JPH0447768B2 - - Google Patents
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- JPH0447768B2 JPH0447768B2 JP4541383A JP4541383A JPH0447768B2 JP H0447768 B2 JPH0447768 B2 JP H0447768B2 JP 4541383 A JP4541383 A JP 4541383A JP 4541383 A JP4541383 A JP 4541383A JP H0447768 B2 JPH0447768 B2 JP H0447768B2
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- ultrasonic
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は配管内流体の流量を高精度に測定す
るための超音波流量測定装置に関するものであ
る。
るための超音波流量測定装置に関するものであ
る。
超音波流量計は流体の流れ方向に対して順方向
および逆方向に上記流体を横断するように、それ
ぞれ超音波を送受信し、それぞれの超音波の伝播
時間の差から流体流量を求めるものである。第１
図は超音波流量計の基本原理を説明するための原
理図であり、この超音波流量計は超音波が流体中
を伝播する際、流れ方向に対して順方向の超音波
伝播時間と、流れ方向に対して逆方向の超音波伝
播時間との間に伝播時間差が生じ、その伝播時間
差が流体流速に比例することを利用したものであ
る。
および逆方向に上記流体を横断するように、それ
ぞれ超音波を送受信し、それぞれの超音波の伝播
時間の差から流体流量を求めるものである。第１
図は超音波流量計の基本原理を説明するための原
理図であり、この超音波流量計は超音波が流体中
を伝播する際、流れ方向に対して順方向の超音波
伝播時間と、流れ方向に対して逆方向の超音波伝
播時間との間に伝播時間差が生じ、その伝播時間
差が流体流速に比例することを利用したものであ
る。
第１図において、１は配管、ｄはその内径、ｖ
は流体流速、θは超音波の流体への入射角であ
る。超音波の流体中での音速をＣとすると、配管
１内の流体の順方向に向かつて送信される超音波
の流体中の音速は流体流速に比して充分大きいの
で、入射角θは変化せず、超音波の音速成分のみ
が変化して、Ｃ＋Vcosθとなる。また、超音波の
伝播距離はｄ／sinθであるので、流体中を伝播する 超音波の伝播時間はｄ／（Ｃ＋Vcosθ）sinθとなる。
は流体流速、θは超音波の流体への入射角であ
る。超音波の流体中での音速をＣとすると、配管
１内の流体の順方向に向かつて送信される超音波
の流体中の音速は流体流速に比して充分大きいの
で、入射角θは変化せず、超音波の音速成分のみ
が変化して、Ｃ＋Vcosθとなる。また、超音波の
伝播距離はｄ／sinθであるので、流体中を伝播する 超音波の伝播時間はｄ／（Ｃ＋Vcosθ）sinθとなる。
したがつて、第１図において、流体中の順方向の
超音波伝播時間tLは tL＝ｄ／（Ｃ＋Vcosθ）sinθ ……（Ｉ） となる。同様に流れ方向に対して逆方向に伝播す
る超音波の流体中の伝播時間tuは tu＝ｄ／（Ｃ−Vcosθ）sinθ ……（） となる。（Ｉ）、（）式から流体流速Ｖを求める
と、 Ｖ＝tanθ・C2／2dΔt ……（） となる。このように伝播時間差Δtを測定するこ
とにより、流体流速Ｖを求めることができる。
超音波伝播時間tLは tL＝ｄ／（Ｃ＋Vcosθ）sinθ ……（Ｉ） となる。同様に流れ方向に対して逆方向に伝播す
る超音波の流体中の伝播時間tuは tu＝ｄ／（Ｃ−Vcosθ）sinθ ……（） となる。（Ｉ）、（）式から流体流速Ｖを求める
と、 Ｖ＝tanθ・C2／2dΔt ……（） となる。このように伝播時間差Δtを測定するこ
とにより、流体流速Ｖを求めることができる。
ところで、（）式からわかるように、超音波
流量計により求められる流体流速Ｖは超音波伝播
径路に沿つた線平均流速であり、流体流量を求め
るためには、配管１の横断面での流体の面平均流
速が必要である。上記線平均流速と面平均流速と
の関係は配管１内流体の流速分布に大きく依存し
ており、流速分布が充分発達したもの（配管曲が
り部から充分長い直管部が得られる場合）であれ
ば、両者の関係はよく知られたゲイビル係数ｋを
用いて、次式で得えられる。
流量計により求められる流体流速Ｖは超音波伝播
径路に沿つた線平均流速であり、流体流量を求め
るためには、配管１の横断面での流体の面平均流
速が必要である。上記線平均流速と面平均流速と
の関係は配管１内流体の流速分布に大きく依存し
ており、流速分布が充分発達したもの（配管曲が
り部から充分長い直管部が得られる場合）であれ
ば、両者の関係はよく知られたゲイビル係数ｋを
用いて、次式で得えられる。
（面平均流速）＝１／ｋ（線平均流速） ……（）
ｋ＝１＋0.01√6.24＋431-0.237
Re；レイノルズ数
しかしながら、超音波流量計を工業プラントの
配管系に設置する場合、（）式が成立するのに
必要な配管直管部長さを得ることは困難な場合が
多く、実際には超音波流量計を配管曲がり部付近
に設置しなければならない場合が多い。そのた
め、超音波流量計をプラントに設置する以前に、
前もつて設置位置の配管曲がり部からの距離を模
擬した実流較正試験を実施するのが常であつた。
この実流較正試験を省くためには、配管曲がり部
付近のように、配管内流速分布が相当歪んでいる
場合に対しても高精度に面平均流速を算出するこ
とのできる超音波流量計を実現する必要がある。
配管系に設置する場合、（）式が成立するのに
必要な配管直管部長さを得ることは困難な場合が
多く、実際には超音波流量計を配管曲がり部付近
に設置しなければならない場合が多い。そのた
め、超音波流量計をプラントに設置する以前に、
前もつて設置位置の配管曲がり部からの距離を模
擬した実流較正試験を実施するのが常であつた。
この実流較正試験を省くためには、配管曲がり部
付近のように、配管内流速分布が相当歪んでいる
場合に対しても高精度に面平均流速を算出するこ
とのできる超音波流量計を実現する必要がある。
従来のこの種の超音波流量計の例として、第２
図に示すものがあつた。第２図ａはその横断面
図、ｂは側面図であり、図において、２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄは配管１の下流側の片側に設けら
れた超音波送受信子、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは
反対側の上流側に設けられた超音波送受信子、
l1，l2，l3，l4は超音波伝播径路、Ａは流体流れ方
向である。
図に示すものがあつた。第２図ａはその横断面
図、ｂは側面図であり、図において、２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄは配管１の下流側の片側に設けら
れた超音波送受信子、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは
反対側の上流側に設けられた超音波送受信子、
l1，l2，l3，l4は超音波伝播径路、Ａは流体流れ方
向である。
次に動作について説明する。超音波送受信子は
それぞれ２ａと３ａ、２ｂと３ｂ、２ｃと３ｃ、
２ｄと３ｄが対を成しており、それぞれの超音波
送受信子対に対応した伝播径路l1，l2，l3，l4につ
いて上述の（）式によつて流体流速が求められ
る。
それぞれ２ａと３ａ、２ｂと３ｂ、２ｃと３ｃ、
２ｄと３ｄが対を成しており、それぞれの超音波
送受信子対に対応した伝播径路l1，l2，l3，l4につ
いて上述の（）式によつて流体流速が求められ
る。
第２図の例では、それぞれ超音波送受信子２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄより超音波信号を超音波送
受信子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄへ送信した場合が
流れ方向に対する逆方向、また超音波送受信子３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより超音波信号を超音波送
受信子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへ送信した場合が
流体流れ方向に対する順方向である。この超音波
流量計は、いわゆる多対方式の超音波流量計と呼
ばれるもので、超音波送受信子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄと３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとで一定周期
毎に切換えて、流体流れ方向に対して順方向また
は逆方向のそれぞれの超音波の伝播時間を計測す
る送受切換方式を採用している。
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄより超音波信号を超音波送
受信子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄへ送信した場合が
流れ方向に対する逆方向、また超音波送受信子３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより超音波信号を超音波送
受信子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄへ送信した場合が
流体流れ方向に対する順方向である。この超音波
流量計は、いわゆる多対方式の超音波流量計と呼
ばれるもので、超音波送受信子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄと３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとで一定周期
毎に切換えて、流体流れ方向に対して順方向また
は逆方向のそれぞれの超音波の伝播時間を計測す
る送受切換方式を採用している。
一般に多対方式の超音波流量計は、少なくとも
２つの超音波伝播径路を形成するように、２対以
上の超音波送受信系から成るものであるが、第２
図では４対の超音波送受信系から成るものを示し
ており、以下、４対の超音波送受信系を有するも
のについて説明する。このような多対方式の超音
波流量計によれば、配管１の断面流速分布が相当
歪んでいる場合でも、配管１内流体の流量を高精
度で測定できる。この点について第３図により、
説明する。
２つの超音波伝播径路を形成するように、２対以
上の超音波送受信系から成るものであるが、第２
図では４対の超音波送受信系から成るものを示し
ており、以下、４対の超音波送受信系を有するも
のについて説明する。このような多対方式の超音
波流量計によれば、配管１の断面流速分布が相当
歪んでいる場合でも、配管１内流体の流量を高精
度で測定できる。この点について第３図により、
説明する。
第３図は配管１内の横断面の流速分布図であ
り、図中ｖは等流速線を示す。このような多対方
式超音波流量計においては、超音波伝播径路l1，
l2，l3，l4に対応して、それぞれ前記（）式に
よつて流体流速v1，v2，v3，v4が求められる。流
体流速v1，v2，v3，v4はそれぞれの伝播径路l1，
l2，l3，l4に対応した線平均流速であり、これら
の線平均流速から面平均流速を求めるためには、
数値積分における近似計算法であるNewton−
Cotesの公式、Cebysevの公式、またはGaussの
公式のいずれかを用いて求めることができる。す
なわち、超音波伝播径路l1，l2，l3，l4は数値積分
におけるNewton−Cotes法、Cebysev法または
Gauss法によつて決まる分点をなし、面平均流速
をとすれば ＝１／ｄ4 〓i=1 wi・vi ……（Ｖ） で求められる。ただし、wiはｉ番目の伝播径路に
対応した重みであり、伝播径路liおよび重みwiの
選び方は上記３方法のいずれを選択するかによつ
て異なつてくる。（Ｖ）式によつて計算される面
平均流速値を用いて、配管内流体の流量は次式
で計算される。
り、図中ｖは等流速線を示す。このような多対方
式超音波流量計においては、超音波伝播径路l1，
l2，l3，l4に対応して、それぞれ前記（）式に
よつて流体流速v1，v2，v3，v4が求められる。流
体流速v1，v2，v3，v4はそれぞれの伝播径路l1，
l2，l3，l4に対応した線平均流速であり、これら
の線平均流速から面平均流速を求めるためには、
数値積分における近似計算法であるNewton−
Cotesの公式、Cebysevの公式、またはGaussの
公式のいずれかを用いて求めることができる。す
なわち、超音波伝播径路l1，l2，l3，l4は数値積分
におけるNewton−Cotes法、Cebysev法または
Gauss法によつて決まる分点をなし、面平均流速
をとすれば ＝１／ｄ4 〓i=1 wi・vi ……（Ｖ） で求められる。ただし、wiはｉ番目の伝播径路に
対応した重みであり、伝播径路liおよび重みwiの
選び方は上記３方法のいずれを選択するかによつ
て異なつてくる。（Ｖ）式によつて計算される面
平均流速値を用いて、配管内流体の流量は次式
で計算される。
Ｑ＝Ａ・ ……（）
ただし、Ｑは流量、Ａは配管断面積である。
従来の超音波流量計は以上のように構成されて
いるので、（Ｖ）式の面平均流速の推定精度を向
上させて、流体流量の計測精度を向上させるため
には、配管１の横断面での超音波の伝播径路の数
を増加させなければならない。したがつて、配管
１内の流量を高精度に計測するためには、多数対
の超音波送受信系が必要であり、またそれぞれの
超音波送受信系に対応して線平均流速を求めるた
めの装置およびこれらの装置によつて算出された
線平均流速に（Ｖ）式における重みwiを乗算する
ための装置が必要となるとともに、超音波を送受
するための送信装置、受信装置、送受切換装置な
どの信号処理系が伝播径路の数だけ必要となり、
このため計器として非常に大がかりなものとなつ
て、信頼性、経済性の点で問題があつた。
いるので、（Ｖ）式の面平均流速の推定精度を向
上させて、流体流量の計測精度を向上させるため
には、配管１の横断面での超音波の伝播径路の数
を増加させなければならない。したがつて、配管
１内の流量を高精度に計測するためには、多数対
の超音波送受信系が必要であり、またそれぞれの
超音波送受信系に対応して線平均流速を求めるた
めの装置およびこれらの装置によつて算出された
線平均流速に（Ｖ）式における重みwiを乗算する
ための装置が必要となるとともに、超音波を送受
するための送信装置、受信装置、送受切換装置な
どの信号処理系が伝播径路の数だけ必要となり、
このため計器として非常に大がかりなものとなつ
て、信頼性、経済性の点で問題があつた。
この発明は上記のような従来のものの問題点を
解消するたなされたもので、配管の曲がり部にお
ける管中心軸によつて形成される平面の片側に、
この平面と平行に少なくとも２つの超音波伝播径
路を形成するように超音波送受信系を設けること
により、超音波送受信系の数をほぼ半減し、安価
でかつ高精度の超音波流量測定装置を提供するこ
とを目的としている。
解消するたなされたもので、配管の曲がり部にお
ける管中心軸によつて形成される平面の片側に、
この平面と平行に少なくとも２つの超音波伝播径
路を形成するように超音波送受信系を設けること
により、超音波送受信系の数をほぼ半減し、安価
でかつ高精度の超音波流量測定装置を提供するこ
とを目的としている。
第４図は実際プラントにおける配管の一部を示
す側面図、第５図はそのＢ−Ｂ断面における流速
分布図である。一般に配管１内の流速分布を歪ま
せる要因の多くは配管１の曲がり部４の存在であ
る。ところが、実際のプラントの配管では、配管
１の曲がり部４は第４図に示すように同一平面内
に複数設けられる場合が多い。そして、実際のプ
ラントで、このような場所を超音波流量計の設置
場所とすることは容易である。第４図のＢ−Ｂ断
面における配管１内の流速分布は第５図のように
なり、等流速線ｖで示される流速分布は配管１の
曲がり部４における管中心軸によつて形成される
平面Ｃに対して対称となつている。このため平面
Ｃの片側について線流速を求めれば、全体の面平
均流速を求めることができる。本発明は、このよ
うな流速分布の対称性を利用して超音波送受信系
の数を減少させるものである。
す側面図、第５図はそのＢ−Ｂ断面における流速
分布図である。一般に配管１内の流速分布を歪ま
せる要因の多くは配管１の曲がり部４の存在であ
る。ところが、実際のプラントの配管では、配管
１の曲がり部４は第４図に示すように同一平面内
に複数設けられる場合が多い。そして、実際のプ
ラントで、このような場所を超音波流量計の設置
場所とすることは容易である。第４図のＢ−Ｂ断
面における配管１内の流速分布は第５図のように
なり、等流速線ｖで示される流速分布は配管１の
曲がり部４における管中心軸によつて形成される
平面Ｃに対して対称となつている。このため平面
Ｃの片側について線流速を求めれば、全体の面平
均流速を求めることができる。本発明は、このよ
うな流速分布の対称性を利用して超音波送受信系
の数を減少させるものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第６図ａはその横断面図、ｂは側面図、第７
図は流速分布図であり、図において第１図ないし
第５図と同一符号は同一または相当部分を示す。
超音波送受信子２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、配管
１の曲がり部４を含む平面Ｃの片側の下流側およ
び上流側に設けられており、平面Ｃの反対側の超
音波送受信子２ｃ，２ｄ，３ｃ，３ｄは省略され
ている。これらの下流側および上流側の超音波送
受信子２ａと３ａ、２ｂと３ｂはそれぞれ対を成
して、配管１の曲がり部４における管中心軸によ
つて形成される平面Ｃと平行に配置され、平面Ｃ
と平行な少なくとも２つの超音波伝播径路l1，l2
を形成している。
る。第６図ａはその横断面図、ｂは側面図、第７
図は流速分布図であり、図において第１図ないし
第５図と同一符号は同一または相当部分を示す。
超音波送受信子２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、配管
１の曲がり部４を含む平面Ｃの片側の下流側およ
び上流側に設けられており、平面Ｃの反対側の超
音波送受信子２ｃ，２ｄ，３ｃ，３ｄは省略され
ている。これらの下流側および上流側の超音波送
受信子２ａと３ａ、２ｂと３ｂはそれぞれ対を成
して、配管１の曲がり部４における管中心軸によ
つて形成される平面Ｃと平行に配置され、平面Ｃ
と平行な少なくとも２つの超音波伝播径路l1，l2
を形成している。
上記のように構成された超音波流量計において
は、超音波送受信子２ａと３ａ、２ｂと３ｂのそ
れぞれの対において超音波信号が送受信され、
個々の対を成す超音波送受信系に対応した伝播径
路l1，l2について、流れ方向に対する順方向、お
よび逆方向のの超音波の伝播時間から、両者の伝
播時間差が求められる。そして、それぞれの伝播
径路l1，l2に対応して、前記（）式によつて流
体流速v1，v2が求められる。これらの流体流速
v1，v2はそれぞれの伝播径路l1，l2に対応した線
平均流速である。
は、超音波送受信子２ａと３ａ、２ｂと３ｂのそ
れぞれの対において超音波信号が送受信され、
個々の対を成す超音波送受信系に対応した伝播径
路l1，l2について、流れ方向に対する順方向、お
よび逆方向のの超音波の伝播時間から、両者の伝
播時間差が求められる。そして、それぞれの伝播
径路l1，l2に対応して、前記（）式によつて流
体流速v1，v2が求められる。これらの流体流速
v1，v2はそれぞれの伝播径路l1，l2に対応した線
平均流速である。
こうして得られた線平均流速から面平均流速を
求めるには、前述の３通りの数値積分の手法、す
なわちNewton−Cotesの公式、Cebysevの公式
およびGaussの公式によることができる。この場
合超音波伝播径路l1，l2，l3，l4は数値積分におけ
るNewton−Cotes法、Cebysev法またはGauss法
によつて決まる分点をなし、面平均流速は、配
管１内の流速分布が配管１の曲がり部４における
管中心軸によつて形成される平面Ｃに対して対称
であるという性質を利用して計算される。まず、
管断面中心を通る超音波伝播径路を含まない場合
は次式により計算される。
求めるには、前述の３通りの数値積分の手法、す
なわちNewton−Cotesの公式、Cebysevの公式
およびGaussの公式によることができる。この場
合超音波伝播径路l1，l2，l3，l4は数値積分におけ
るNewton−Cotes法、Cebysev法またはGauss法
によつて決まる分点をなし、面平均流速は、配
管１内の流速分布が配管１の曲がり部４における
管中心軸によつて形成される平面Ｃに対して対称
であるという性質を利用して計算される。まず、
管断面中心を通る超音波伝播径路を含まない場合
は次式により計算される。
＝２／ｄ2
〓di=1
wi・vi ……（）
ここで、wiはｉ番目の伝播径路に対応した重み
であり、伝播径路liおよび重みwiの選び方は
Newton−Cotesの公式、Cebysevの公式および
Gaussの公式のいずれを選択するかによつて異な
つてくる。
であり、伝播径路liおよび重みwiの選び方は
Newton−Cotesの公式、Cebysevの公式および
Gaussの公式のいずれを選択するかによつて異な
つてくる。
また、管断面中心を通る超音波伝播径路を含む
場合は、その管断面中心を通る超音波伝播径路が
ｉ＝１の時である。すなわち、この超音波伝播径
路に沿つた線平均流速をv1、重みw1として、 ＝２／ｄ｛w1／２・v1＋o 〓i=2 wi・vi｝ ……（） で面平均流速が求められる。こうして求められた
面平均流速値を用いて配管内流体流量Ｑは配管断
面積Ａとして次式によつて算出される。
場合は、その管断面中心を通る超音波伝播径路が
ｉ＝１の時である。すなわち、この超音波伝播径
路に沿つた線平均流速をv1、重みw1として、 ＝２／ｄ｛w1／２・v1＋o 〓i=2 wi・vi｝ ……（） で面平均流速が求められる。こうして求められた
面平均流速値を用いて配管内流体流量Ｑは配管断
面積Ａとして次式によつて算出される。
Ｑ＝Ａ・ ……（）
このように、本発明の超音波流量計は配管内流
速分布の歪みの対称性を利用しているので、超音
波伝播径路は従来のものをｎとしたときｎ／２でよ く、また管断面中心を通る超音波伝播径路を含む
場合でも、２／２＋１でよいことになり、このよう に超音波伝播径路およびそれに必要な装置はほぼ
半減させることができる。また等流速線ｖは平面
Ｃと平行な方向よりも垂直な方向の方が均一に分
布しているので、平面Ｃと平行に超音波伝播径路
ｌを形成する方が従来のものよりも高精度で流量
測定を行うことができる。
速分布の歪みの対称性を利用しているので、超音
波伝播径路は従来のものをｎとしたときｎ／２でよ く、また管断面中心を通る超音波伝播径路を含む
場合でも、２／２＋１でよいことになり、このよう に超音波伝播径路およびそれに必要な装置はほぼ
半減させることができる。また等流速線ｖは平面
Ｃと平行な方向よりも垂直な方向の方が均一に分
布しているので、平面Ｃと平行に超音波伝播径路
ｌを形成する方が従来のものよりも高精度で流量
測定を行うことができる。
なお、上記実施例は超音波伝播径路が平面Ｃの
片側に２個の場合について説明したが、２個以上
であればその数に制限はなく、また超音波伝播径
路はすべてを平面Ｃの片側に配置しなくてもよ
く、その一部を平面Ｃの反対側に配置してもよ
い。さらに上記説明は超音波の伝播時間差を中心
に述べたが、これと等価な数値、例えば周波数差
等によつてもよいことはいうまでもない。
片側に２個の場合について説明したが、２個以上
であればその数に制限はなく、また超音波伝播径
路はすべてを平面Ｃの片側に配置しなくてもよ
く、その一部を平面Ｃの反対側に配置してもよ
い。さらに上記説明は超音波の伝播時間差を中心
に述べたが、これと等価な数値、例えば周波数差
等によつてもよいことはいうまでもない。
本発明はプラントの配管に限らず、あらゆる配
管内流量の測定に適用可能である。
管内流量の測定に適用可能である。
以上のように、この発明によれば、配管の曲が
り部における管中心軸によつて形成される平面の
片側に、この平面と平行に少なくとも２つの超音
波伝播径路を形成するように、超音波送受信系を
設けるように構成したので、超音波送受信系の数
をほぼ半減して、装置の簡便化が可能となり、安
価で高精度の超音波流量測定装置が提供できると
いう効果がある。
り部における管中心軸によつて形成される平面の
片側に、この平面と平行に少なくとも２つの超音
波伝播径路を形成するように、超音波送受信系を
設けるように構成したので、超音波送受信系の数
をほぼ半減して、装置の簡便化が可能となり、安
価で高精度の超音波流量測定装置が提供できると
いう効果がある。
第１図は超音波流量計の原理図、第２図ａは従
来の超音波流量計を示す横断面図、ｂはその側面
図、第３図は従来の配管内流速分布図、第４図は
プラントの配管の一部を示す側面図、第５図はそ
のＢ−Ｂ断面における流速分布図、第６図ａは本
発明の一実施例による超音波流量計を示す横断面
図、ｂはその側面図、第７図はその配管内流速分
布図である。 図において、１は配管、２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは超音波送受信子で
ある。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分
を示す。
来の超音波流量計を示す横断面図、ｂはその側面
図、第３図は従来の配管内流速分布図、第４図は
プラントの配管の一部を示す側面図、第５図はそ
のＢ−Ｂ断面における流速分布図、第６図ａは本
発明の一実施例による超音波流量計を示す横断面
図、ｂはその側面図、第７図はその配管内流速分
布図である。 図において、１は配管、２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは超音波送受信子で
ある。 なお、各図中、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】 １ 管内流体の流れ方向に対して順方向および逆
方向に、上記流体を横断する超音波の伝播時間差
またはこれと等価な数値から管内流体の流量を求
める超音波流量計を配管に設置した超音波流量測
定装置において、前記配管は同一平面内に複数個
の曲がり部を有し、かつ前記超音波流量計は前記
配管の曲がり部における管中心軸によつて形成さ
れる平面の片側に、この平面と平行に少なくとも
２つの超音波伝播径路を形成する超音波送受信子
を備えたことを特徴とする超音波流量測定装置。 ２ 超音波伝播径路は数値積分におけるNewton
−Cotes法、Cebysev法またはGauss法によつて
決まる分点をなし、それぞれの超音波伝播径路に
沿つて求められた線平均流速から上記Newton−
Cotes法、Cebysev法またはGauss法による数値
積分法によつて管断面の面平均流速を求めるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の超音波流量測定装置。 ３ 超音波伝播径路が管断面中心を通る径路を含
まず、下記式により管内流量を求めるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の超音波流量測定装置。 ＝２／ｄo 〓i=1 wi・vi Ｑ＝Ａ・ ただし、wiはNewton−Cotes法、Cebysev法
またはGauss法によつて決まるｉ番目の分点とし
ての超音波伝播径路に対する重み、viは上記ｉ番
目の超音波伝播径路に沿つた線平均流速、ｎは超
音波伝播径路の数、ｄは管内直径、は管断面の
面平均流速、Ａは管断面積、Ｑは管内流体の流量
である。 ４ 超音波伝播径路が管断面中心を通る径路を含
み、その伝播径路がｉ＝１として、下記式により
管内流量を求めるものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の超音波流
量測定装置。 ＝２／ｄ｛w1／２・v1＋o 〓i=2 wi・vi｝ Ｑ＝Ａ・ ただし、wiはNewton−Cotes法、Cebysev法
またはGauss法によつて決まるｉ番目の分点とし
ての超音波伝播径路に対する重み、viは上記ｉ番
目の超音波伝播径路に沿つた線平均流速、ｎは超
音波伝播径路の数、ｄは管内直径、は管断面の
面平均流速、Ａは管断面積、Ｑは管内流体の流量
である。 ５ 超音波伝播径路の一部が、管曲がり部を含む
平面の反対側に配置されたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
の超音波流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4541383A JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4541383A JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171813A JPS59171813A (ja) | 1984-09-28 |
| JPH0447768B2 true JPH0447768B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=12718568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4541383A Granted JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59171813A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0170815B1 (ko) * | 1996-05-27 | 1999-05-01 | 남상용 | 초음파 다회선 유량계 |
| KR100460258B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-12-08 | 인터내셔날하이드로손닉 주식회사 | 초음파 유량측정 방법 및 장치 |
| JP5411672B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2014-02-12 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波給水流量計の検証方法 |
| KR100993617B1 (ko) | 2010-08-11 | 2010-11-11 | (주)제이에스테크 | 외벽부착식 초음파 다회선 유량계 |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4541383A patent/JPS59171813A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59171813A (ja) | 1984-09-28 |
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