JPH08193860A - 流体流量計 - Google Patents
流体流量計Info
- Publication number
- JPH08193860A JPH08193860A JP7004866A JP486695A JPH08193860A JP H08193860 A JPH08193860 A JP H08193860A JP 7004866 A JP7004866 A JP 7004866A JP 486695 A JP486695 A JP 486695A JP H08193860 A JPH08193860 A JP H08193860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- reflector
- pair
- reflected
- vibrator
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波流量計の計測精度を高める。
【構成】 外周部に環状の１／４波長反射板２２を有す
る圧電セラミックなどの超音波トランスデューサ２１か
らなる一対の振動子５、６を、流路４の上流と、下流と
に対面するよう設置し、振動子の表面２３などによる超
音波の反射を抑制し、反射波などによるノイズを低減さ
せ流量計測精度を高めたものである。
る圧電セラミックなどの超音波トランスデューサ２１か
らなる一対の振動子５、６を、流路４の上流と、下流と
に対面するよう設置し、振動子の表面２３などによる超
音波の反射を抑制し、反射波などによるノイズを低減さ
せ流量計測精度を高めたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用してガス
などの流量を計測する流量計測装置に関するものであ
る。
などの流量を計測する流量計測装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の流体流量計は、図５に示
すように、流路１の壁の一部に超音波振動子２と３とを
流れの方向と斜交するように設け、振動子２から流れ方
向に超音波を発生させ、この超音波を振動子３で検出す
ると、その検出信号でトリガをかけ、再び振動子２から
超音波を発生させる。この繰り返しを複数回行ってその
時間を計測する。また、逆に振動子３から流れに逆らっ
て超音波を発生させ、同様の繰り返し時間を計測し、こ
れらの時間の差から流体の流速を演算して、流体の流量
を演算していた。
すように、流路１の壁の一部に超音波振動子２と３とを
流れの方向と斜交するように設け、振動子２から流れ方
向に超音波を発生させ、この超音波を振動子３で検出す
ると、その検出信号でトリガをかけ、再び振動子２から
超音波を発生させる。この繰り返しを複数回行ってその
時間を計測する。また、逆に振動子３から流れに逆らっ
て超音波を発生させ、同様の繰り返し時間を計測し、こ
れらの時間の差から流体の流速を演算して、流体の流量
を演算していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流体流量計では振動子の表面での超音波の反射によ
って検出信号にノイズが発生する。すなわち、まず振動
子２から発信された超音波信号は振動子３に到達し、こ
の信号が受信・増幅・比較されて検出されるとただちに
次のトリガ信号が励起されて２回目の発信が行われる。
一方振動子３の表面で反射された超音波信号は振動子２
に向かい、２回目の信号が振動子３に到達し第３の信号
のトリガが開始するとき１回目の反射信号が到達する。
なぜなら超音波の伝播時間が５００マイクロ秒程度であ
るのに比べ信号が受信・増幅・比較され再トリガされる
時間が０．１マイクロ秒以下の極めて短い時間であるか
らである。したがって発信するときに反射波を受けるの
で乱れた波形の発信信号になる。さらに１回目の反射信
号は振動子２の表面で再び反射され振動子３に向かい、
３回目の発信信号に重畳されて振動子に到達することに
なり、検出信号はこれら反射信号の影響を受ける。ま
た、測定流路１内の流速によってこの反射波の到達時間
が微妙に異なるので、複雑なノイズを受け測定精度に影
響を与え、高精度の測定が困難であった。
来の流体流量計では振動子の表面での超音波の反射によ
って検出信号にノイズが発生する。すなわち、まず振動
子２から発信された超音波信号は振動子３に到達し、こ
の信号が受信・増幅・比較されて検出されるとただちに
次のトリガ信号が励起されて２回目の発信が行われる。
一方振動子３の表面で反射された超音波信号は振動子２
に向かい、２回目の信号が振動子３に到達し第３の信号
のトリガが開始するとき１回目の反射信号が到達する。
なぜなら超音波の伝播時間が５００マイクロ秒程度であ
るのに比べ信号が受信・増幅・比較され再トリガされる
時間が０．１マイクロ秒以下の極めて短い時間であるか
らである。したがって発信するときに反射波を受けるの
で乱れた波形の発信信号になる。さらに１回目の反射信
号は振動子２の表面で再び反射され振動子３に向かい、
３回目の発信信号に重畳されて振動子に到達することに
なり、検出信号はこれら反射信号の影響を受ける。ま
た、測定流路１内の流速によってこの反射波の到達時間
が微妙に異なるので、複雑なノイズを受け測定精度に影
響を与え、高精度の測定が困難であった。
【０００４】本発明は上記課題を解決することをを目的
としている。
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の流体流量計は、以下の構成とした。
に本発明の流体流量計は、以下の構成とした。
【０００６】即ち、外周部に１／４波長反射板を有する
超音波信号を送受信する一対の振動子を、流路の上流
と、下流とに対面するよう設置してなる構成とした。
超音波信号を送受信する一対の振動子を、流路の上流
と、下流とに対面するよう設置してなる構成とした。
【０００７】また、一対の振動子の外周部に第１、第２
の反射板を設け、第１の反射板を１／４波長反射板で反
射波が収束するよう構成し、且つ、第２反射板を反射波
が発散するよう構成し、この超音波信号を送受信する一
対の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設
置してなる構成とした。
の反射板を設け、第１の反射板を１／４波長反射板で反
射波が収束するよう構成し、且つ、第２反射板を反射波
が発散するよう構成し、この超音波信号を送受信する一
対の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設
置してなる構成とした。
【０００８】また、一対の振動子の外周部に反射波が収
束するよう１／４波長反射板を設け、この反射板の外周
部に無反射板を設け、この超音波信号を送受信する一対
の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置
してなる構成とした。
束するよう１／４波長反射板を設け、この反射板の外周
部に無反射板を設け、この超音波信号を送受信する一対
の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置
してなる構成とした。
【０００９】
【作用】本発明は上記構成によって、繰り返しの超音波
送受信を反射波の影響が小さい状態で実施するものであ
る。
送受信を反射波の影響が小さい状態で実施するものであ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面にもとづ
いて説明する。
いて説明する。
【００１１】図１において、流路としての流体管路４の
途中に超音波を発信する第１の振動子５と、第１の振動
子５からの超音波を受信する第２の振動子６が流れ方向
と斜交するように配置されている。７は第１の振動子５
への発信回路、８は第２の振動子６で受信した信号の増
幅回路で、この増幅された信号は基準信号と比較回路９
で比較され、基準信号以上の信号が検出されたとき回数
設定回路１０で設定された回数だけ繰り返し手段１１で
超音波信号を繰り返し発信する。繰り返しの回数設定回
路１０で設定された回数が繰り返されたときの時間をタ
イマカウンタのような計時手段１４で求める。次に切換
手段１５で第１の振動子５と第２の振動子６との発信受
信を切り換えて、第２の振動子６から第１の振動子５、
すなわち下流から上流に向かって超音波信号を発信し、
この発信を前述のように繰り返し、その時間を計時す
る。そしてその時間差から流体の流速を求め、管路の大
きさや流れの状態を考慮して流量演算手段１６で流体の
流量値を求める。
途中に超音波を発信する第１の振動子５と、第１の振動
子５からの超音波を受信する第２の振動子６が流れ方向
と斜交するように配置されている。７は第１の振動子５
への発信回路、８は第２の振動子６で受信した信号の増
幅回路で、この増幅された信号は基準信号と比較回路９
で比較され、基準信号以上の信号が検出されたとき回数
設定回路１０で設定された回数だけ繰り返し手段１１で
超音波信号を繰り返し発信する。繰り返しの回数設定回
路１０で設定された回数が繰り返されたときの時間をタ
イマカウンタのような計時手段１４で求める。次に切換
手段１５で第１の振動子５と第２の振動子６との発信受
信を切り換えて、第２の振動子６から第１の振動子５、
すなわち下流から上流に向かって超音波信号を発信し、
この発信を前述のように繰り返し、その時間を計時す
る。そしてその時間差から流体の流速を求め、管路の大
きさや流れの状態を考慮して流量演算手段１６で流体の
流量値を求める。
【００１２】次に流量計に用いられる振動子について述
べる。図２は第１、第２の振動子５、６を構成する振動
子の断面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超
音波トランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ
２１の外周部に設けられた環状の１／４波長反射板を示
す。送信された超音波は、超音波トランスデューサ２１
の表面２３で一部を反射する。また、環状の１／４波長
反射板２２の表面２４でも反射する。超音波トランスデ
ューサ２１の表面２３と、環状の１／４波長反射板２２
の表面２４とは、伝播する超音波の波長の１／４だけ前
後にずれて設置されている。矢印２５は超音波の伝播方
向を示す。超音波トランスデューサ２１の表面２３の位
置は２６で示すように、環状の１／４波長反射板２２の
表面２４の位置２７に較べ、手前に設置されている。従
って、超音波トランスデューサ２１の表面２３で反射し
た超音波と、環状の１／４波長反射板２２の表面２４で
反射した超音波とは、丁度１／２波長ずれた状態で、反
射されることになる。従って、反射された超音波が送信
した振動子の表面に到達した時点では、位相が１８０度
ずれることになる。このため、超音波トランスデューサ
２１の表面２３で反射した超音波の強度と、環状の１／
４波長反射板２２の表面２４で反射した超音波の強度と
が、ほぼ同じであれば、お互いに干渉し、弱め合う結果
となり、超音波の反射強度は非常に弱くなる。各々の振
動子は反射波による複雑なノイズを受けるこなく、高精
度の計測ができる。なお、環状の１／４波長反射板２２
からの反射強度は、環状の１／４波長反射板２２の面積
により調節可能であり、振動子の表面で反射し超音波の
反射強度と、環状の１／４波長反射板の表面で反射した
超音波の反射強度とを、実質的に等しくすることができ
る。このため、超音波の反射強度を非常に弱めることが
できる。
べる。図２は第１、第２の振動子５、６を構成する振動
子の断面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超
音波トランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ
２１の外周部に設けられた環状の１／４波長反射板を示
す。送信された超音波は、超音波トランスデューサ２１
の表面２３で一部を反射する。また、環状の１／４波長
反射板２２の表面２４でも反射する。超音波トランスデ
ューサ２１の表面２３と、環状の１／４波長反射板２２
の表面２４とは、伝播する超音波の波長の１／４だけ前
後にずれて設置されている。矢印２５は超音波の伝播方
向を示す。超音波トランスデューサ２１の表面２３の位
置は２６で示すように、環状の１／４波長反射板２２の
表面２４の位置２７に較べ、手前に設置されている。従
って、超音波トランスデューサ２１の表面２３で反射し
た超音波と、環状の１／４波長反射板２２の表面２４で
反射した超音波とは、丁度１／２波長ずれた状態で、反
射されることになる。従って、反射された超音波が送信
した振動子の表面に到達した時点では、位相が１８０度
ずれることになる。このため、超音波トランスデューサ
２１の表面２３で反射した超音波の強度と、環状の１／
４波長反射板２２の表面２４で反射した超音波の強度と
が、ほぼ同じであれば、お互いに干渉し、弱め合う結果
となり、超音波の反射強度は非常に弱くなる。各々の振
動子は反射波による複雑なノイズを受けるこなく、高精
度の計測ができる。なお、環状の１／４波長反射板２２
からの反射強度は、環状の１／４波長反射板２２の面積
により調節可能であり、振動子の表面で反射し超音波の
反射強度と、環状の１／４波長反射板の表面で反射した
超音波の反射強度とを、実質的に等しくすることができ
る。このため、超音波の反射強度を非常に弱めることが
できる。
【００１３】図３は、第２の実施例に用いた振動子の断
面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超音波ト
ランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ２１の
外周部に設けられた環状の第１の反射板で、１／４波長
板で構成されている。２８は第１の反射板２２の外周部
に設けられた環状の第２の反射板で、送信された超音波
を発散するように設けられている。第１の反射板２２は
実施例１と同様の作用をし、超音波の反射強度を送信し
た振動子の表面で、干渉により極小とする。第２の反射
板２８を設けることにより、それ以外からの反射波を発
散するように反射させるため、送信した振動子の表面で
は、抑制することができる。
面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超音波ト
ランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ２１の
外周部に設けられた環状の第１の反射板で、１／４波長
板で構成されている。２８は第１の反射板２２の外周部
に設けられた環状の第２の反射板で、送信された超音波
を発散するように設けられている。第１の反射板２２は
実施例１と同様の作用をし、超音波の反射強度を送信し
た振動子の表面で、干渉により極小とする。第２の反射
板２８を設けることにより、それ以外からの反射波を発
散するように反射させるため、送信した振動子の表面で
は、抑制することができる。
【００１４】図４は、第３の実施例に用いた振動子の断
面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超音波ト
ランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ２１の
外周部に設けられた環状の第１の反射板で、１／４波長
板で構成されている。２９は第１の反射板２２の外周部
に設けられた環状の無反射板で、送信された超音波を吸
収するよう、例えばフェルトなどの材料で構成されてい
る。環状の第１の反射板２２は実施例１と同様の作用を
し、超音波の反射強度を干渉により極小とする。環状の
無反射板２９を設けることにより、それ以外からの反射
波を吸収・抑制することができる。
面形状を示す。２１は圧電セラミックからなる超音波ト
ランスデューサ、２２は超音波トランスデューサ２１の
外周部に設けられた環状の第１の反射板で、１／４波長
板で構成されている。２９は第１の反射板２２の外周部
に設けられた環状の無反射板で、送信された超音波を吸
収するよう、例えばフェルトなどの材料で構成されてい
る。環状の第１の反射板２２は実施例１と同様の作用を
し、超音波の反射強度を干渉により極小とする。環状の
無反射板２９を設けることにより、それ以外からの反射
波を吸収・抑制することができる。
【００１５】なお、図１において、超音波の伝播方向
と、流体の流れの方向とが斜交するよう構成したが、超
音波の伝播方向と、流体の流れの方向とが平行するよう
構成しても、本発明の実施例に示したような効果は得ら
れる。
と、流体の流れの方向とが斜交するよう構成したが、超
音波の伝播方向と、流体の流れの方向とが平行するよう
構成しても、本発明の実施例に示したような効果は得ら
れる。
【００１６】また、上記実施例において、超音波を反射
する環状の１／４波長板を、超音波の伝播方向と直交す
るよう構成したが、反射した超音波が収束するよう内側
に傾斜させると、反射効率がよくなり、より少ない面積
で反射強度を弱めることができる。
する環状の１／４波長板を、超音波の伝播方向と直交す
るよう構成したが、反射した超音波が収束するよう内側
に傾斜させると、反射効率がよくなり、より少ない面積
で反射強度を弱めることができる。
【００１７】また、上記実施例の図２において、環状の
１／４反射板を、振動子表面の後方に設置したが、前方
に設置してもよい。
１／４反射板を、振動子表面の後方に設置したが、前方
に設置してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
流量計測装置によれば次の効果が得られる。
流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【００１９】（１）外周部に１／４波長反射板を有する
超音波信号を送受信する一対の振動子を、流路の上流
と、下流とに対面するよう設置した構成としたので、振
動子の反射波によるノイズを低減することができ測定精
度が向上する。
超音波信号を送受信する一対の振動子を、流路の上流
と、下流とに対面するよう設置した構成としたので、振
動子の反射波によるノイズを低減することができ測定精
度が向上する。
【００２０】（２）振動子の外周部に第１、第２の反射
板を設け、第１の反射板を１／４波長反射板で反射波が
収束するよう構成し、且つ、第２反射板を反射波が発散
するよう構成し、この超音波信号を送受信する一対の振
動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置した
構成としたので、振動子近傍からの反射波によるノイズ
を低減することができ測定精度が向上する。
板を設け、第１の反射板を１／４波長反射板で反射波が
収束するよう構成し、且つ、第２反射板を反射波が発散
するよう構成し、この超音波信号を送受信する一対の振
動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置した
構成としたので、振動子近傍からの反射波によるノイズ
を低減することができ測定精度が向上する。
【００２１】（３）振動子の外周部に反射波が収束する
よう１／４波長反射板を設け、この反射板のさらに外周
部に無反射板を設け、この超音波信号を送受信する一対
の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置
した構成としたので、振動子近傍からの余分な反射波を
吸収し、反射波によるノイズを低減することができ測定
精度が向上する。
よう１／４波長反射板を設け、この反射板のさらに外周
部に無反射板を設け、この超音波信号を送受信する一対
の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう設置
した構成としたので、振動子近傍からの余分な反射波を
吸収し、反射波によるノイズを低減することができ測定
精度が向上する。
【図１】本発明の第１の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図２】同装置の振動子の断面図
【図３】本発明の第２の実施例の振動子の断面図
【図４】本発明の第３の実施例の振動子の断面図
【図５】従来の流量計測装置の制御ブロック図
４ 流体管路 ５ 第１振動子 ６ 第２振動子 １１ 繰り返し手段 １４ 計時手段 １５ 切換手段 １６ 流量演算手段 １７ 時間設定手段 ２１ 超音波トランスデューサ ２２ 環状の１／４波長反射板
Claims (6)
- 【請求項１】外周部に１／４波長反射板を有する超音波
信号を送受信する一対の振動子を、流路の上流と、下流
とに対面するよう設置してなる流体流量計。 - 【請求項２】超音波信号を送受信する一対の振動子の外
周部に第１、第２の反射板を設け、前記第１の反射板を
１／４波長反射板で反射波が収束するよう構成し、且
つ、第２反射板を反射波が発散するよう構成し、この一
対の振動子を流路の上流と、下流とに対面するよう設置
してなる流体流量計。 - 【請求項３】超音波信号を送受信する一対の振動子の外
周部に、反射波が収束するよう１／４波長反射板を設
け、この反射板のさらに外周部に無反射板を設け、この
一対の振動子を、流路の上流と、下流とに対面するよう
設置してなる流体流量計。 - 【請求項４】超音波の伝播方向が、流路の流れ方向と平
行となるよう一対の振動子を設置してなる請求項１、
２、３のいずれか１項に記載の流体流量計。 - 【請求項５】超音波の伝播方向が、流路の流れ方向と斜
交するよう一対の振動子を設置してなる請求項１、２、
３のいずれか１項に記載の流体流量計。 - 【請求項６】反射板が内側に傾斜してなる請求項１、
２、３のいずれか１項に記載の流体流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00486695A JP3360458B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 流量計測計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00486695A JP3360458B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 流量計測計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193860A true JPH08193860A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3360458B2 JP3360458B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=11595602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00486695A Expired - Fee Related JP3360458B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 流量計測計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360458B2 (ja) |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP00486695A patent/JP3360458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3360458B2 (ja) | 2002-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4930358A (en) | Method of and apparatus for measuring flow velocity by using ultrasonic waves | |
| JPH0734344Y2 (ja) | クランプ留めタイプの超音波流量計 | |
| JP3028723B2 (ja) | 超音波式流体振動流量計 | |
| US7500403B2 (en) | Ultrasonic flow sensor having interlaid transmitting and receiving elements | |
| JPH0319491B2 (ja) | ||
| JPH08193860A (ja) | 流体流量計 | |
| JP3328505B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP3653829B2 (ja) | 流速計 | |
| JPH09189589A (ja) | 流量計測装置 | |
| JP4069222B2 (ja) | 超音波渦流量計 | |
| JP2685590B2 (ja) | 超音波送受信装置 | |
| JP3077570B2 (ja) | 超音波式流体振動流量計 | |
| WO2021024846A1 (ja) | 超音波送受信器、および超音波流量計 | |
| JPH0610255Y2 (ja) | 超音波送受信装置 | |
| JP3183133B2 (ja) | 渦流量計 | |
| JPH08128875A (ja) | 流量計測装置 | |
| JPS631217Y2 (ja) | ||
| JPH07311184A (ja) | 超音波伝播時間測定用のセンサ及びこれを用いた超音波伝播時間測定方法 | |
| JPH06103206B2 (ja) | 超音波流速測定方法およびその装置 | |
| JPH0361892B2 (ja) | ||
| GB2635553A (en) | Flow meter | |
| GB2635554A (en) | Flow meter | |
| JPS5819450Y2 (ja) | カルマン渦流量計 | |
| JPH01187485A (ja) | 超音波距離測定方法 | |
| JP2000230844A (ja) | 超音波式渦流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111018 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121018 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |