れの距離を大きくすることができる。

【００２１】また、請求項２の発明は、これにより、超
音波の伝播距離の大きい送信器と第１の受信器とを用い
た流量演算と、超音波の伝播距離の小さい送信器と第２
の受信器とを用いた流量演算とを併用して行うことがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
を用いて説明する。

【００２３】図１の超音波渦流量計１Ａは、被測定流体
である被測定流体であるガスが流れる管２内に、管２の
中心を通って管２の直径方向と軸方向が平行となる略３
角柱形状の渦発生体３が設けられ、この渦発生体３は、
三角形の底辺に当たる側面が被測定流体の上流方向に向
けて設けられている。

【００２４】該渦発生体３内部には、当該渦発生体３の
一端部に開口する開口部４ａ，４ｂが位置し、渦発生体
３の他端部側に屈曲部４ｃが位置し、前記管２の径方向
を含む面において略Ｖ字状となる内部空間４が形成され
ている。

【００２５】また、渦発生体３断面の三角形の両辺に当
たる側面の管２中央付近には、開口部４ａと屈曲部４ｃ
との間の空間４ｄと管２内とを連通する孔５ａと、開口
部４ｂと屈曲部４ｃとの間の空間４ｅと管２内とを連通
する孔５ｂとがそれぞれ穿設されている。

【００２６】前記内部空間４の一側の開口部４ａには超
音波を屈曲部４ｃに向けて送信する送信器６が、前記内
部空間４の他側の開口部４ｂには前記送信器６が送信し
屈曲部４ｃによって反射した超音波を受信して超音波信
号として出力する受信器７が設けられている。

【００２７】送信器６の入力端子は、送信器６へ所定の
周波数の発振信号を出力することで該発振信号の周波数
の超音波を送信させる発振回路８の出力端子に接続され
ており、また、受信器７の出力端子は、超音波信号（受
信した超音波信号を電気信号化したもの）を増幅する増
幅回路９の入力端子に接続されている。

【００２８】また、発振回路８の出力端子は、位相比較
回路１０の一の入力端子にも接続されており、位相比較
回路１０の他の入力端子は、前記増幅回路９に接続され
ている。位相比較回路１０は、発振回路８の発振信号と
増幅回路９からの増幅された超音波信号との位相を比較
し、その位相差信号（超音波信号の発振信号に対する位
相の遅進の変化を示す信号）を出力する。

【００２９】位相比較回路１０の出力端子は、増幅・波
形整形回路１１の入力端子に接続され、該増幅・波形整
形回路１０の出力端子は、演算回路１２の入力端子に接
続されている。増幅・波形整形回路１０は、アナログ信
号である位相差信号を増幅しパルス化して渦信号として
出力する。演算回路１２は、パルス化された位相差信号
の周波数から管２内の流量を演算し流量信号を出力す
る。演算回路１２の出力端子は、演算した流量を表示す
る表示回路１３及び外部装置に流量信号を出力する出力
回路１４に接続されている。

【００３０】次に、上記のように構成した超音波渦流量
計１Ａの動作を説明する。

【００３１】前記管２内を被測定流体が流れると、前記
渦発生体３により該渦発生体３の下流には渦発生体３断
面の三角形の両辺に当たる側面から下流に交番にカルマ
ン渦が発生する。

【００３２】渦発生体３断面の三角形の両辺に当たる側
面のうち一の側面（図中Ｘ側面）側にカルマン渦が発生
すると、Ｘ側面には負圧が生じ、該Ｘ側面の孔５ａから
内部空間４の空間４ｄ内にある被測定流体が流出するた
め、他の側面（図中Ｙ側面）の孔５ｂから内部空間４の
空間４ｅ内に被測定流体が流入し、内部空間４内に孔５
ｂから孔５ａへ内部空間４の形状に沿って図中点線で示
したように略Ｖ字状の被測定流体の流れが生じる。

【００３３】同様に渦発生体３のＹ側面側にカルマン渦
が発生すると、内部空間４内に孔５ａから孔５ｂへ図中
点線で示したように略Ｖ字状の被測定流体の流れが生じ
る。

【００３４】このカルマン渦によって内部空間４内に生
じる被測定流体の流れは、前記送信器６から屈曲部４ｃ
で反射されて前記受信器７へ送信される略Ｖ字状の超音
波の伝播方向（図中一点鎖線で示した方向）と略同方向
または逆方向となる。

【００３５】このため、超音波の伝播方向と同方向の被
測定流体の流れが生じているときには超音波の位相が進
み、超音波の伝播方向と逆方向の被測定流体の流れが生
じているときには超音波の位相が遅れる。この超音波の
位相遅進の周波数はカルマン渦の発生周波数と同期して
おり、カルマン渦の発生周波数は、管２内の流速に比例
することから、管２内の被測定流体の流量を演算するこ
とができる。

【００３６】上記のように、第１の実施の形態の超音波
渦流量計１Ａにおいては、孔５ａと孔５ｂとを渦発生体
３と管２との接合部付近に設けることなく、内部空間４
内に生じる被測定流体の流れによって超音波が変調を受
ける距離を大きくすることができ、したがって、流量測
定に誤差が生じさせることなくＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。

【００３７】また、本実施の形態の超音波渦流量計１Ａ
は、管２内で流速の最も高い管２の中心付近に孔５ａ，
５ｂを穿設しているため、カルマン渦のエネルギーが大
きく内部空間４内に生じる被測定流体の流れのエネルギ
ーが大きくなり、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態を図２を
用いて説明する。図１と同様の構成については同一の図
番を付し説明を省略する。ただし、受信器７は第１の受
信器７ａ、増幅回路９は第１の増幅回路９ａ、位相比較
回路１０は第１の位相比較回路１０ａ、増幅・波形整形
回路１１は第１の増幅・波形整形回路１１ａ、とそれぞ
れ読み替えるものとする。

【００３９】図２の超音波渦流量計１Ｂにおいて、内部
空間４の屈曲部４ｃには、前記送信器６が送信した超音
波を受信する第２の受信器７ｂが設けられている。第２
の受信器７ｂの出力端子は、第２の受信器７ｂが受信し
た超音波信号を増幅する第２の増幅回路９ｂの入力端子
に接続されている。

【００４０】また、発振回路８の出力端子は、第２の位
相比較回路１０ｂの一の入力端子にも接続されており、
第２の位相比較回路１０ｂの他の入力端子は、前記第２
の増幅回路９ｂに接続されている。第２の位相比較回路
１０ｂは、発振回路８の発振信号と第２の増幅回路９ｂ
からの増幅された超音波信号との位相を比較し、その位
相差信号（超音波信号の発振信号に対する位相の遅進の
変化を示す信号）を出力する。

【００４１】第２の位相比較回路１０ｂの出力端子は、
第２の増幅・波形整形回路１１ｂの入力端子に接続さ
れ、該第２の増幅・波形整形回路１０ｂの出力端子は、
前記演算回路１２のもう一つの入力端子に接続されてい
る。

【００４２】演算回路１２は、第１の増幅・波形整形回
路１０ａからの渦信号αと第２の増幅・波形整形回路１
０ｂからの渦信号βとを比較し、いずれかを選択して流
量演算を行う。その際，演算回路１２では図３のフロー
チャートに示すように渦信号の選択を行う。

【００４３】以下、図３のフローチャートに基づき演算
回路１２が行う渦信号の選択方法を説明する。

【００４４】ＳＴＥＰ１では、渦信号αと渦信号βとが
等しいか否かを判断する。ＳＴＥＰ１で渦信号αのパル
スと渦信号βのパルスとの入力のタイミングが等しいと
判断すると、ＳＴＥＰ２で渦信号αを選択し、ＳＴＥＰ
３で渦信号αを用いて流量演算処理を行う。ＳＴＥＰ１
で渦信号αのパルスと渦信号βのパルスとの入力のタイ
ミングが等しくないと判断すると、ＳＴＥＰ４へ進む。

【００４５】ＳＴＥＰ４では、渦信号αのデューティー
比が５０％か否かを判断する。ＳＴＥＰ４で渦信号αの
デューティー比が５０％と判断すると、ＳＴＥＰ５で渦
信号αを選択し、ＳＴＥＰ６で渦信号αを用いて流量演
算処理を行う。ＳＴＥＰ４で渦信号αのデューティー比
が５０％でないと判断すると、ＳＴＥＰ７に進む。

【００４６】ＳＴＥＰ７では、渦信号βのデューティー
比が５０％か否かを判断する。ＳＴＥＰ７で渦信号βの
デューティー比が５０％と判断すると、ＳＴＥＰ８で渦
信号βを選択し、ＳＴＥＰ９で渦信号βを用いて流量演
算処理を行う。ＳＴＥＰ７で渦信号βのデューティー比
が５０％でないと判断すると、ＳＴＥＰ１０に進む。Ｓ
ＴＥＰ１０では、表示回路１３によってエラーメッセー
ジを表示させるなどのエラー処理を行う。

【００４７】以下に、演算回路１２が図３のフローチャ
ートに基づいてどのように動作するかを説明する。

【００４８】ＳＴＥＰ１では、渦信号αのパルスと渦信
号βのパルスとが等しいタイミングで入力されるかを判
断している。通常、第１の受信器７ａ及び第２の受信器
７ｂで受信される各超音波信号では、超音波の伝播距離
及び被測定流体の流れによって受ける変調量が異なるた
めに振幅は異なるが、被測定流体の流れによって変調を
受けるタイミングは等しくなり、発振回路８の発振信号
との位相差信号の周波数が等しくなる。つまり、渦信号
αのパルスと渦信号βのパルスとが等しいタイミングで
演算回路１２に入力されてくる。

【００４９】したがって、ＳＴＥＰ１で渦信号αのパル
スと渦信号βのパルスとが等しいタイミングで入力され
るか否かを判断することにより、渦信号αのパルスと渦
信号βのパルスとが等しいタイミングで入力されていれ
ばどちらの渦信号も等しく被測定流体の流れによる変調
を検出できると判断し、渦信号αのパルスと渦信号βの
パルスとが等しいタイミングで入力されていなければど
ちらかの渦信号は被測定流体の流れによる変調を検出で
きないと判断する。

【００５０】第２の実施の形態ではＳＴＥＰ２で渦信号
αを選択しているが、どちらの渦信号も等しく被測定流
体の流れによる変調を検出できるため、渦信号αと渦信
号βとのどちらを選択しても良い。そしてＳＴＥＰ３
で、渦信号αのパルス１つが所定流量に相当することを
利用して流量演算を行い流量信号を表示回路１３、出力
回路１４に出力する流量演算処理を行い、ＳＴＥＰ１に
戻る。

【００５１】ＳＴＥＰ１でどちらかの渦信号は被測定流
体の流れによる変調を検出できないと判断したとき、Ｓ
ＴＥＰ４では、渦信号αのデューティー比が５０％か否
かを判断している。

【００５２】カルマン渦が安定に発生しているときに
は、カルマン渦は渦発生体３の両側に交番に発生するた
め、内部空間４内の被測定流体の流れも、孔５ａから孔
５ｂへの流れと孔５ｂから孔５ａへの流れとが交互に生
じている。被測定流体の流れにより変調される超音波の
位相も規則正しく遅進を繰り返すことになるため、渦信
号もハイレベルとローレベルが等しい時間だけ規則正し
く繰り返すデューティー比５０％の信号となる。

【００５３】ところが、渦信号αを生じさせるための送
信器６と第１の受信器７ａとの間の超音波の伝播距離は
大きくまた被測定流体の流れに沿った距離が大きいこと
によって発振信号と第１の受信器７ａによる超音波信号
との位相差も大きいので、管２内の流速が小さいときで
も位相差の検出感度が良く、位相差信号の振幅が大きい
ので渦信号αもパルスの欠落等を起こすことなく安定す
る。

【００５４】その反面、管２内の流速が大きくカルマン
渦の発生周波数が大きいと、発振信号と第１の受信器７
ａによる超音波信号との位相差が±２πを超える事態が
発生する。位相比較回路１０ａ，１０ｂは、位相差の復
調範囲が±２πの範囲であるため、位相差が±２πの範
囲を超えると位相差信号は連続的でなくなり、位相差信
号はカルマン渦に同期した規則正しい増減の繰り返しを
示さなくなる。

【００５５】したがって、ＳＴＥＰ４で渦信号αのデュ
ーティー比が５０％であるか否かを判断することによ
り、渦信号αのデューティー比が５０％であれば発振信
号と第１の受信器７ａによる超音波信号との位相差が±
２πの範囲内で推移しカルマン渦に同期していると判断
し、渦信号αのデューティー比が５０％でなければ発振
信号と第１の受信器７ａによる超音波信号との位相差が
±２πの範囲と超えて推移しカルマン渦に同期しなくな
っていると判断する。発振信号と第１の受信器７ａによ
る超音波信号との位相差が±２πの範囲内で推移しカル
マン渦に同期していると判断したとき、ＳＴＥＰ５で発
振信号と第１の受信器７ａによる超音波信号との位相差
を反映した渦信号αを選択し、ＳＴＥＰ６で流量演算処
理を行い、ＳＴＥＰ１に戻る。

【００５６】ＳＴＥＰ４で発振信号と第１の受信器７ａ
による超音波信号との位相差が±２πの範囲と超えて推
移しカルマン渦に同期しなくなっていると判断したと
き、ＳＴＥＰ７では、渦信号βのデューティー比が５０
％か否かを判断している。渦信号βを生じさせるための
送信器６と第２の受信器７ｂとの間の超音波の伝播距離
は小さくまた被測定流体の流れに沿った距離が小さいこ
とによって発振信号と第１の受信器７ａによる超音波信
号との位相差も小さいので、管２内の流速が大きいとき
でも位相差が±２πを超えることなく渦信号βもカルマ
ン渦に同期して安定する。その反面、管２内の流速が小
さくいと位相差信号の振幅が小さくなって増幅・波形整
形回路１１ｂで増幅しても波形整形するときにパルス欠
落を生じ易く、渦信号βがカルマン渦に同期しない事態
が発生する。

【００５７】したがって、ＳＴＥＰ７で渦信号βのデュ
ーティー比が５０％であるか否かを判断することによ
り、渦信号βのデューティー比が５０％であれば渦信号
βがパルス欠落を起こすことなくカルマン渦に同期して
いると判断し、渦信号βのデューティー比が５０％でな
ければ渦信号βが管２内の流速が小さいことなどに起因
してパルス欠落を生じてカルマン渦に同期しなくなって
いると判断する。渦信号βがパルス欠落を起こすことな
くカルマン渦に同期していると判断したとき、ＳＴＥＰ
８で渦信号βを選択し、ＳＴＥＰ９で流量演算処理を行
い、ＳＴＥＰ１に戻る。

【００５８】ＳＴＥＰ７で渦信号βがパルス欠落を生じ
てカルマン渦に同期しなくなっていると判断したときに
は、渦信号α及び渦信号βがともにカルマン渦に同期し
ていないということになり、管２内の被測定流体が異常
な状態（例えば流量測定可能範囲外の流速となってい
る）か超音波渦流量計１Ｂのどこかに不具合が生じてい
るかなどして流量計測が行えない状況と判断し、表示回
路１３によってエラーメッセージを表示させるなどのエ
ラー処理を行う。

【００５９】上記のように、第２の実施の形態の超音波
渦流量計１Ｂは、第１の実施の形態の超音波渦流量計１
Ａの有する効果に加えて、超音波の伝播距離の大きい送
信器６と第１の受信器７ａとを用いた流量演算と、超音
波の伝播距離の小さい送信器６と第２の受信器７ｂとを
用いた流量演算とを併用して流量演算処理ができるた
め、従来の所定の超音波伝播距離しか持たない超音波渦
流量計に比べて、管２内の被測定流体の流速が小さいと
きから大きいときまで流量計側可能範囲を広くすること
ができる。

【００６０】また、超音波の伝播距離の大きい送信器６
及び第１の受信器７ａの対と超音波の伝播距離の小さい
送信器６及び第２の受信器７ｂの対とで発振回路８と送
信器６との超音波送信側の回路を共有しているため、異
なる超音波伝播距離を持たせるために送信器を複数設け
る必要がなく、その分構成が簡単になり、製作性の向上
やコストの低減が実現できる。

【００６１】さらに、第２の実施の形態では、第１の受
信器７ａと第１の増幅回路９ａと第１の位相比較回路１
０ａと第１の増幅・波形整形回路１１ａとからなる第１
の受信系統と、第２の受信器７ｂと第２の増幅回路９ｂ
と第２の位相比較回路１０ｂと第２の増幅・波形整形回
路１１ｂとからなる第２の受信系統と、の２つの受信系
統を有しているため、いずれかの受信系統に故障等のト
ラブルが発生した場合でも、残りの受信系統を使って流
量計測を継続することができるので、特にプロセスセン
サ等に用いた場合に全体のプロセスを停止させることが
なく、超音波渦流量計としての信頼性が向上する。

【００６２】なお、第２の実施の形態では、演算回路１
２がフローチャートのＳＴＥＰ１の動作でどちらの渦信
号も等しく被測定流体の流れによる変調を検出できると
判断したとき、ＳＴＥＰ２で渦信号αを選択し、ＳＴＥ
Ｐ３で、流量演算を行い流量信号を表示回路１３、出力
回路１４に出力しているが、渦信号αと渦信号βとの両
方で流量演算を行い、２つの流量信号を表示回路１３、
出力回路１４に出力しても良い。これにより、渦信号α
及び渦信号βがともに安定してカルマン渦に同期してい
る状態であることを把握することも可能である。

【００６３】

【発明の効果】上記のように、請求項１の発明の超音波
渦流量計は、第１の孔と第２の孔とを渦発生体と管との
接合部付近に設けることなく内部空間内で被測定流体の
流れによって超音波が変調を受ける距離を大きくするこ
とができ、したがって、流量測定に誤差が生じさせるこ
となくＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【００６４】また、請求項２の発明の超音波渦流量計
は、請求項１の発明の超音波渦流量計の有する効果に加
えて、超音波の伝播距離の大きい送信器と第１の受信器
とを用いた流量演算と、超音波の伝播距離の小さい送信
器と第２の受信器とを用いた流量演算とを併用して流量
演算処理ができるため、従来の所定の超音波伝播距離し
か持たない超音波渦流量計に比べて、管内の被測定流体
の流速が小さいときから大きいときまで流量計側可能範
囲を広くすることができる。

【００６５】また、請求項２の発明の超音波渦流量計
は、超音波の伝播距離の大きい送信器及び第１の受信器
の対と超音波の伝播距離の小さい送信器及び第２の受信
器の対とで送信器を共有しているため、異なる超音波伝
播距離を持たせるために送信器を複数設ける必要がな
く、その分の構成が簡単になり、製作性の向上やコスト
の低減が実現できる。

【００６６】さらに、請求項２の発明の超音波渦流量計
は、第１の受信器と第１の位相比較回路とからなる第１
の受信系統と、第２の受信器と第２の位相比較回路とか
らなる第２の受信系統と、の２つの受信系統を有してい
るため、いずれかの受信系統に故障等のトラブルが発生
した場合でも、残りの受信系統を使って流量計測を継続
することができるので、特にプロセスセンサ等に用いた
場合に全体のプロセスを停止させることがなく、超音波
渦流量計としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の超音波渦流量計
１Ａを示す概略図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態の超音波渦流量計
１Ｂを示す概略図である。

【図３】 超音波渦流量計１Ｂの演算回路１２の流量演
算のフローチャートである。

【図４】 従来の超音波渦流量計を示す概略図である。

【符号の説明】

１Ａ 第１の実施の形態の超音波渦流量計 １Ｂ 第２の実施の形態の超音波渦流量計 ２ 管 ３ 渦発生体 ４ 内部空間 ４ａ 内部空間４の開口部 ４ｂ 内部空間４の開口部 ４ｃ 内部空間４の屈曲部 ４ｄ 開口部４ａと屈曲部４ｃとの間の空間 ４ｅ 開口部４ｂと屈曲部４ｃとの間の空間 ５ａ 孔 ５ｂ 孔 ６ 送信器 ７ 受信器 ７ａ 第１の受信器 ７ｂ 第２の受信器 ８ 発振回路 ９ 増幅回路 ９ａ 第１の増幅回路 ９ｂ 第２の増幅回路 １０ 位相比較回路 １０ａ 第１の位相比較回路 １０ｂ 第２の位相比較回路 １１ 増幅・波形整形回路 １１ａ 第１の増幅・波形整形回路 １１ｂ 第２の増幅・波形整形回路 １２ 演算回路 １３ 表示回路 １４ 出力回路 ５１ 従来の超音波渦流量計 ５２ 管 ５３ 渦発生体 ５４ 内部空間 ５５ 孔 ５６ 送信器 ５７ 受信器 ５８ 発振回路 ５９ 増幅回路 ６０ 位相比較回路 ６１ 増幅・波形整形回路 ６２ 演算回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体が流れる管と、 該管内に設けられて下流側にカルマン渦を発生させる渦
   発生体と、 該渦発生体内部に設けられた略Ｖ字状となる内部空間
   と、 該内部空間のうちの一端部と屈曲部との間の空間と前記
   管の内部とが連通するように前記渦発生体の周壁部に設
   けられた第１の孔と、前記内部空間のうちの他端部と屈
   曲部との間の空間と前記管の内部とが連通するように前
   記渦発生体の周壁部に設けられた第２の孔と、 前記内部空間の一端に設けられ、当該内部空間の屈曲部
   に超音波を送信する送信器と、 前記内部空間の他端に設けられ、前記送信器から送信さ
   れて前記内部空間の屈曲部で反射された超音波を受信す
   る受信器と、 前記送信器で送信する超音波が前記内部空間内で受ける
   変調量から前記管に流れる被測定流体の流量を求める流
   量計測手段と、を備えたことを特徴とする渦流量計。
2. 【請求項２】 被測定流体が流れる管と、 該管内に設けられて下流側にカルマン渦を発生させる渦
   発生体と、 該渦発生体内部に設けられた略Ｖ字状となる内部空間
   と、 該内部空間のうちの一端部と屈曲部との間の空間と前記
   管の内部とが連通するように前記渦発生体の周壁部に設
   けられた第１の孔と、前記内部空間のうちの他端部と屈
   曲部との間の空間と前記管の内部とが連通するように前
   記渦発生体の周壁部に設けられた第２の孔と、 前記内部空間の一端に設けられ、当該内部空間の屈曲部
   に超音波を送信する送信器と、 前記内部空間の他端に設けられ、前記送信器から送信さ
   れて前記内部空間の屈曲部で反射された超音波を受信す
   る第１の受信器と、 前記内部空間の屈曲部に設けられ、前記送信器から送信
   された超音波を受信する第２の受信器と、 前記送信器で送信する超音波され前記第１の受信器で受
   信される超音波が前記内部空間内で受ける変調量と、前
   記送信器で送信され前記第２の受信器で受信される超音
   波が前記内部空間内で受ける変調量と、から前記管に流
   れる被測定流体の流量を求める流量計測手段と、を備え
   たことを特徴とする渦流量計。