JPH0554889B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0554889B2 JPH0554889B2 JP61152950A JP15295086A JPH0554889B2 JP H0554889 B2 JPH0554889 B2 JP H0554889B2 JP 61152950 A JP61152950 A JP 61152950A JP 15295086 A JP15295086 A JP 15295086A JP H0554889 B2 JPH0554889 B2 JP H0554889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- transducer
- pipe
- fluid
- delay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は例えば超音波の管路内流体中の伝播
時間により流量を算出する超音波流量測定装置に
おいて、特に測定流体の温度変化による音響伝播
路の修正に関する。
時間により流量を算出する超音波流量測定装置に
おいて、特に測定流体の温度変化による音響伝播
路の修正に関する。
管路内の流体の流速又は流量を測定する超音波
を利用した流量測定装置において、管路の外周に
１組の超音波送受波器を配置して管路内流体の流
量の測定に関しては昭44−25837号実用新案公報
「超音波流量測定装置」及び昭51−25750号特許公
報「超音波流量測定方式」に示されている。
を利用した流量測定装置において、管路の外周に
１組の超音波送受波器を配置して管路内流体の流
量の測定に関しては昭44−25837号実用新案公報
「超音波流量測定装置」及び昭51−25750号特許公
報「超音波流量測定方式」に示されている。
１組の超音波送受波器を管路の外周にその流体
の流れ方向である管軸に沿つて設置して、超音波
送受波器の管路への取付位置については管路寸
法、管路材質および流体の種類などにより一方の
超音波送受波器から放射される超音波が他方の超
音波送受波器にて十分な感度にて受信できるよう
に音響伝播路が決定されている。
の流れ方向である管軸に沿つて設置して、超音波
送受波器の管路への取付位置については管路寸
法、管路材質および流体の種類などにより一方の
超音波送受波器から放射される超音波が他方の超
音波送受波器にて十分な感度にて受信できるよう
に音響伝播路が決定されている。
上記条件にて一組の超音波送受波器を設置した
とき測定流体温度が変化すると、音響伝播路を形
成している楔体、管路、流体などの媒質の音速度
が変わつて音響伝播路が変化する。
とき測定流体温度が変化すると、音響伝播路を形
成している楔体、管路、流体などの媒質の音速度
が変わつて音響伝播路が変化する。
第４図は従来の反射型音響伝播路の説明図であ
り、音響伝播路が管路内の反射を利用した例を示
すもので、１は内径Ｄの管路、３−１，３−２は
超音波送受波器（以下送受波器と云う）、１１は
合成樹脂材よりなる楔体、Ｌは１組の送受波器３
−１，３−２の超音波ビームの管路１への入射位
置間隔である。
り、音響伝播路が管路内の反射を利用した例を示
すもので、１は内径Ｄの管路、３−１，３−２は
超音波送受波器（以下送受波器と云う）、１１は
合成樹脂材よりなる楔体、Ｌは１組の送受波器３
−１，３−２の超音波ビームの管路１への入射位
置間隔である。
第５図は従来の透過型音響伝播路の説明図であ
り、音響伝播路が管路内の超音波の直接伝播を利
用した例を示すもので、管路１は鉄系材料で内径
はＤ、送受波器３−１，３−２は超音振動子（以
下振動子という）の放射面に合成樹脂材より成る
楔体１１が設けられ、管路１内の流体は水とす
る。
り、音響伝播路が管路内の超音波の直接伝播を利
用した例を示すもので、管路１は鉄系材料で内径
はＤ、送受波器３−１，３−２は超音振動子（以
下振動子という）の放射面に合成樹脂材より成る
楔体１１が設けられ、管路１内の流体は水とす
る。
上記音響伝播路にある媒質の境界面においては
媒質の音速度と入射角によつて超音波の屈折が発
生する。（スネルの法則）流体の温度が変化する
と媒質の音速度が変わるので屈折角が変化して音
響伝播路が変わる。従つて送受波器３−１から放
射される超音波ビームは音響伝播路の変化により
送受波器３−２の所定位置から偏位した位置へ到
達する。
媒質の音速度と入射角によつて超音波の屈折が発
生する。（スネルの法則）流体の温度が変化する
と媒質の音速度が変わるので屈折角が変化して音
響伝播路が変わる。従つて送受波器３−１から放
射される超音波ビームは音響伝播路の変化により
送受波器３−２の所定位置から偏位した位置へ到
達する。
例えばJIS−Ｇ−3452配管用炭素鋼鋼管を使用
し、振動子はPZT、楔体１１の材質はアクリル
とし第４図に示す反射型音響伝播路の管路１にお
いて、送受波器３−１より放射される超音波ビー
ムの管路１への入射角を47°とすると流体の温度
が10℃から60℃へ変わつたとき、管路寸法25A，
50A，100A，200Aにおける超音波ビームの到達
位置の送受波器３−１，３−２の所定入射間隔Ｌ
よりの偏位置は5.4mm，8.8mm，15.6mm，30.3mmと
なり、流体温度が変わると超音波ビームの到達位
置が変化するので送受波器３−２における超音波
の受信信号レベルが低下する。
し、振動子はPZT、楔体１１の材質はアクリル
とし第４図に示す反射型音響伝播路の管路１にお
いて、送受波器３−１より放射される超音波ビー
ムの管路１への入射角を47°とすると流体の温度
が10℃から60℃へ変わつたとき、管路寸法25A，
50A，100A，200Aにおける超音波ビームの到達
位置の送受波器３−１，３−２の所定入射間隔Ｌ
よりの偏位置は5.4mm，8.8mm，15.6mm，30.3mmと
なり、流体温度が変わると超音波ビームの到達位
置が変化するので送受波器３−２における超音波
の受信信号レベルが低下する。
また一方において、
Ｃ；流体の音速度、φ；超音波の流体への屈折角
τ；固定遅延時間、Ｖ；流体の流速
td； 送受波器３−１から送受波器３−２の流れ
に順方向の伝播時間、 tu； 送受波器３−２から送受波器３−１の流れ
に逆方向の伝播時間とすると、 td＝Ｄ／（Ｃ＋Vsinφ）cosφ＋τ tu＝Ｄ／（Ｃ−Vsinφ）cosφ＋τ Δt＝tu−td Ｔ＝１／２（Tu＋Td） Ｖ＝Ｄ・Δt／sin2φ・（Ｔ−τ）2 温度が変わると音響伝播路を構成する各媒質の
音速度が変化する。従つて管路１への超音波ビー
ムの入射角を一定とすると屈折角φが変化するの
で流速Ｖが変わり測定誤差になる。
に順方向の伝播時間、 tu； 送受波器３−２から送受波器３−１の流れ
に逆方向の伝播時間とすると、 td＝Ｄ／（Ｃ＋Vsinφ）cosφ＋τ tu＝Ｄ／（Ｃ−Vsinφ）cosφ＋τ Δt＝tu−td Ｔ＝１／２（Tu＋Td） Ｖ＝Ｄ・Δt／sin2φ・（Ｔ−τ）2 温度が変わると音響伝播路を構成する各媒質の
音速度が変化する。従つて管路１への超音波ビー
ムの入射角を一定とすると屈折角φが変化するの
で流速Ｖが変わり測定誤差になる。
流体の流速及び流量は超音波の一組の送受波器
３−１，３−２間の伝播時間差ならびに管軸と超
音波の伝播方向のなす角度によつて決まるので、
同一流速あるいは同一流量において流体温度が変
化すると出力は変化して測定誤差を発生する。
３−１，３−２間の伝播時間差ならびに管軸と超
音波の伝播方向のなす角度によつて決まるので、
同一流速あるいは同一流量において流体温度が変
化すると出力は変化して測定誤差を発生する。
上記のような従来の超音波流量測定装置では流
体の温度が変わると音響伝播路を形成する媒質の
音速度が変化して各媒質の境界面における超音波
の屈折角が変化するので音響伝播路が偏位して、
送受波器３−１から送信された超音波ビームは送
受波器３−２の所定位置より偏位した位置に到達
する。この状態は流体温度の変化ならびに管路寸
法が大きくなるに対応して顕著になるので、送受
波器３−２が受信する超音波レベルが減少して受
信感度の低下をもたらし、極端な場合は音響伝播
路の偏位が大きくなり超音波ビームが到達せず受
信不能になる。更に従来の方法では温度変化によ
る測定誤差の介入は避けられなかつた。従つて受
信感度の低下とともに測定誤差が介入しまた測定
不能になることがある。
体の温度が変わると音響伝播路を形成する媒質の
音速度が変化して各媒質の境界面における超音波
の屈折角が変化するので音響伝播路が偏位して、
送受波器３−１から送信された超音波ビームは送
受波器３−２の所定位置より偏位した位置に到達
する。この状態は流体温度の変化ならびに管路寸
法が大きくなるに対応して顕著になるので、送受
波器３−２が受信する超音波レベルが減少して受
信感度の低下をもたらし、極端な場合は音響伝播
路の偏位が大きくなり超音波ビームが到達せず受
信不能になる。更に従来の方法では温度変化によ
る測定誤差の介入は避けられなかつた。従つて受
信感度の低下とともに測定誤差が介入しまた測定
不能になることがある。
特に工業用プラントにおいて管路１内流量を測
定するとき、管路寸法、管路材質、流体の種類
（水以外の流体）、流体の温度など音響伝播路を変
える要因が非常に多い。音響伝播路を修正するに
は送受波器３−１，３−２の振動子放射面に設け
られている楔体１１の形状を変えて管路１への超
音波ビームの入射角を変更しなければならないと
いう問題点があつた。
定するとき、管路寸法、管路材質、流体の種類
（水以外の流体）、流体の温度など音響伝播路を変
える要因が非常に多い。音響伝播路を修正するに
は送受波器３−１，３−２の振動子放射面に設け
られている楔体１１の形状を変えて管路１への超
音波ビームの入射角を変更しなければならないと
いう問題点があつた。
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、流量計測の応用面を拡大するために
管路寸法、管路材質、流体の音速度や流体温度な
どが変化しても、１組の送受波器３−１，３−２
の超音波の音響伝播路が安定して常時正常な受信
信号が得られ測定誤差の発生を抑制するように、
送受波器３−１，３−２から放射される超音波ビ
ームの管路１への入射角を自動的に制御できる超
音波流量測定装置を得ることを目的とする。
れたもので、流量計測の応用面を拡大するために
管路寸法、管路材質、流体の音速度や流体温度な
どが変化しても、１組の送受波器３−１，３−２
の超音波の音響伝播路が安定して常時正常な受信
信号が得られ測定誤差の発生を抑制するように、
送受波器３−１，３−２から放射される超音波ビ
ームの管路１への入射角を自動的に制御できる超
音波流量測定装置を得ることを目的とする。
管路の外周に管軸方向に縦列に１組の超音波送
受波器を配置して管路内流体の超音波伝播時間よ
り流体の流量を測定する超音波流量測定装置にお
いて、複数個の個別に励振される超音波振動子を
合成樹脂材よりなる楔体の管軸方向の傾斜面に配
列された超音波送受波器と、超音波送受波器内に
配列される一方の端の超音波振動子を基準にして
配列順にΔt，2Δt，3Δt……の遅延量を与える遅
延量可調節の複数個の遅延回路と超音波送受波器
へ遅延回路を経て、パルス信号を供給するパルス
回路と、流体の温度を検出する温度検出手段と、
遅延回路の遅延量を温度検出手段の出力信号に対
応した制御信号を発生する制御回路とを具備した
ものである。
受波器を配置して管路内流体の超音波伝播時間よ
り流体の流量を測定する超音波流量測定装置にお
いて、複数個の個別に励振される超音波振動子を
合成樹脂材よりなる楔体の管軸方向の傾斜面に配
列された超音波送受波器と、超音波送受波器内に
配列される一方の端の超音波振動子を基準にして
配列順にΔt，2Δt，3Δt……の遅延量を与える遅
延量可調節の複数個の遅延回路と超音波送受波器
へ遅延回路を経て、パルス信号を供給するパルス
回路と、流体の温度を検出する温度検出手段と、
遅延回路の遅延量を温度検出手段の出力信号に対
応した制御信号を発生する制御回路とを具備した
ものである。
この発明においては、送受波器は夫々複数個の
振動子より成り、相互の振動子のパルス信号によ
る励振はパルス発生回路より遅延回路を経て加え
られ、夫々の遅延回路の一定の関連をもつて遅延
される遅延量は測定する流体温度に対応して自動
的に制御されるので夫々の振動子のパルス信号の
励振位相が流体温度により調節され、この励振位
相を変えることにより送受波器から放射される超
音波ビームの管路への入射角を変化させて音響伝
播路が適正に維持される。
振動子より成り、相互の振動子のパルス信号によ
る励振はパルス発生回路より遅延回路を経て加え
られ、夫々の遅延回路の一定の関連をもつて遅延
される遅延量は測定する流体温度に対応して自動
的に制御されるので夫々の振動子のパルス信号の
励振位相が流体温度により調節され、この励振位
相を変えることにより送受波器から放射される超
音波ビームの管路への入射角を変化させて音響伝
播路が適正に維持される。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク図
であり、１は上記従来装置と同一である。２は超
音波を発生する電気−音響変換を行う振動子、３
は個別に励振され、一列に配列された複数個の振
動子２より成る送受波器、４は複数個の振動子２
を個別励振するパルス信号を発生するパルス回
路、５は複数個の振動子毎に設けられパルス回路
４のパルス信号の励振位相に一定の関連をもつて
遅延を与える遅延回路、６は測定流体の温度信号
を発生する温度検出器、７は流体温度信号により
各遅延回路５の遅延量を調節する制御回路、８は
送受波器３が放射する超音波ビームの放射方向で
ある。
であり、１は上記従来装置と同一である。２は超
音波を発生する電気−音響変換を行う振動子、３
は個別に励振され、一列に配列された複数個の振
動子２より成る送受波器、４は複数個の振動子２
を個別励振するパルス信号を発生するパルス回
路、５は複数個の振動子毎に設けられパルス回路
４のパルス信号の励振位相に一定の関連をもつて
遅延を与える遅延回路、６は測定流体の温度信号
を発生する温度検出器、７は流体温度信号により
各遅延回路５の遅延量を調節する制御回路、８は
送受波器３が放射する超音波ビームの放射方向で
ある。
上記のように構成された超音波流量測定装置に
おいて、送受波器３の内部には例えば個別に励振
される４個の振動子２が設けられ、パルス回路４
より４回路に分岐されたパルス信号が個別の遅延
回路５を経て振動子２を励振する。
おいて、送受波器３の内部には例えば個別に励振
される４個の振動子２が設けられ、パルス回路４
より４回路に分岐されたパルス信号が個別の遅延
回路５を経て振動子２を励振する。
流体温度が常温に等しいときは各遅延回路５の
遅延量は凡て等しく、個別に励振された振動子２
よりなる送受波器３から放射される超音波ビーム
の放射方向８は送受波器３の放射面に垂直な方向
となる。
遅延量は凡て等しく、個別に励振された振動子２
よりなる送受波器３から放射される超音波ビーム
の放射方向８は送受波器３の放射面に垂直な方向
となる。
流体温度が常温より上昇したとき温度検出器６
の出力信号が変化して制御回路７の出力は遅延回
路５が備えている遅延量切替タツプへの接続位置
を切替えて各振動子２へ加えられる励振パルス信
号の遅延量が制御される。複数個の振動子２の励
振パルス信号の位相を夫々変化したときの送受波
器３より放射される超音波ビームの放射特性につ
いて、 第２図は送受波器３の超音波ビームの放射特性
の説明図、ｄは振動子２の配置間隔、Ｃは媒質の
音速度、Δtは遅延回路４の遅延量、θは超音波
ビームの放射方向の偏位角、各振動子２へのパル
ス信号の遅延量は図に示すとおり、その振動子２
の配列によりdsinθに対応して付与されて超音波
ビームの偏位角は θ＝sin-1（−Ｃ・Δt／ｄ） となる、振動子２を個別に励振するパルス信号に
振動子２の配列順に配列の一方の端からΔt，
2Δt，3Δt……の振動子２毎に異なる遅延を夫々
与えて励振パルス信号の位相を変化させることに
より、複数個の振動子２から放射され合成超音波
ビームの放射方向は振動子２の放射面に垂直な方
向から振動子２の配列方向にその遅延量に比例し
て偏位角が増加するように偏位させることができ
る。また振動子２へ与える遅延量の基準位置を他
方の端として順次遅延量を増加すると超音波ビー
ムの偏位角は垂直方向から上記偏位方向と逆の方
向に偏位させることができる。
の出力信号が変化して制御回路７の出力は遅延回
路５が備えている遅延量切替タツプへの接続位置
を切替えて各振動子２へ加えられる励振パルス信
号の遅延量が制御される。複数個の振動子２の励
振パルス信号の位相を夫々変化したときの送受波
器３より放射される超音波ビームの放射特性につ
いて、 第２図は送受波器３の超音波ビームの放射特性
の説明図、ｄは振動子２の配置間隔、Ｃは媒質の
音速度、Δtは遅延回路４の遅延量、θは超音波
ビームの放射方向の偏位角、各振動子２へのパル
ス信号の遅延量は図に示すとおり、その振動子２
の配列によりdsinθに対応して付与されて超音波
ビームの偏位角は θ＝sin-1（−Ｃ・Δt／ｄ） となる、振動子２を個別に励振するパルス信号に
振動子２の配列順に配列の一方の端からΔt，
2Δt，3Δt……の振動子２毎に異なる遅延を夫々
与えて励振パルス信号の位相を変化させることに
より、複数個の振動子２から放射され合成超音波
ビームの放射方向は振動子２の放射面に垂直な方
向から振動子２の配列方向にその遅延量に比例し
て偏位角が増加するように偏位させることができ
る。また振動子２へ与える遅延量の基準位置を他
方の端として順次遅延量を増加すると超音波ビー
ムの偏位角は垂直方向から上記偏位方向と逆の方
向に偏位させることができる。
第３図に送受波器３の構造図の一例を示す。
１２は合成樹脂材より成る背板で４個の振動子
２が一定間隔ｄに配置されて合成樹脂により一体
構造に成形されており、楔体１１の傾斜面に沿つ
て振動子２を配列し且つ放射面を楔体１１に接着
させて送受波器３を管路１へ装着したとき、超音
波ビームは楔体１１を経て管路１内へ放射される
構造となつている。
２が一定間隔ｄに配置されて合成樹脂により一体
構造に成形されており、楔体１１の傾斜面に沿つ
て振動子２を配列し且つ放射面を楔体１１に接着
させて送受波器３を管路１へ装着したとき、超音
波ビームは楔体１１を経て管路１内へ放射される
構造となつている。
上記構造において、送受波器３−１から放射さ
れる超音波ビームのJIS Ｇ 3452配管用炭素鋼鋼
管５０Ａを使用した管路１への入射角47°とし流
体温度が20℃のとき、１組の送受波器３−１，３
−２の超音波ビームの管路１への入射位置間隔Ｌ
は56.0mmとなる。流体温度が上昇したとき管路１
の材質及びアクリル材の楔体１１の音速度は減少
するが、流体（水）の音速度は増加するので音響
伝播路の各媒質の境界位置における屈折角が変化
して音響伝播路が変わる。
れる超音波ビームのJIS Ｇ 3452配管用炭素鋼鋼
管５０Ａを使用した管路１への入射角47°とし流
体温度が20℃のとき、１組の送受波器３−１，３
−２の超音波ビームの管路１への入射位置間隔Ｌ
は56.0mmとなる。流体温度が上昇したとき管路１
の材質及びアクリル材の楔体１１の音速度は減少
するが、流体（水）の音速度は増加するので音響
伝播路の各媒質の境界位置における屈折角が変化
して音響伝播路が変わる。
例えば流体温度が20℃から60℃に上昇したとき
上記入射位置間隔Ｌの値は62.7mmとなる。このと
き送受波器３−１の超音波ビームの管路１への入
射角を47°から44.6°になるように遅延回路５の遅
延量を調節することにより屈折角の変動による音
響伝播路の変化が修正されて超音波ビームの管路
１内の反射位置は流体温度が常温のときの位置と
一致し且つ到達位置も送受波器３−２の位置と一
致する。
上記入射位置間隔Ｌの値は62.7mmとなる。このと
き送受波器３−１の超音波ビームの管路１への入
射角を47°から44.6°になるように遅延回路５の遅
延量を調節することにより屈折角の変動による音
響伝播路の変化が修正されて超音波ビームの管路
１内の反射位置は流体温度が常温のときの位置と
一致し且つ到達位置も送受波器３−２の位置と一
致する。
上記内容は１組の送受波器３−１，３−２を第
５図に示す透過型音響伝播路の管路１に装着して
も同様に修正を行うことができる。送受波器３−
１から放射される超音波ビームの管路１への入射
角を変えると音響伝播路の各媒質の境界面におけ
る屈折角が流体温度により屈折角が変化しても超
音波ビームは受信用送受波器３−２の所定位置へ
到達できるように音響伝播路が常に正しく確保さ
れる。
５図に示す透過型音響伝播路の管路１に装着して
も同様に修正を行うことができる。送受波器３−
１から放射される超音波ビームの管路１への入射
角を変えると音響伝播路の各媒質の境界面におけ
る屈折角が流体温度により屈折角が変化しても超
音波ビームは受信用送受波器３−２の所定位置へ
到達できるように音響伝播路が常に正しく確保さ
れる。
流体温度の検出は温度検出器を管路１へ装着し
て行うか又は流体温度による音速度の変化を利用
して流量測定を行う１組の送受波器３−１，３−
２を使用して超音波の伝播時間より算出すること
ができる。流体温度信号により遅延回路４の遅延
量を自動的に変化させて各振動子２の励振位相を
変えると、送受波器３内の振動子２は管路１の管
軸方向に配列されているので超音波ビームの放射
角は管軸を含む平面内で変化するので、これによ
り超音波ビームの管路１への入射角が変化でき
る。
て行うか又は流体温度による音速度の変化を利用
して流量測定を行う１組の送受波器３−１，３−
２を使用して超音波の伝播時間より算出すること
ができる。流体温度信号により遅延回路４の遅延
量を自動的に変化させて各振動子２の励振位相を
変えると、送受波器３内の振動子２は管路１の管
軸方向に配列されているので超音波ビームの放射
角は管軸を含む平面内で変化するので、これによ
り超音波ビームの管路１への入射角が変化でき
る。
この超音波流量測定装置においては、１組の送
受波器３−１及び３−２は交互励振を行うので、
超音波信号の送信時ならびに受信時に同一遅延量
が付与されており、送受波器３−１，３−２の超
音波ビーム放射特性の管路１とのなす角度は送信
時及び受信時においても夫々等しい。
受波器３−１及び３−２は交互励振を行うので、
超音波信号の送信時ならびに受信時に同一遅延量
が付与されており、送受波器３−１，３−２の超
音波ビーム放射特性の管路１とのなす角度は送信
時及び受信時においても夫々等しい。
本発明は送受波器３内に複数個の振動子２を配
置して、振動子２を励振するパルス信号の位相を
流体温度信号により遅延回路５の遅延量を振動子
２の配列に対応した一定の関連をもつて遅延量の
変化を与えて制御することにより常に１組の送受
波器３のビーム放射特性の管路１とのなす角度を
修正して常に適正な音響伝播路を形成させ、送受
波器３の超音波信号の送信及び受信を最良感度の
状態にて行い流体への屈折角の変化を修正して正
確な測定を行わせることができる。
置して、振動子２を励振するパルス信号の位相を
流体温度信号により遅延回路５の遅延量を振動子
２の配列に対応した一定の関連をもつて遅延量の
変化を与えて制御することにより常に１組の送受
波器３のビーム放射特性の管路１とのなす角度を
修正して常に適正な音響伝播路を形成させ、送受
波器３の超音波信号の送信及び受信を最良感度の
状態にて行い流体への屈折角の変化を修正して正
確な測定を行わせることができる。
また管路寸法、管路材質や流体の種類などが変
わつても最適な音響伝播路が形成できるよう遅延
回路４の遅延量を調節して行なうことができる。
わつても最適な音響伝播路が形成できるよう遅延
回路４の遅延量を調節して行なうことができる。
この発明は以上説明したとおり、送受波器内に
複数個の振動子を配列し、夫々の振動子を励振す
る信号の位相を流体温度により調節するという簡
単な構造により、測定流体の温度が変化しても測
定流体の温度信号により送受波器の各振動子を励
振するパルス信号の相互の位相を一定の関連をも
つて調節することにより送受波器から放射される
超音波ビームの放射特性の管路とのなす角度を制
御して常に１組の送受波器に最適な音響伝播路を
形成させて、正確な測定を行うことができる。更
に管路寸法、管路材質、測定流体の種類や流体温
度などが異なる工業用プラントなどにおける流量
測定にも広く適用できるので超音波流量計の応用
面が拡張できる効果がある。
複数個の振動子を配列し、夫々の振動子を励振す
る信号の位相を流体温度により調節するという簡
単な構造により、測定流体の温度が変化しても測
定流体の温度信号により送受波器の各振動子を励
振するパルス信号の相互の位相を一定の関連をも
つて調節することにより送受波器から放射される
超音波ビームの放射特性の管路とのなす角度を制
御して常に１組の送受波器に最適な音響伝播路を
形成させて、正確な測定を行うことができる。更
に管路寸法、管路材質、測定流体の種類や流体温
度などが異なる工業用プラントなどにおける流量
測定にも広く適用できるので超音波流量計の応用
面が拡張できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は超音波ビームの放射特性の説明図、
第３図は送受波器の構造図の一例、第４図は従来
の反射型音響伝播路の説明図、第５図は従来の透
過型音響伝播路の説明図である。 図において、２は超音波振動子、３は超音波送
受波器、４はパルス回路、５は遅延回路、６は温
度検出器、７は制御回路、８は超音波ビームの放
射方向である。なお、各図中同一符号は同一また
は相当を示す。
図、第２図は超音波ビームの放射特性の説明図、
第３図は送受波器の構造図の一例、第４図は従来
の反射型音響伝播路の説明図、第５図は従来の透
過型音響伝播路の説明図である。 図において、２は超音波振動子、３は超音波送
受波器、４はパルス回路、５は遅延回路、６は温
度検出器、７は制御回路、８は超音波ビームの放
射方向である。なお、各図中同一符号は同一また
は相当を示す。
Claims (1)
- １ 管路の外周に管軸方向に縦列に１組の超音波
送受波器を配置して管路内流体の超音波伝搬時間
より流体の流量を測定する超音波流量測定装置に
おいて、複数個の個別に励振される超音波振動子
を合成樹脂材よりなる楔体の管軸方向の傾斜面に
配列されてなる超音波送受流器と、前記超音波送
受波器内に配列される一方の端の超音波振動子を
基準にしてその配列順にΔt，2Δt，3Δt……の遅
延量を与える遅延量可調節の複数個の遅延回路
と、前記超音波送受波器へ前記遅延回路を経てパ
ルス信号を供給するパルス回路と、流体温度を検
出する温度検出手段と、前記遅延回路の遅延量を
前記温度検出手段の出力信号に対応させた制御信
号を発生する制御回路とを具備し、流体温度の信
号により前記超音波送受波器の超音波放射方向の
管路とのなす角度を調節することを特徴とする超
音波流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152950A JPS638515A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 超音波流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152950A JPS638515A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 超音波流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638515A JPS638515A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0554889B2 true JPH0554889B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=15551703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152950A Granted JPS638515A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 超音波流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS638515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0926342A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波振動子及びこれを用いた超音波流量計 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4746903B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2011-08-10 | 東京計装株式会社 | 超音波流量計 |
| JP7035263B1 (ja) * | 2021-11-25 | 2022-03-14 | 東京計装株式会社 | 超音波流量計 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61152950A patent/JPS638515A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0926342A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波振動子及びこれを用いた超音波流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638515A (ja) | 1988-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4015470A (en) | Flow measuring method and apparatus | |
| US4930358A (en) | Method of and apparatus for measuring flow velocity by using ultrasonic waves | |
| EP0264991B1 (en) | Ultrasonic flow meter | |
| JP3216769B2 (ja) | クランプオン型超音波流量計における温度圧力補償方法 | |
| CN1725019B (zh) | 钳式多普勒超声波流速分布仪 | |
| US4195517A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
| US4103551A (en) | Ultrasonic measuring system for differing flow conditions | |
| EP2816327B1 (en) | Ultrasonic flowmeter | |
| JP2001356034A (ja) | 超音波流量測定方法及び超音波流量測定装置 | |
| EP0657021B1 (en) | Flow meter | |
| JPH0554889B2 (ja) | ||
| JP3136002B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP3535612B2 (ja) | 超音波送受信装置 | |
| JP4827007B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| CN115790727A (zh) | 一种超声波明渠流量计及流速计算方法 | |
| JPH0376866B2 (ja) | ||
| JPH0221528B2 (ja) | ||
| JPH07139982A (ja) | 超音波流量計 | |
| Kang et al. | Flow measurement based on two-dimensional flexural ultrasonic phased arrays | |
| JP2000193674A (ja) | 斜角式超音波センサ、それを用いた超音波流速測定装置、及び流速測定方法 | |
| JPS631217Y2 (ja) | ||
| JPS6040916A (ja) | 超音波流速・流量計の温度変化誤差の補正法 | |
| RU53001U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
| JPH079052Y2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2004045425A (ja) | 流量計測装置 |