JPH0337522A - 流速計 - Google Patents
流速計Info
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- JPH0337522A JPH0337522A JP17117589A JP17117589A JPH0337522A JP H0337522 A JPH0337522 A JP H0337522A JP 17117589 A JP17117589 A JP 17117589A JP 17117589 A JP17117589 A JP 17117589A JP H0337522 A JPH0337522 A JP H0337522A
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
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。
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］
この発明は例えば管路内を流れる流体の流速を測定する
流速計、特に流体内に発生した超音波を検出することに
よって流速を測定するものに関する。
流速計、特に流体内に発生した超音波を検出することに
よって流速を測定するものに関する。
［従来の技術］
管路内液体の流速測定については、「流量計測ハンドブ
ック」 （昭和５４年７月）日刊工業新聞社２６４頁「
その他の流量測定法」に開示されている。
ック」 （昭和５４年７月）日刊工業新聞社２６４頁「
その他の流量測定法」に開示されている。
これによると、管路内を流れる液体は渦や乱れにより液
体に剪断作用が働き流体内に広い周波数帯域の超音波が
発生し、この超音波を管路の外周面に装着された検出器
を用いて検出すると、その信号から流速測定が行えるこ
とが記述されている。
体に剪断作用が働き流体内に広い周波数帯域の超音波が
発生し、この超音波を管路の外周面に装着された検出器
を用いて検出すると、その信号から流速測定が行えるこ
とが記述されている。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の流速計では、管路内液体の剪断作用
によって発生する超音波のレベルが相対的に低いので、
検出器による受信信号レベルが小さく十分な信号対雑音
比が得られない。また、これら信号に基づく流速測定は
管路内液体の流れの有無の識別には利用できるが、流速
計として所定の直線性、安定性及び再現性がないので、
流速測定には実際に利用できないという問題点があった
。
によって発生する超音波のレベルが相対的に低いので、
検出器による受信信号レベルが小さく十分な信号対雑音
比が得られない。また、これら信号に基づく流速測定は
管路内液体の流れの有無の識別には利用できるが、流速
計として所定の直線性、安定性及び再現性がないので、
流速測定には実際に利用できないという問題点があった
。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、流体内に気泡を混入させてその気泡のつぶれ
により発生する超音波を検出することにより、信号対雑
音比の大きな信号にて直線性、安定性及び再現性の優れ
た流速測定ができる流速計を得ることを目的とする。
のであり、流体内に気泡を混入させてその気泡のつぶれ
により発生する超音波を検出することにより、信号対雑
音比の大きな信号にて直線性、安定性及び再現性の優れ
た流速測定ができる流速計を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る流速計は、管路向流体へ給気して流体内
へ気泡を発生させる気泡発生器と、気泡が混入された流
体内に配設され、流体の流れに対して不連続面を有する
障害物と、障害物の下流側の外周面に装着され、主とし
て流体内気泡のつぶれにより発生された超音波に感応す
る超音波検出器と、超音波検出器からの受信信号の振幅
に応答した信号を出力する計測回路とを設けたものであ
る。
へ気泡を発生させる気泡発生器と、気泡が混入された流
体内に配設され、流体の流れに対して不連続面を有する
障害物と、障害物の下流側の外周面に装着され、主とし
て流体内気泡のつぶれにより発生された超音波に感応す
る超音波検出器と、超音波検出器からの受信信号の振幅
に応答した信号を出力する計測回路とを設けたものであ
る。
［作 用］
この発明においては、気泡が混入された流体内へ障害物
を配設したので、多数の気泡が障害物と衝突してつぶれ
あるいは再結合することなどによって、流体内に高いレ
ベルの超音波が発生する。
を配設したので、多数の気泡が障害物と衝突してつぶれ
あるいは再結合することなどによって、流体内に高いレ
ベルの超音波が発生する。
管路外周面に設けられた超音波検出器は流体内超音波レ
ベルに比例した電気信号を出力し、可聴帯域より高い周
波数帯域の信号の振幅により流体の流速測定が行われる
。
ベルに比例した電気信号を出力し、可聴帯域より高い周
波数帯域の信号の振幅により流体の流速測定が行われる
。
流体内に人工的に気泡を混入し、且つ周囲環境による妨
害の影響を回避しているので、信号対雑音比の大きい受
信信号が得られ、直線性、安定性、再現性の優れた測定
ができ、測定精度が向上できる。
害の影響を回避しているので、信号対雑音比の大きい受
信信号が得られ、直線性、安定性、再現性の優れた測定
ができ、測定精度が向上できる。
［実施例］
この発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例に係る流量計の構成図であ
り、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。図において
、１は流体が流れる管路であり、２は気泡を発生させ流
体内へ気泡を混入させる気泡発生器である。３はニアコ
ンプレッサなどを用いて空気圧力を発生する圧力源、４
は空気圧力のレベルを調整する圧力調整弁、５は開閉弁
、６は管路１内壁面に設けられた泡出し器であり、これ
らは気泡発生器２を構成している。７は気泡発生器２の
下流側の流体内に設けられた障害物、８は障害物７を管
路１内所定位置へ配置させる保持棒、である。９は流体
内に発生した超音波を検出する超音波検出器であり、障
害物７より下流側の管路１の外周面に装着されている。
り、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。図において
、１は流体が流れる管路であり、２は気泡を発生させ流
体内へ気泡を混入させる気泡発生器である。３はニアコ
ンプレッサなどを用いて空気圧力を発生する圧力源、４
は空気圧力のレベルを調整する圧力調整弁、５は開閉弁
、６は管路１内壁面に設けられた泡出し器であり、これ
らは気泡発生器２を構成している。７は気泡発生器２の
下流側の流体内に設けられた障害物、８は障害物７を管
路１内所定位置へ配置させる保持棒、である。９は流体
内に発生した超音波を検出する超音波検出器であり、障
害物７より下流側の管路１の外周面に装着されている。
１２は超音波検出器９の検出信号に基づいて流速を測定
する計測回路である。１３は増幅器、１４は超音波検出
器９からの受信信号の周波数帯域を制限するフィルタ、
１５は検波回路、１Ｇは積分回路、器７はサンプルホー
ルド回路、１８は制御回路、１９は指示器であり、これ
らは計測回路１２を構成している。
する計測回路である。１３は増幅器、１４は超音波検出
器９からの受信信号の周波数帯域を制限するフィルタ、
１５は検波回路、１Ｇは積分回路、器７はサンプルホー
ルド回路、１８は制御回路、１９は指示器であり、これ
らは計測回路１２を構成している。
上記のように構成された流速計においては、矢示の方向
に流れる管１路１内流体には気泡発生器２出力が係合さ
れる。気泡発生器２は、ニアコンプレッサなどが用いら
れた圧力源３からの加圧された空気を、圧力調整弁４や
開閉弁５を経由して、管路１内壁面に設けられ、表面に
多数の貫通孔を有する泡出し器６へ供給し、発生した多
数の気泡を流体内へ混入する。
に流れる管１路１内流体には気泡発生器２出力が係合さ
れる。気泡発生器２は、ニアコンプレッサなどが用いら
れた圧力源３からの加圧された空気を、圧力調整弁４や
開閉弁５を経由して、管路１内壁面に設けられ、表面に
多数の貫通孔を有する泡出し器６へ供給し、発生した多
数の気泡を流体内へ混入する。
流体に混入された気泡は、管路１内のほぼ中央位置へ保
持棒８にて固定され、流れに対して不連続面を有する障
害物７に衝突して、主として気泡がつぶれる際に流体内
に広い周波数帯域の超音波が発生する。第３図はその障
害物７の例を示す外形図であり、（ａ）は円錐形、（ｂ
）は円柱形の障害物の例をそれぞれ示している。
持棒８にて固定され、流れに対して不連続面を有する障
害物７に衝突して、主として気泡がつぶれる際に流体内
に広い周波数帯域の超音波が発生する。第３図はその障
害物７の例を示す外形図であり、（ａ）は円錐形、（ｂ
）は円柱形の障害物の例をそれぞれ示している。
気泡が障害物７に衝突すると流体内の音源となり、この
結果発生した超音波のレベルは流体の流速に比例する。
結果発生した超音波のレベルは流体の流速に比例する。
流体内に発生した超音波が流体及び管路１を伝搬し、障
害物７が内設された管路１の下流側の外周面に装着され
た超音波検出器９により受波される。そして、超音波検
出器９からは超音波レベルに応じた電気信号が出力され
る。
害物７が内設された管路１の下流側の外周面に装着され
た超音波検出器９により受波される。そして、超音波検
出器９からは超音波レベルに応じた電気信号が出力され
る。
この場合、超音波検出器９に例えば２個の圧電振動子を
重合させ、その相加出力を得るバイモルフ構造を用いる
と、広い周波数帯域に互り感度の高い検出が行える。更
に、管路１への超音波検出器９の取付面を平坦にし、且
つ音響遮断材などよりなる容器内に収納して、外部雑音
を抑制すれば、管路１内の低レベルの超音波が受信でき
る。
重合させ、その相加出力を得るバイモルフ構造を用いる
と、広い周波数帯域に互り感度の高い検出が行える。更
に、管路１への超音波検出器９の取付面を平坦にし、且
つ音響遮断材などよりなる容器内に収納して、外部雑音
を抑制すれば、管路１内の低レベルの超音波が受信でき
る。
第４図は超音波検出器受信波形の一例を示したタイムチ
ャートであり、気泡のつぶれにより発生する超音波はパ
ルス状をなしており、流体内へ気泡を混入しない時とく
らべて気泡の量が増加するので、気泡のつぶれによる超
音波が加わるためそのレベルが高くなる。
ャートであり、気泡のつぶれにより発生する超音波はパ
ルス状をなしており、流体内へ気泡を混入しない時とく
らべて気泡の量が増加するので、気泡のつぶれによる超
音波が加わるためそのレベルが高くなる。
超音波検出器９の出力は計測回路１２へ加えられて、周
波数帯域の広い受信信号は高利得の増幅器Ｉ３にて増幅
された後、フィルタ１４により電気雑音や低周波振動な
ど可聴周波数帯域の妨害を避けた高い周波数帯域の受信
信号に制限される。例えば通過帯域が１０〜５０Ｈｚの
帯域制限のフィルタ１４を経て検波回路１５へ加えられ
る。
波数帯域の広い受信信号は高利得の増幅器Ｉ３にて増幅
された後、フィルタ１４により電気雑音や低周波振動な
ど可聴周波数帯域の妨害を避けた高い周波数帯域の受信
信号に制限される。例えば通過帯域が１０〜５０Ｈｚの
帯域制限のフィルタ１４を経て検波回路１５へ加えられ
る。
信号対雑音比の大きな受信信号は検波回路１５にて受信
信号の包絡線検波が行われそのレベル情報を保持して、
積分回路１６にて受信信号の直流信号への変換と同時に
その平均化が行われる。
信号の包絡線検波が行われそのレベル情報を保持して、
積分回路１６にて受信信号の直流信号への変換と同時に
その平均化が行われる。
積分回路１６からの流体の平均流速に対応した直流信号
の測定に際しては、サンプルホールド回路１７にてその
データ保持が行われ、平均流速が指示器１９へ指示され
る。積分回路１６の動作及びサンプルホールド回路１７
におけるサンプリング動作は、制御回路１８の基準パル
スにより行われる。
の測定に際しては、サンプルホールド回路１７にてその
データ保持が行われ、平均流速が指示器１９へ指示され
る。積分回路１６の動作及びサンプルホールド回路１７
におけるサンプリング動作は、制御回路１８の基準パル
スにより行われる。
第５図は流速と測定出力との相関の一例を示す特性図で
あり、流体の流速と計測回路１２の測定出力とは比例関
係をなし、十分な相関が得られている。流体内へ気泡を
混入し障害物７との衝突による十分なレベルの超音波が
発生するので、流速に対する受信信号の振幅は直線状に
変化する比例関係を有し、更に、安定性や再現性が向上
され十分な精度で流速測定ができる。
あり、流体の流速と計測回路１２の測定出力とは比例関
係をなし、十分な相関が得られている。流体内へ気泡を
混入し障害物７との衝突による十分なレベルの超音波が
発生するので、流速に対する受信信号の振幅は直線状に
変化する比例関係を有し、更に、安定性や再現性が向上
され十分な精度で流速測定ができる。
上記のとおり、管路１内を流れる流体内の気泡のつぶれ
などが音源となり流体内に超音波が発生するが、これら
超音波のレベルは流体の流速に応じて変化し、流体内の
超音波は管路１外周面に装着された超音波検出器９を用
いて検出されるので、機器構成が簡易化されている。ま
た、超音波検出器９は管路１外周面に装着されるので保
守点検が容易に行え、流体的混入物の付着などがなく検
出感度劣化が回避され長期間安定した性能が得られる。
などが音源となり流体内に超音波が発生するが、これら
超音波のレベルは流体の流速に応じて変化し、流体内の
超音波は管路１外周面に装着された超音波検出器９を用
いて検出されるので、機器構成が簡易化されている。ま
た、超音波検出器９は管路１外周面に装着されるので保
守点検が容易に行え、流体的混入物の付着などがなく検
出感度劣化が回避され長期間安定した性能が得られる。
［発明の効果］
この発明は以上説明したとおり、流体内に多量の気泡を
混入させ、更にその気泡を障害物に衝突させて流体内に
高いレベルの超音波を発生させ、その超音波のレベルを
測定することで流速を計測するようにしたので、受信信
号の信号対雑音比が改善され、計測における直線性、安
定性及び再現性が向上できる。また、超音波検出器から
の受信信号は、電気雑音や低周波振動などの可聴周波数
帯域の妨害から回避でき、高い周波数帯域にて安定した
計測が行える。
混入させ、更にその気泡を障害物に衝突させて流体内に
高いレベルの超音波を発生させ、その超音波のレベルを
測定することで流速を計測するようにしたので、受信信
号の信号対雑音比が改善され、計測における直線性、安
定性及び再現性が向上できる。また、超音波検出器から
の受信信号は、電気雑音や低周波振動などの可聴周波数
帯域の妨害から回避でき、高い周波数帯域にて安定した
計測が行える。
更に、管路内題音波を受波するのみであるため電気測定
系が簡易化でき、また、超音波検出器は流体的混入物の
付着による影響を受けないので、検出器感度の劣化がな
く長期間安定した性能が得られ、保守点検が容易に行え
るという効果がある。
系が簡易化でき、また、超音波検出器は流体的混入物の
付着による影響を受けないので、検出器感度の劣化がな
く長期間安定した性能が得られ、保守点検が容易に行え
るという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例に係る流速計の構成図、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第 ３ 図（ａ） （ｂ
）は障害物の例を示す外形図、第４図は超音波検出器受
信波形の一例を示すタイムチャート、第５図は流速と測
定出力との相関の一例を示す特性図である。 図において、１は管路、２は気泡発生器、３は圧力源、
４は圧力調整弁、５は開閉弁、６は泡出し器、７は障害
物、８は保持棒、９は超音波検出器、１２は計測回路、
１３は増幅器、１４はフィルタ、１５は検波回路、１Ｂ
は積分回路、１７はサンプルホールド回路、１８は制御
回路、１９は指示器である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第 ３ 図（ａ） （ｂ
）は障害物の例を示す外形図、第４図は超音波検出器受
信波形の一例を示すタイムチャート、第５図は流速と測
定出力との相関の一例を示す特性図である。 図において、１は管路、２は気泡発生器、３は圧力源、
４は圧力調整弁、５は開閉弁、６は泡出し器、７は障害
物、８は保持棒、９は超音波検出器、１２は計測回路、
１３は増幅器、１４はフィルタ、１５は検波回路、１Ｂ
は積分回路、１７はサンプルホールド回路、１８は制御
回路、１９は指示器である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 管路内を流れる流体へ給気して流体内に気泡を発生させ
る気泡発生器と、 気泡が混入された流体内に配設され、流体の流れに対し
て不連続面を有する障害物と、 前記障害物の下流側の管路外周面に装着され、主として
流体内気泡のつぶれにより発生する超音波に感応する超
音波検出器と、 前記超音波検出器からの受信信号の振幅に応答した信号
を出力する計測回路と を有することを特徴とする流速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17117589A JP2632040B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 流速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17117589A JP2632040B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 流速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337522A true JPH0337522A (ja) | 1991-02-18 |
| JP2632040B2 JP2632040B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=15918392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17117589A Expired - Lifetime JP2632040B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 流速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632040B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203206A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203208A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知機能付き容器 |
| JP2008203207A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203205A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP17117589A patent/JP2632040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008203206A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203208A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知機能付き容器 |
| JP2008203207A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
| JP2008203205A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ricoh Elemex Corp | 液体検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2632040B2 (ja) | 1997-07-16 |
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