JPH109913A - 超音波式流量計 - Google Patents

超音波式流量計

Info

Publication number
JPH109913A
JPH109913A JP8165685A JP16568596A JPH109913A JP H109913 A JPH109913 A JP H109913A JP 8165685 A JP8165685 A JP 8165685A JP 16568596 A JP16568596 A JP 16568596A JP H109913 A JPH109913 A JP H109913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
section
ultrasonic
ratio
unit
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
Application number
JP8165685A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3521622B2 (ja
Inventor
Motoyuki Nawa
基之 名和
Yukio Nagaoka
行夫 長岡
Kenzo Ochi
謙三 黄地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP16568596A priority Critical patent/JP3521622B2/ja
Publication of JPH109913A publication Critical patent/JPH109913A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3521622B2 publication Critical patent/JP3521622B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流速分布の二次元化により計測精度の向上を
図る。 【解決手段】 矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速
分布における壁効果の影響割合が、所要測定精度の割合
以下になるような断面の縦横比を有する流量測定部4
と、流量測定部4に配置された第一および第二の超音波
振動子5、6と、超音波振動子5、6からの信号を基に
流量を算出する流量演算部9より構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波により流量
の計測を行う流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の計測装置として図11に
示すように、断面が矩形の流体流路1の一部に超音波振
動子2と3を対向する様に配置し、振動子2から発した
超音波を振動子3で検出するまでの時間を計測し、この
時間から流体の速度を演算し流量を算出するものがあっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合矩形の断面形状により流路の速度分布をできるだけ二
次元的に形成して測定精度の向上を図っていたが、全体
寸法の制約がありアスペクト比(W0/H0)をあまり
大きくとることができないものであった。このため測定
流路内の流れは必ずしも二次元的にならず、三次元的な
流れを生ずる可能性があった。
【0004】本発明は上記課題を解決するもので、矩形
断面内流れにおいて長辺方向の流速分布における壁効果
の影響割合が、所要測定精度の割合以下になるような断
面の縦横比を有する流量測定部とすることにより流れの
二次元性を確実なものとし、これにより精度の良い流量
計測を行うことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波式流量計
においては、矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分
布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下
になるような断面の縦横比を有する流量測定部と、流量
測定部に配置された第一超音波振動子および第二の超音
波振動子と、超音波振動子からの信号を基に流量を算出
する流量演算部とを備えている。
【0006】この本発明によれば、計測精度を向上する
ことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は上記目的を達成するため
に、矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分布におけ
る壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下になるよ
うな断面の縦横比を有する流量測定部と、前記流量測定
部に配置された第一および第二の超音波振動子と、前記
超音波振動子からの信号を基に流量を算出する流量演算
部からなる様構成したものである。
【0008】また、仕切板により区切られた層状流路の
各層における矩形断面内流れにおいて、長辺方向の流速
分布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以
下になるような断面の縦横比を有する流量測定部と、前
記流量測定部に配置された第一および第二の超音波振動
子と、前記超音波振動子からの信号を基に流量を算出す
る流量演算部からなる様構成したものである。
【0009】また、矩形断面内流れにおいて長辺方向の
流速分布における壁効果の影響割合が、所要測定精度の
割合以下になるような断面の縦横比を有する流量測定部
と、前記流量測定部に配置された第一および第二の超音
波振動子と、前記流量測定部の上流に配置され前記流量
測定部と同一の幅を有した上流室および前記流量測定部
の下流に配置された下流室と、前記超音波振動子からの
信号を基に流量を算出する流量演算部からなる様構成し
たものである。
【0010】また、矩形断面内流れにおいて長辺方向の
流速分布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割
合以下になるような断面の縦横比を有する流量測測定部
と、前記流量測定部に配置された第一および第二の超音
波振動子と、前記流量測定部の上流に配置され前記流量
測定部と同一の幅を有し前記流量測定部への流れを整え
るための案内板を配置した上流室および前記流量測定部
の下流に配置された下流室と、前記超音波振動子からの
信号を基に流量を算出する流量演算部からなる様構成し
たものである。
【0011】また、矩形断面内流れにおいて長辺方向の
流速分布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割
合以下になるような断面の縦横比を有する流量測定部
と、前記流量測定部の上流および下流に配置された上流
室及び下流室と、前記上流室及び下流室に配置された第
一の超音波振動子と及び第二の超音波振動子と、前記超
音波振動子の信号を基に流量を算出する流量演算部から
なる様構成したものである。
【0012】本発明は上記した構成により、矩形断面内
流れにおいて長辺方向の流速分布における壁効果の影響
割合が所要測定精度の割合以下になるような断面の縦横
比を有する流量測定部とすることにより流れの二次元性
を確実なものとし、これにより精度の良い流量計測を行
うことができる様にしたものである。
【0013】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例
を図1〜図5を参照しながら説明する。
【0014】図1において、4は流量測定部であり、5
は流量測定部4の一方の側に配置された第一の超音波振
動子であり、6は流量測定部4の他方の側に配置された
第二の超音波振動子である。また7a及び7bは短辺壁
であり、8は流量演算部である。
【0015】図4において、9は第一の超音波振動子5
および第二の超音波振動子6からの信号を受けて流量演
算を行う流量演算部である。その中で10はスタート信
号発生部、11は送信部、12は受信部、13は切換部
である。送信部11はトリガ信号発生部14および発振
部15から成立っている。受信部12は受信信号の増幅
部16および基準値との比較部17から成立っている。
また、18は繰返し部、19は計時部、20は演算部で
ある。
【0016】図5において、21は上流室、22は下流
室である。23は上流室21に接続された入口部、24
は下流室22に接続された出口部である。
【0017】次に作動を述べる。図1において矢印aの
方向より流入した流れは流量測定部4を経た後、矢印b
の方向へ流出する。この様な状態でスタート信号発生部
10から信号が入ると、トリガ信号発生部14が働き、
発振部15により信号が切換部13に送られる。この切
換部13は、当初は第一の超音波振動子5に送信部11
が、第二の超音波振動子6に受信部12が接続される様
設定されている。従って、上記トリガ信号により第一の
超音波振動子5より超音波信号が流量測定部4内に発せ
られる。
【0018】この信号は第2の超音波振動子6により受
けられ、増幅部16により増幅され、比較部17にて基
準信号と比較される。この過程は繰返し部18で設定さ
れた回数だけ行われた後、計時部19に信号を送る。計
時部19では、トリガ信号発生からこのとき送られた信
号までの経過時間(T1)を計時する。また、一方、所
定の回数の繰返しが終了すると、繰返し部18より切換
え部13へ信号が送られ、送信部11を第2の超音波振
動子6に、受信部12を第1の超音波振動子5に接続す
る。また、これと同時に再度、トリガ信号発生部14へ
の駆動信号も送られる。これにより、上記と同様の動作
が流れと逆方向に対して行われ、経過時間(T2)が計
測される。
【0019】この様にして測定された経過時間T1,お
よびT2をもとに以下の演算式により演算部20にて流
量が算出される。まず、流速vが次式で求められる。
【0020】v=(L/2cosθ)((1/T1)−
(1/T2)) ただし、ここでθは流れと超音波伝搬経路とのなす角で
あり、Lは流量測定部の長さである。
【0021】次に、流量Qはこの流速に流量測定部4の
断面積sを乗じて算出される。 Q=kvs ただし、ここでkは測定流速vを測定断面内の平均流速
に換算するための補正係数である。また、上記説明でT
1およびT2の計測は繰返し行ったが、精度の良い計測
が行われる場合は一回でも良い。
【0022】この様な状況のもとで、流れの流速分布は
図1のAA’ラインに示すものから、BB’に示すもの
に変わる。一方超音波伝搬経路はpであるから、測定し
た流速分布は図2に示すものとなる。これをできるだけ
正確にするにはy/wの値を小さくするのが良い。い
ま、目安として計測精度をx%とすると、次式の成立が
最低限必要となる。
【0023】y/w<x/100 これを満たすためには、図3に示すw/hを大きくする
のが良い。これにより短辺壁7、8の効果を小さくする
ことができる。すなわち、矩形断面内流れにおいて長辺
方向の流速分布における壁効果の影響割合が、所要測定
精度の割合以下になるような断面の縦横比を設定するこ
とにより計測精度の向上を図ることができる。
【0024】(実施例2)次に第2の実施例を図6を参
照しながら説明する。図6において、25は流量測定部
であり、26は流量測定部25の一方の側に配置された
第一の超音波振動子であり、27は流量測定部25の他
方の側に配置された第二の超音波振動子である。流量測
定部25は仕切板28、29および30により分割され
ている。また、31、32、33及び34は分割された
流路である。この場合、それぞれの流路高さh1、h
2、h3及びh4を幅wで除した値はいずれも第1の実
施例と同じ条件を満たしている。なお、上記以外は第1
の実施例と同一ゆえ省略する。
【0025】次に作動を述べる。この例によればアスペ
クト比を大きくするために、幅wを大きくすることなく
精度の良い計測が可能となる。
【0026】(実施例3)次に第3の実施例を図7及び
図8を参照しながら説明する。図7において、35は流
量計測部、36は上流室、37は下流室である。38は
上流室36に接続された入口部、39は下流室37に接
続された出口部である。
【0027】図8は図7のC−C’線断面図である。4
0は流量測定部35の一方の側に配置された第一の超音
波振動子であり、41は流量測定部35の他方の側に配
置された第二の超音波振動子である。流路の幅Wmは上
流室36の幅Wcと等しくなるように形成されている。
【0028】次に作動を述べる。この例によれば流路の
幅Wmを上流室36の幅Wcと等しくなるように形成し
ているため、短辺壁が流速分布に及ぼす影響をより小さ
くすることができる。
【0029】(実施例4)次に第4の実施例を図9を参
照しながら説明する。図9において、42、43は接続
部であり、曲面形状を有している。なお、上記以外は第
3の実施例と同一ゆえ省略する。
【0030】次に作動を述べる。この例によれば、流量
測定部35と上流室36の接続部42が曲面形状に形成
されているため、流量測定部35における流速分布を必
要以上に乱すことがない。
【0031】(実施例5)次に第5の実施例を図10を
参照しながら説明する。図10において、44は流量計
測部、45は上流室、46は下流室である。47は上流
室45に接続された入口部、48は下流室46に接続さ
れた出口部である。49は上流室45に配置された第一
の超音波振動子であり、50は下流室46に配置された
第二の超音波振動子である。
【0032】次に作動を述べる。この例によれば、第一
の超音波振動子49、第二の超音波振動子50が共に流
量計測部44に配置されていないため、計測されるべき
流速分布に悪い影響を与えることが無い。なお、本発明
における信号処理は1チップマイコン等のマイクロコン
ピュータを用いて、ソフトウエア的に実現することも可
能である。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明によれば次の効果が
得られる。
【0034】(1)矩形断面内流れにおいて長辺方向の
流速分布における壁効果の影響割合が、所要測定精度の
割合以下になるような断面の縦横比を設定することによ
り計測精度の向上を図ることができる。
【0035】(2)流路を複数層に分割することによ
り、それぞれの層で壁効果をより少なくすることができ
るため、より計測精度の向上を図ることができる。
【0036】(3)流路の幅を上流室の幅と等しくなる
ように形成することにより、短辺壁が流速分布に及ぼす
影響をより小さくすることができる。
【0037】(4)流量測定部と上流室の接続部を曲面
形状に形成することにより、流量測定部における流速分
布を必要以上に乱すことがない。
【0038】(5)第一の超音波振動子、第二の超音波
振動子を上流室、下流室に配置することにより、流速分
布に悪い影響を与えることが無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における超音波流量計の
垂直断面図
【図2】同流量計における流速分布図
【図3】同流量計の斜視図
【図4】同流量計における制御ブロック図
【図5】同流量計を組込んだ装置の垂直断面図
【図6】本発明の第2の実施例における超音波流量計の
斜視図
【図7】本発明の第3の実施例における超音波流量計の
垂直断面図
【図8】同流量計におけるC−C’線断面図
【図9】本発明の第4の実施例における超音波流量計の
垂直断面図
【図10】本発明の第5の実施例における超音波流量計
の垂直断面図
【図11】従来の超音波流量計の一部切欠垂直断面斜視
【符号の説明】
4 流量測定部 5 第一の超音波振動子 6 第二の超音波振動子 8 流量演算部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分
    布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下
    になるような断面の縦横比を有する流量測定部と、前記
    流量測定部に配置された第一超音波振動子および第二の
    超音波振動子と、前記超音波振動子からの信号を基に流
    量を算出する流量演算部からなる超音波式流量計。
  2. 【請求項2】仕切板により区切られた層状流路の各層に
    おける矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分布にお
    ける壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下になる
    ような断面の縦横比を有する流量測定部と、前記流量測
    定部に配置された第一超音波振動子および第二の超音波
    振動子と、前記超音波振動子からの信号を基に流量を算
    出する流量演算部からなる超音波式流量計。
  3. 【請求項3】矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分
    布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下
    になるような断面の縦横比を有する流量測定部と、前記
    流量測定部に配置された第一超音波振動子および第二の
    超音波振動子と、前記流量測定部の上流に配置され前記
    流量測定部と同一の幅を有した上流室と、前記流量測定
    部の下流に配置された下流室と、前記超音波振動子から
    の信号を基に流量を算出する流量演算部からなる超音波
    式流量計。
  4. 【請求項4】矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分
    布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下
    になるような断面の縦横比を有する流量測測定部と、前
    記流量測定部に配置された第一超音波振動子および第二
    の超音波振動子と、前記流量測定部の上流に配置され前
    記流量測定部と同一の幅を有し前記流量測定部への流れ
    を整えるための案内板を配置した上流室と、前記流量測
    定部の下流に配置された下流室と、前記超音波振動子か
    らの信号を基に流量を算出する流量演算部からなる超音
    波式流量計。
  5. 【請求項5】矩形断面内流れにおいて長辺方向の流速分
    布における壁効果の影響割合が所要測定精度の割合以下
    になるような断面の縦横比を有する流量測定部と、前記
    流量測定部の上流および下流にそれぞれ配置された上流
    室および下流室と、前記上流室および下流室にそれぞれ
    配置された第一の超音波振動子および第二の超音波振動
    子と、前記超音波振動子の信号を基に流量を算出する流
    量演算部からなる超音波式流量計。
JP16568596A 1996-06-26 1996-06-26 超音波式流量計及び超音波式流速計 Expired - Lifetime JP3521622B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16568596A JP3521622B2 (ja) 1996-06-26 1996-06-26 超音波式流量計及び超音波式流速計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16568596A JP3521622B2 (ja) 1996-06-26 1996-06-26 超音波式流量計及び超音波式流速計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH109913A true JPH109913A (ja) 1998-01-16
JP3521622B2 JP3521622B2 (ja) 2004-04-19

Family

ID=15817103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16568596A Expired - Lifetime JP3521622B2 (ja) 1996-06-26 1996-06-26 超音波式流量計及び超音波式流速計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3521622B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002031446A1 (en) * 2000-10-10 2002-04-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flow measuring device
JP2010071943A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Yazaki Corp ガスメータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002031446A1 (en) * 2000-10-10 2002-04-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flow measuring device
US6694824B2 (en) 2000-10-10 2004-02-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flow measuring device
JP2010071943A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Yazaki Corp ガスメータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP3521622B2 (ja) 2004-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4186645B2 (ja) 超音波流量計測装置
WO2004074783A1 (ja) 超音波式流体計測装置
JP3528347B2 (ja) 超音波式流れ計測装置
JPH06249690A (ja) 超音波流量計
JP4535065B2 (ja) ドップラー式超音波流量計
JP3521622B2 (ja) 超音波式流量計及び超音波式流速計
JP3692560B2 (ja) 超音波式流量計
JP3488003B2 (ja) 流量計測装置
JP4688253B2 (ja) 超音波流量計
JP3497279B2 (ja) 超音波式流量計
JP3689975B2 (ja) 超音波式流量計
JPH09287989A (ja) 超音波流量計
JPH08313316A (ja) 超音波式流量計
KR100321074B1 (ko) 초음파 유량계의 센서사이의 거리 측정방법
JP2001208585A (ja) 流量計
JPS58811Y2 (ja) 超音波流量計
JP3528436B2 (ja) 超音波式流量計及び流速計
JP2002267513A (ja) 超音波流量計
JPS6040916A (ja) 超音波流速・流量計の温度変化誤差の補正法
SU1476311A1 (ru) Ультразвуковой расходомер
JP4366753B2 (ja) 超音波流量計
JP4048871B2 (ja) 超音波流量計測装置
JP2853508B2 (ja) ガス流量計
RU27218U1 (ru) Первичный преобразователь ультразвукового расходомера
SU1030656A1 (ru) Ультразвуковой расходомер

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031225

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040202

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term