JPH088417Y2 - 超音波流量計校正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は管路内を流れる気体の流量を測定する超音波
気体流量計の校正装置に関する。

［背景技術］ 一般に超音波流量計は、超音波が流体中を伝搬する場
合、上流から下流に向う場合と、下流から上流に向う場
合とでは伝搬時間が異なり、この両者の時間差が流速に
比例することを利用して流速を測定し、それに管断面積
を乗じ、さらに流速分布に対応した補正演算を行ない流
量を算出する。この流量計は流動する流体の量を測定す
る機器であるから、測定器の真の値を測定することが難
しい。したがって、測定の正確さを実現するため一台一
台調整し、且つ測定の正確さを確認するために一台一台
適当な流量点で確認する必要が生ずる。

従来、この種の校正装置としては第５図及び第６図に
示すものがある。

第５図は基準タンク方式と呼ばれるものである。これ
はタンク内の容積が一定であるから流出する時間及び速
度、流出部の管断面積等が分れば流量を測定することが
できることを利用して校正するものである。

第６図は音速ノズルを用いて校正するものである。音
速ノズルは、通過する流速が音速に達すると、それ以上
に流速が増えない現象を利用して一定流量を発生させる
ノズルである。この音速ノズルを使用する際は、気体の
成分、圧力、温度、及び湿度の安定性、並びに正確な時
間計測が必要である。この他種々の校正装置が知られて
いる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の超音波流量計の校正装置は、超
音波流量計の他に基準タンクを備えたものや実際の校正
測定にあって気体の成分、圧力、温度、及び湿度の安定
性、並びに正確な時間計測が必要である等の理由によ
り、使用者側で簡単に計測することができないため特定
の機関でのみ校正しなければならないという欠点があ
る。

また、校正装置の精度維持や校正のため多くの時間や
費用を費やさなければならないという欠点もある。

本考案の目的は上述の欠点を除去し、使用者側におい
ても簡単に校正することのできる超音波流量計の校正装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、送受波器を備えた超音波流量計の伝播時間
被測定経路に超音波流量計校正装置を設け、校正装置に
は送受波器よりの検出信号に対応して所定の時間幅の信
号を形成する時間発生手段と、時間発生手段により形成
された所定時間経過後超音波凝似受信信号を発生する受
波発生手段とを備えるようにしたものである。

［実施例］ 次に本考案について図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本考案の一実施例であり、超音波流量計の経
路に超音波流量計校正装置が適用された例を示してい
る。

第１図において、１は内部を流体が流れる管路であ
る。２及び３は超音波センサを構成する電気−音響変換
素子であり、管路１の外面に当接して固定されている。
このセンサは、ある期間は素子２つ送波器より出射され
た超音波を管路内の流体中を透過させて素子３で受波し
て超音波伝播時間T1を測定し、次に素子３を送波器とし
て出射させて素子２で受波することにより超音波伝播時
間T2を測定し、演算して管路内部の流量測定を行なうも
のである。この素子２及び３はセラミック圧電素子等か
らなる振動子で構成されている。

本実施例では素子２を＋側とし素子３を−側として説
明する。素子２及び３の夫々から引き出された線路21及
び31はスイッチ回路４内の端子4a及び4bに接続されてい
る。この接点4a及び4bはスイッチ41を介して変換器５の
＋側及び−側と接続されている。この変換器５は素子２
及び３等の検出器により得られる超音波伝播信号を演算
して流量値として表示又は出力信号に変換する装置であ
る。一方、スイッチ41は4a及び4bの他の接点4c及び4bに
切換えできるように構成されている。この4c及び4bは校
正装置６の＋側61及び−側62に夫々入力接続されてい
る。なお、上記スイッチ回路４は図示していないマイク
ロコンピュータ等より構成されてなる制御手段により適
宜所定のタイミングでスイッチが切換わり校正測定する
ような構成となっている。

第２図は、校正装置６の構成を示す概略ブロック図で
ある。

スイッチ回路４内のスイッチ41が所定のタイミングで
4c及び4d側に切り換わると校正装置６の入力端子61及び
62に入力された＋及び−信号は切換回路７に入力され
る。このときの信号は変換器５と送受波器２及び３との
交信信号に相当するから真の値と一致しているとは限ら
ない。この切換回路７に入力された信号は制御回路８及
び時間制御回路９の双方に出力（71,72）される。この
制御回路８はクロックパルスを発生するクロック発生回
路及びクロックを計数するクロック計数回路等を内蔵し
ている。したがって、所定のタイミングで切換回路７よ
り出力された＋信号及び−信号に相当するトリガーパル
ス信号81を時間制御回路９に出力する。また、時間制御
回路９は制御回路８のパルス信号81に同期して所定の時
間幅のパルスを形成して受波発生回路10に出力する。受
波発生回路10では時間制御回路で発生した所定時間経過
後t1及びt2にバースト信号を発生する。このt1及びt2時
間は超音波伝播時間が校正したい流量値に対応するよう
な伝播時間に相当する遅延時間を持つように設定され
る。この時間幅は制御回路８内で可変できるように構成
されている。受波発生回路10のバースト信号発生タイミ
ングは制御回路８の出力信号82のトリガーパルスに同期
して発生するため正確に計測される。このバースト信号
は第３図に示すようにt1及びt2時間経過後に発生される
が送受波器２及び３の振動数に相当する凝似的な信号を
形成する。この受波発生回路10から出力された信号101
は切換回路７に入力される。

以上のように構成された本考案の作用について第４図
のタイミングチャートを用いて説明する。

入力信号61及び62が校正装置６へ交互にヒゲ状のパル
スとして入力されると、このパルス61及び62に同期して
切換回路７では所定幅のパルスを発生する。この切換回
路７の立ち上りパルス若しくは立ち下がりパルス等に同
期して制御回路８もトリガーパルスを出力し所定時間t1
若しくはt2時間を計測する。この計測パルスに同期して
時間制御回路９及び受波発生回路10は所定時間幅のパル
スを形成すると共にバースト信号を発生する。この受波
発生回路10で形成された凝似バースト信号を変換器５に
送り込むことにより変換器内の測定値を真の値に校正し
ようとするものである。

なお、本考案では校正装置内の制御回路及び時間制御
回路等を別の構成として説明しているが、同じ作用をす
るものであれば適宜変更若しくは改良するようにしても
よい。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、従来のような基
準タンク等の大規模な設備を必要とせず、実際の校正測
定にあたっても気体の成分、圧力、温度、及び湿度の安
定性、並びに正確な時間計測等の測定条件の制限を受け
ずにできるので使用者側で簡単に計測して校正できると
いう効果を有する。また、校正装置の精度維持や校正の
ため多くの時間や費用を要しないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であり、超音波流量計の経路
に超音波流量計校正装置の適用例を示す図、第２図は本
考案の校正装置６の構成を示す概略ブロック図、第３図
及び第４図は本考案のタイミングチャートを示す図、第
５図及び第６図は従来の超音波流量計の校正装置を示す
図である。 １……管路、２、３……超音波素子、４……スイッチ回
路、41……スイッチ、4a,4b,4c,4d……スイッチ接点、
５……変換器、６……校正装置、７……切換回路、８…
…制御回路、９……時間制御回路、10……受波発生回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送受波器を備えた超音波流量計の伝播時間
   非測定経路に超音波流量計校正装置を設け、該校正装置
   は前記送受波器よりの検出信号に相当する所定の時間幅
   のパルス信号を形成する時間発生手段と、該時間発生手
   段により形成された所定時間経過後超音波疑似受信信号
   を発生する受波発生手段とを備えるようにしたことを特
   徴とする超音波流量計校正装置