JPH07294299A

JPH07294299A - 渦流量計

Info

Publication number: JPH07294299A
Application number: JP6083135A
Authority: JP
Inventors: Ichizo Ito; 一造伊藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】信頼性の高い液シール構成でノイズの影響を
有効に除去し感度良く検出する。【構成】振動子が薄肉のホルダに収納されこのホルダ
が管路の管璧に測定液体とは直接接液する状態で挿入さ
れた一対の超音波送受波器１２，１３と、発振周波数を
含むバースト波で一方の超音波送受波器を間欠的に駆動
する駆動手段と、バースト波の送出のタイミングを制御
する基準信号を送出する基準タイミング回路１７と、基
準信号に同期し管路の径と測定流体の音速との関数でサ
ンプリング時点が変化するサンプリング信号を発生する
サンプリング信号発生回路１８と、超音波送受波器で受
信され渦により振幅変調された振幅変調信号をサンプリ
ング信号によりサンプリングするサンプリング回路２０
と、サンプリングされた振幅変調信号の包絡線を求める
フイルタ手段とを具備し、この包絡線から渦周波数を検
出するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、渦発生体の下流側の管
路の管壁に一対の超音波送受波器を取り付け測定流体に
より渦発生体で発生された渦に超音波送受波器の一方か
ら超音波を放射し他方の超音波送受波器で渦を受信する
渦流量計に係り、特に、信頼性の高い液シール構成でノ
イズの影響を有効に除去し感度良く検出できるように改
良した渦流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】渦発生体の下流側の管路の外壁に一対の
超音波送受波器をクランプオン形で取り付けて渦信号を
検出する従来の渦流量計として、実公昭４８−１７０１
０号「考案の名称：流速測定装置」がある。以下、この
概要について図７〜図９を用いて説明する。

【０００３】図７はこの従来の渦流量計の構成を示す構
成図である。１は流れの中に挿入したカルマン渦を生成
するための渦発生体で、ここでは円柱状の物体が例示さ
れている。２は渦発生体１で生成された渦、３は測定流
体が流れる管路である。

【０００４】４は超音波信号発信器、５は超音波信号受
信器である。これらの超音波信号発信器４および超音波
信号受信器５は渦発生体１の下流側に測定流体の流れ方
向とほぼ直角になるように互に対向して管路３に取り付
けられており、カルマン渦の生成数（単位時間に流れて
いく渦の数）を検出するための検出装置を構成してい
る。

【０００５】いま、図７の点線で示す超音波信号の伝播
経路に渦が存在していない場合は、超音波信号発信器４
と超音波信号受信器５との距離をＤ、媒体中の音速をＣ
_Aとすれば、その伝播時間τ₀は τ₀＝Ｄ／Ｃ_A （１）で示される。

【０００６】次に、この点線の位置にカルマン渦が存在
し超音波の送出方向と渦の速度成分Ｖ₁の方向とが同じ
ときの伝播時間τ₁は、渦の直径をｄ_Vとすれば、 τ₁＝［ｄ_V／（Ｃ_A＋Ｖ₁）］＋［（Ｄ−ｄ_V）／Ｃ_A］（２）で示される。

【０００７】また、この点線の位置にカルマン渦が存在
し超音波の送出方向と渦の速度成分Ｖ₂の方向とが逆方
向のときの伝播時間τ₂は、渦の直径をｄ_Vとすれば、 τ₂＝［ｄ_V／（Ｃ_A−Ｖ₂）］＋［（Ｄ−ｄ_V）／Ｃ_A］（３）で示される。

【０００８】以上の点を、超音波信号の伝播時間τの時
間ｔに対する変化として図示すると図８に示すようにな
る。そして、単位時間に信号の伝播時間が変化する回数
は、伝播経路を渦が通過する数、つまりカルマン渦の生
成数に等しいので、この変化を適当な装置により計数す
ることにより流体の流量を知ることができる。

【０００９】図９は、この変化を計数する装置の例を示
す。この装置は、パルス発生器及び増幅器などを含む電
子回路６、ＦＭ信号復調器７、計数器８などで構成され
ている。

【００１０】電子回路６はパルス信号を超音波発信器４
に加え、超音波発信器４はここから超音波信号を渦に向
かって発信させる。一方、超音波受信器５はこの渦で変
調された受信信号によって生じた新たなパルス信号を電
子回路６を介して再び超音波発信器４に印加する。

【００１１】このようなシングアラウンド方式を採用す
る結果、これらのループには超音波発信器４の遅れ時
間、流体中の伝播時間、超音波受信器５の遅れ時間など
の和に対応する総遅れ時間に逆比例した周波数のパルス
信号Ｐ₀が得られる。

【００１２】流体中の伝播時間はカルマン渦が通過する
毎に変化するので、パルス信号Ｐ₀は渦で周波数変調さ
れた信号となる。このパルス信号Ｐ₀は復調器７で復調
された後、計数器８に印加され、この計数器８の計数結
果から流量を知ることができる。

【００１３】しかしながら、以上のようにクランプオン
形で管路の外壁に固定し連続的に超音波を送出して駆動
する渦流量計は、管路を経由するノイズの影響を受けや
すいという問題がある。この問題点を図１０に示す渦流
量計の縦断面図を用いて説明する。

【００１４】ステンレス製の管路３の直径方向には渦発
生体１が、この渦発生体１の下流側の管路３の外壁に
は、超音波発信器４と超音波受信器５とが対向して測定
流体に対して非接触状態で固定されている。

【００１５】この結果、超音波発信器４から送出された
超音波は渦をよぎる伝播経路により超音波受信器５で受
信される太線で示す超音波Ａの他に、超音波発信器４か
ら管路３の内部を経由して超音波受信器５で受信される
点線で示す管路漏洩波としての超音波Ｂ、超音波発信器
４から送出され管路３の内壁で反射を繰り返して超音波
受信器５で受信される細線で示す定在波としての超音波
Ｃが存在する。

【００１６】これらの超音波Ｂ、Ｃはノイズであるが、
図９に示す構成の場合は、連続波として超音波発信器４
から超音波を送信するので、超音波受信器５はこれらの
ノイズをも含んで検出されることとなり、安定にかつ正
確に渦を検出することができない。

【００１７】そこで、渦信号を含む超音波Ａとノイズで
ある超音波Ｂ、Ｃとを識別するために超音波送受波器
（超音波発信器と超音波受信器）などを測定流体に接液
する構成として、例えば図１１に示すような測定流体の
液シール機構としてＯリングを用いる構成が採用されて
いる。

【００１８】図１１（Ａ）（Ｃ）は測定流体が液体の場
合の構成であり、図１１（Ｂ）は測定流体が気体の場合
の構成である。図１１（Ａ）は超音波送受波器が一対の
場合であり、ステンレス製のホルダを有する超音波送受
波器９ａ、９ｂがＯリング９ｃを介して管路３に固定さ
れている。

【００１９】図１１（Ｃ）は超音波送受波器が二対の場
合であり、同様にステンレス製のホルダを有する一対の
超音波送受波器９ｄ、９ｅがＯリング９ｆ、９ｇを介し
て管路３に固定され、他の一対の超音波送受波器９ｈ、
９ｉもＯリング９ｊ、９ｋを介して管路３に固定されて
いる。一方を測定用、他方を基準用として用いる。

【００２０】図１１（Ｂ）は一対の超音波振動子９ｍ、
９ｎがホルダを介さずにＯリング９ｐ、９ｑを介して測
定流体に直接接触する構成である。これらの構成では、
いずれもシール機構としてＯリングを介して管路に固定
されている。音響インピーダンスの大きい液体の場合は
振動子をホルダに収納しても信号成分が大きいのでこの
点では問題ないが、シール構造がＯリングに依存するこ
とから信頼性に欠ける。

【００２１】一方、音響インピーダンスの小さい気体流
量の測定では金属性のホルダに収納したのでは信号成分
が小さくなるので、振動子が直接測定流体に接する構造
となり、信頼性に欠ける欠点がある。

【００２２】そこで、本発明者は特開平５−９９７１３
号「発明の名称：渦流量計」に開示されているように間
欠的に超音波をバースト波として送出し、信号成分と漏
洩成分との伝播時間差が異なることを利用してこれ等を
識別し、位相復調方式により復調する提案をしている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな位相復調方式による渦流量計は、サンプリングして
いないときは、位相復調器の入力は基準波と同相となる
ので出力がゼロとなり、これをローパスフイルタで平滑
すると包絡線のエンペロープが低下し全体として検出感
度が著しく小さくなるという問題がある。

【００２４】逆に、検出感度を向上させようとすると、
間欠駆動の周期を小さくすることとなるが、これは連続
駆動に近くなることを意味し、管壁などを伝達する超音
波ノイズと識別することが困難となる。

【００２５】そこで、本発明では、金属ホルダに振動
子を収納して信頼性を向上させると共に、間欠的に駆
動して管路からの超音波ノイズを時間差により識別し、
さらに位相復調器でなく、ピークホールドにより信号
検出をすることにより感度の低下を防止して、気体流量
をも信頼性をもって検出できるように改良した。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を実
現するための主な構成として、渦振動を起こしている測
定流体を流す管路の管璧から超音波を放射しこの渦振動
により先の超音波が変調された信号を受信して先の測定
流体の流量を計測する渦流量計において、振動子が薄肉
のホルダに収納されこのホルダが先の管璧に先の測定液
体とは直接接液する状態で挿入された一対の超音波送受
波器と、発振周波数を含むバースト波で一方の先の超音
波送受波器を間欠的に駆動する駆動手段と、先のバース
ト波の送出のタイミングを制御する基準信号を送出する
基準タイミング手段と、この基準信号に同期し先の管路
の径と先の測定流体の音速との関数でサンプリング時点
が変化するサンプリング信号を発生するサンプリング信
号発生手段と、他方の先の超音波送受波器で受信され先
の渦により振幅変調された振幅変調信号を先のサンプリ
ング信号によりサンプリングするサンプリング手段と、
このサンプリング手段によりサンプリングされた先の振
幅変調信号の包絡線を求めるフイルタ手段とを具備し、
この包絡線から渦周波数を検出するようにしたものであ
る。

【００２７】

【作用】一対の超音波送受波器は振動子が薄肉のホル
ダに収納されこのホルダが渦振動を起こしている測定流
体を流す管路の管璧に先の測定液体とは直接接液する状
態で挿入されている。

【００２８】駆動手段は、発振周波数を含むバースト波
で一方の先の超音波送受波器を間欠的に駆動する。そし
て、基準タイミング手段は、先のバースト波の送出のタ
イミングを制御する基準信号を送出する。

【００２９】サンプリング信号発生手段は、この基準信
号に同期し先の管路の径と先の測定流体の音速との関数
でサンプリング時点が変化するサンプリング信号を発生
させる。

【００３０】そして、サンプリング手段は他方の先の超
音波送受波器で受信され先の渦により振幅変調された振
幅変調信号を先のサンプリング信号によりサンプリング
し、フイルタ手段はこのサンプリング手段によりサンプ
リングされた先の振幅変調信号の包絡線を求め、この包
絡線から渦周波数を検出する。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。

【００３２】管路１０は例えばステンレス製であり測定
流体を流す。渦発生体１１はこの管路１０の直径方向に
固定され梯形状の横断面を有している。超音波送受波器
１２は渦発生体１１の下流側でこの管路１０に測定流体
に接触した状態で固定されている。さらに、超音波送受
波器１３がこの超音波送受波器１２に対向して同様に配
置されている。

【００３３】発振器１４は、例えば１〜２ＭＨｚ程度の
発振周波数ｆ_osで連続して発振する発振電圧Ｖ_osをスイ
ッチ１５に送出する。スイッチ１５は、ゲート幅Ｗ₁を
持つ基準信号Ｓ₁によりオン／オフ制御され、発振電圧
Ｖ_osをゲート幅Ｗ₁に対応するバースト波Ｓ_Bとして超音
波送受波器１２に印加する。

【００３４】ダンピング回路１６は、この基準信号Ｓ₁
でオフ／オンされ、超音波送受波器１２で生じるゆっく
り変動する残留振動を伴う振動電圧Ｖ_Rを抵抗で終端し
て速やかにゼロレベルに減衰させる。

【００３５】基準タイミング回路１７は、基準信号Ｓ₁
を発生させ信号サンプリングの時間基準を与える。この
基準信号Ｓ₁のハイレベルでスイッチ１５をオンとし、
ローレベルでダンピング回路１６の抵抗をオンとする。
同時に、基準タイミング回路１７はサンプリング信号発
生回路１８にも基準信号Ｓ₁を出力する。

【００３６】サンプリング信号発生回路１８は、基準信
号Ｓ₁を受信し、これをサンプリング信号Ｓ₂とリセット
信号Ｓ₃として、基準信号Ｓ₁に対して管路１０の内径Ｌ
と測定流体の音速Ｃ_Aとの関数（Ｌ／Ｃ_A）で決まる時間
Ｔだけ遅らして出力する。

【００３７】このうち、サンプリング信号Ｓ₂はゲート
幅Ｗ₁に対応する所定のゲート幅Ｗ₂を有し、リセット信
号Ｓ₃はゲート幅Ｗ₂に対して極めて短い時間幅でリセッ
トする信号として出力される。

【００３８】一方、超音波送受波器１３で受信された振
幅変調信号Ｓ_Aは、プリアンプ１９で増幅されてサンプ
リング回路２０に出力される。サンプリング回路２０で
は、サンプリング信号Ｓ₂のゲート幅Ｗ₂に入る振幅変調
信号Ｓ_Aのみをサンプリングして同調アンプ２１に出力
する。

【００３９】同調アンプ２１は、サンプリングされた振
幅変調信号Ｓ_Aを増幅し同調信号Ｓ_sとして次段のピーク
検出／半波回路２２に出力する。ピーク検出／半波回路
２２にはリセット信号Ｓ₃が印加されており、同調信号
Ｓ_sのピーク値をホールドすると共にホールド後に短時
間のあいだこの同調信号Ｓ_sをリセットすることを繰り
返してして同調信号Ｓ_sの包絡線に対応するヒストグラ
ムを形成してから、この後、半波整流して半波整流電圧
Ｓ_Hとして出力する。

【００４０】この半波整流電圧Ｓ_Hは、高いカットオフ
周波数を有するローパスフイルタ２３に出力され、ここ
でピーク検出／半波回路２２で発生するノイズなどを除
去して、アクテイブローパスフイルタ２４に出力され
る。

【００４１】アクテイブローパスフイルタ２４は、低い
カットオフ周波数に設定されており、渦信号の中に含ま
れるノイズ或いは流体ノイズなどの低い周波数のノイズ
を除去して、シュミットトリガ２５に出力する。シュミ
ットトリガ２５では、アクテイブローパスフイルタ２４
の出力に含まれる渦信号を対応するパルス信号Ｓ_Vに変
換する。

【００４２】図２は超音波送受波器１２、１３の近傍の
詳細な構成を示す断面図である。図２（Ａ）はシール材
として金属ガスケットを用いた場合を、図２（Ｂ）は溶
接で接合した場合をそれぞれ示している。いずれの超音
波送受波器の構成も同一であるので、ここでは超音波送
受波器１２側で代表して説明する。

【００４３】管路１０には、超音波送受波器１２を挿入
する貫通孔２６が管路１０を貫通して開けられ、その途
中に段差２７が形成されている。貫通孔２６の中には超
音波振動子が格納され外部が薄肉の金属性のホルダ（例
えばステンレス製）で覆われている。

【００４４】超音波送受波器１２は、途中に段差２８を
有し、この段差２８は管路１０の段差２７に金属性のガ
スケット（例えばステンレス製）を介して当接し、液シ
ールが行われる。

【００４５】この段差２８から管路１０の内部に至る管
路１０と超音波送受波器１２の間には間隙Δｔが形成さ
れ、超音波振動が有効に送出されるように考慮され、超
音波送受波器１２の外側は固定板２９によりボルト３０
Ａ、３０Ｂを用いて管路１０に押圧固定されている。

【００４６】超音波送受波器３１は、超音波送受波器１
２とほぼ同一の構成であるが、超音波送受波器３１の外
周部３２でその金属性のホルダを溶接により管路１０に
固定するようにしたものである。この場合も管路１０の
内部に至る管路１０と超音波送受波器３１の間には間隙
Δｔが形成されている。

【００４７】次に、以上のように構成された実施例の動
作について、図３、図４に示す波形図を用いて説明す
る。発振器１４から出力された発振電圧Ｖ_os（図３
（Ａ））は、サンプリング信号Ｓ₂（図３（Ｂ））のオ
ン／オフのハイレベルで発振電圧Ｖ_osをオンとし、ロー
レベルで発振電圧Ｖ_osをオフとする。このようにして、
超音波送受波器１２に図２（Ｃ）に示すバースト波Ｓ_B
を出力する。

【００４８】急峻な変化を示すバースト波Ｓ_Bが超音波
送受波器１２に印加されても、超音波送受波器１２を構
成する振動子には残留振動が存在するので、図３（Ｃ）
に示すようなゆっくり変動する振動電圧Ｖ_Rとなる。

【００４９】この振動電圧Ｖ_Rの期間が長くなると、次
のバースト波Ｓ_Bの送出時点まで継続することとなる。
これを避けるために、ダンピング回路１６でサンプリン
グ信号Ｓ₂（図３（Ｂ））のオン／オフのローレベルの
期間に抵抗で超音波送受波器１２を終端して残留振動を
速く収束させる。

【００５０】超音波送受波器１２へのバースト波Ｓ_Bの
印加により、超音波送受波器１２から超音波が渦に向か
って送出される。超音波は渦で振幅変調を受けて超音波
送受波器１３で振幅変調信号Ｓ_A（図３（Ｅ））として
受信される。

【００５１】この振幅変調信号Ｓ_Aには、渦で振幅変調
を受けた渦信号成分Ｘの他に、図１０で説明したように
管路１０を経由して伝播する管路伝播波Ｂ、管路１０の
内壁の相互を伝播して形成される反射波Ｃなどによるノ
イズ（図３（Ｅ））が混入されている。ただし、測定流
体が気体の場合は、図３（Ｅ）に示す反射波Ｃは小さ
い。

【００５２】このような振幅変調信号Ｓ_Aは、プリアン
プ１９で所定倍に増幅されてサンプリング回路２０に出
力される。サンプリング回路２０には、サンプリング信
号発生回路１８から図３（Ｆ）に示すサンプリング信号
Ｓ₂が印加され、このサンプリング信号Ｓ₂により振幅変
調信号Ｓ_Aがサンプリングされる。

【００５３】基準信号Ｓ₁の送出から時間経過Ｔの後に
は、渦信号成分Ｘが存在するので、この時点でサンプリ
ング信号Ｓ₂により渦信号成分Ｘをサンプリングする。
サンプリングされた渦信号成分Ｘを含む振幅変調信号Ｓ
_Aは同調アンプ２１により増幅されてその出力端に図３
（Ｇ）に示す同調信号Ｓ_sとして出力される。

【００５４】この同調信号Ｓ_sの一部を拡大して示した
ものが図４に示す波形である。この波形には、渦信号成
分Ｘが含まれている。αの部分は超音波とカルマン渦の
方向が逆方向の部分であり、βの部分は超音波とカルマ
ン渦の方向が同方向の部分である。つまり、ピーク値と
渦とが１対１で対応していることになる。

【００５５】同調信号Ｓ_sはピーク検出／半波回路２２
に出力される。このピーク検出／半波回路２２にはリセ
ット信号Ｓ₃が印加され、同調信号Ｓ_sのヒストグラムが
形成され、さらに半波整流されてその出力端に半波整流
電圧Ｓ_Hを出力する。

【００５６】この半波整流電圧Ｓ_Hは、ローパスフイル
タ２３とアクテイブローパスフイルタ２４でノイズが除
去されてシュミットトリガ２５の出力端に渦の数に対応
するパルス信号Ｓ_Vとして出力される。

【００５７】ところで、図１に示す超音波送受波器１３
が振幅変調信号Ｓ_Aを大きくかつ安定に受信するための
条件について以下に説明する。渦がないときの伝播時間
τ₀は、式（１）で示され、渦があるときの伝播時間τ₃
は、渦の流体振動をＶ_Aｓｉｎω_Vｔとすれば、式（２）
と式（３）を考慮して、 τ₃＝［ｄ_V／（Ｃ_A±Ｖ_Aｓｉｎω_Vｔ）］＋［（Ｄ−ｄ_V）／Ｃ_A］（４）となる。ただし、Ｖ_Aは渦の循環流の速さである。

【００５８】したがって、渦が通過するときに生じる超
音波の位相変化は、発振器１４の発振電圧Ｖ_OSの有する
発振角周波数をω_OS（＝２πｆ_OS）とすれば、ｄΦ＝（τ₀−τ₃）ω_OS （５）となる。

【００５９】ここで、最大位相偏移をΔΦとすれば、Ｃ
_A ²≫Ｖ_A ²なる関係から、 ΔΦ＝±Ｖ_Aｄ_Vω_OS／Ｃ_A ² （６）となる。このときの最大周波数偏移をΔｆ_MAXとする
と、Δｆ_MAXは Δｆ_MAX＝（ΔΦ）´＝２Ｖ_Aｄ_Vω_OSω_V／Ｃ_A ² （７）として得られる。

【００６０】一方、超音波送受波器１３は圧電形の振動
子で構成されているが、その振動子の共振周波数ｆ_aと
反共振周波数ｆ_rの近傍における等価回路３３は、図５
において点線で囲んで示したように、インダクタンスＬ
₁とコンデンサＣ₁と抵抗Ｒ₁との直列回路に、コンデン
サＣ₂が並列に接続された並列回路として示すことがで
きる。

【００６１】そして、この並列回路に広帯域化のための
インダクタンスＬ₂が直列に接続されて端子Ｔ₁、Ｔ₂に
引き出されている。この場合の端子Ｔ₁、Ｔ₂からみたイ
ンピーダンスＺは、図６に示すように共振周波数ｆ_aで
最小になり、反共振周波数ｆ_rで最大となる。

【００６２】これらの周波数領域では、他の周波数領域
での変化より大きなインピーダンスＺの変化を示す。し
たがって、発振周波数ｆ_OSの値を共振周波数ｆ_aと反共
振周波数ｆ_rとの間に設定すると、大きなインピーダン
ス変化ΔＺが得られる。この結果、超音波送受波器１３
の出力端には、渦で変調された大きな振幅の振幅変調信
号を得ることができる。これは、バースト波としたとき
に得られる図３（Ｅ）に示す振幅変調信号Ｓ_Aにおいて
も同様である。

【００６３】なお、図５ではインダクタンスＬ₂が超音
波送受波器１３の振動子に直列に挿入される構成が示さ
れているが、この構成では共振周波数ｆ_aを下げる形で
帯域を広げる例として示してある。

【００６４】このような構成により、温度変化により生
じるｆ_aとｆ_rの変化に対して発振周波数ｆ_OSの動作範囲
（ｆ_a〜ｆ_r）に余裕を持たせることができる。また、発
振周波数ｆ_OSを送信側の超音波送受波器１２の共振周波
数として選定すれば、発振器１４から最大の効率で超音
波を測定流体に放射させることができる。各超音波送受
波器に対してその共振周波数を考慮して発振周波数の値
を選定することにより安定な動作を確保する上で有効で
ある。

【００６５】

【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、第１請求項に記載された発明によれば、金属ホル
ダを有する超音波送受波器を接液する構成として高い感
度で渦信号を検出するが、この結果生じる管路ノイズは
間欠的に超音波駆動して時間差により信号成分と識別
し、これによる復調はピーク電圧の包絡線よりＡＭ復調
をするようにして高い感度を維持するように構成したの
で、従来のような位相復調による感度の低下をもたらす
ことがなく、全体として高感度で信頼性の高い超音波検
出形の渦流量計を実現することができる。特に、この発
明によれば、接液構造で感度良く渦信号を検出できるの
で、高信頼性を維持しながら気体流量の測定が可能にな
る。

【００６６】さらに、第２請求項に記載された発明によ
れば、発振周波数の値を共振周波数と反共振周波数との
間に設定するようにしたので、大きなインピーダンス変
化が得られ、感度の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す実施例の超音波送受波器の近傍の詳
細な構成を示す断面図である。

【図３】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。

【図４】図１に示す実施例の動作を説明する他の波形図
である。

【図５】図１に示す超音波送受波器の等価回路を含む等
価回路図である。

【図６】図１に示す超音波送受波器のインピーダンス特
性を示す特性図である。

【図７】従来の渦流量計の検出部の構成を示す構成図で
ある。

【図８】図７に示す渦流量計の動作を説明する波形図で
ある。

【図９】図７に示す渦流量計の検出部を含む全体の構成
を示す構成図である。

【図１０】図７に示す渦流量計の問題点を説明する説明
図である。

【図１１】渦流量計に用いられる超音波送受波器とその
近傍の詳細構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１１渦発生体２渦３、１０管路４超音波信号発信器５超音波信号受信器１２、１３、３１超音波送受波器１４発振器１５スイッチ１６ダンピング回路１７基準タイミング回路１８サンプリング信号発生回路２０サンプリング回路２２ピーク検出／半波整流回路２５シュミットトリガ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】渦振動を起こしている測定流体を流す管路
の管璧から超音波を放射しこの渦振動により前記超音波
が変調された信号を受信して前記測定流体の流量を計測
する渦流量計において、振動子が薄肉のホルダに収納されこのホルダが前記管璧
に前記測定液体とは直接接液する状態で挿入された一対
の超音波送受波器と、発振周波数を含むバースト波で一
方の前記超音波送受波器を間欠的に駆動する駆動手段
と、前記バースト波の送出のタイミングを制御する基準
信号を送出する基準タイミング手段と、この基準信号に
同期し前記管路の径と前記測定流体の音速との関数でサ
ンプリング時点が変化するサンプリング信号を発生する
サンプリング信号発生手段と、他方の前記超音波送受波
器で受信され前記渦により振幅変調された振幅変調信号
を前記サンプリング信号によりサンプリングするサンプ
リング手段と、このサンプリング手段によりサンプリン
グされた前記振幅変調信号の包絡線を求めるフイルタ手
段とを具備しこの包絡線から渦周波数を検出することを
特徴とする渦流量計。
【請求項２】他方の前記超音波送受波器の共振周波数と
反共振周波数との間に前記発振周波数を設定することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流量計。