JPH11295120A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JPH11295120A JPH11295120A JP10094408A JP9440898A JPH11295120A JP H11295120 A JPH11295120 A JP H11295120A JP 10094408 A JP10094408 A JP 10094408A JP 9440898 A JP9440898 A JP 9440898A JP H11295120 A JPH11295120 A JP H11295120A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広いレイノルズ数範囲で精度が向上された超
音波流量計を提供する。 【解決手段】 平均流速を測定できる超音波のパスを用
い、第１の平均流速を測定できる超音波のパスの両端に
計２個の接液型の超音波の送信器を配置し、送信器から
発せられた超音波は、それぞれ測定管路の内壁で反射さ
れ、前記第１のパスと略６０度をなす他の平均流速を測
定できる超音波のパスを通った後、非接液型の受信器に
入射されるようにすると共に、超音波の反射部分にも受
信器を設けるようにした超音波流量計である。
音波流量計を提供する。 【解決手段】 平均流速を測定できる超音波のパスを用
い、第１の平均流速を測定できる超音波のパスの両端に
計２個の接液型の超音波の送信器を配置し、送信器から
発せられた超音波は、それぞれ測定管路の内壁で反射さ
れ、前記第１のパスと略６０度をなす他の平均流速を測
定できる超音波のパスを通った後、非接液型の受信器に
入射されるようにすると共に、超音波の反射部分にも受
信器を設けるようにした超音波流量計である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広いレイノルズ数
範囲で精度が向上された超音波流量計に関するものであ
る。
範囲で精度が向上された超音波流量計に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来より一般に使用されている従
来例の構成説明図で、図８は、図７の側面図である。
来例の構成説明図で、図８は、図７の側面図である。
【０００３】図において、接液型の第１の超音波送信器
２は、測定管路１に、設けられている。接液型の第１の
超音波受波器３は、第１の超音波送信器２から発信され
た超音波Ａが、測定管路１の内壁で反射されて入射され
るように、測定管路１に設けられている。
２は、測定管路１に、設けられている。接液型の第１の
超音波受波器３は、第１の超音波送信器２から発信され
た超音波Ａが、測定管路１の内壁で反射されて入射され
るように、測定管路１に設けられている。
【０００４】接液型の第２の超音波送信器４は、測定管
路１に設けられている。接液型の第２の超音波受波器５
は、第２の超音波送信器４から発信された超音波Ｂ（超
音波Ａと区別するために点線で示す。）が、測定管路１
の内壁で反射されて入射されるように、測定管路１に設
けられている。
路１に設けられている。接液型の第２の超音波受波器５
は、第２の超音波送信器４から発信された超音波Ｂ（超
音波Ａと区別するために点線で示す。）が、測定管路１
の内壁で反射されて入射されるように、測定管路１に設
けられている。
【０００５】そして、図８に示す如く、測定管路１の側
面から見て、超音波Ａと超音波Ｂとは、丁度、三角形を
構成するような位置関係にある。
面から見て、超音波Ａと超音波Ｂとは、丁度、三角形を
構成するような位置関係にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
ては、偏流などの流速分布の影響を非常に小さくするこ
とができる。
ては、偏流などの流速分布の影響を非常に小さくするこ
とができる。
【０００７】しかしながら、この様な装置においては、
測定管路１に直接送受信器を埋め込む接液型のセンサを
４台２，３，４，５用意する必要があり、コストアップ
になり、センサ取り付け部のシール構造が複雑になる。
液漏れなどトラブルを起こす可能性がある。
測定管路１に直接送受信器を埋め込む接液型のセンサを
４台２，３，４，５用意する必要があり、コストアップ
になり、センサ取り付け部のシール構造が複雑になる。
液漏れなどトラブルを起こす可能性がある。
【０００８】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、広いレイノルズ数範囲で精度が向
上された超音波流量計を提供するにある。
る。本発明の目的は、広いレイノルズ数範囲で精度が向
上された超音波流量計を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）測定管路に設けられた超音波送受信器を利用し
て、測定管路内を流れる測定流体の流量を測定する超音
波流量計において、前記測定管路の壁を貫通してこの測
定管路に設けられ超音波が発信される接液型の第１の超
音波送信器と、前記測定管路の外に設けられこの第１の
超音波送信器より発信された超音波が平均流速を測定す
る第１の超音波のパスの一端から他端を通って前記測定
管路の内壁で反射され前記第１の超音波のパスと略６０
度をなし且つ平均流速を測定する第２の超音波のパスを
通ってから入射される第１の超音波受信器と、前記測定
管路の外に設けられ前記第１の超音波送信器より発信さ
れた超音波が前記第１の超音波のパスの一端から他端を
通って入射される超音波を受信する第２の超音波受信器
と、前記測定管路の壁を貫通してこの測定管路に設けら
れ前記第１の超音波のパスの他端に超音波が発信される
接液型の第２の超音波送信器と、前記測定管路の外に設
けられこの第２の超音波送信器より発信された超音波が
前記第１の超音波のパスの他端から一端を通って前記測
定管路の内壁で反射され前記第１の超音波のパスと６０
度をなし且つ平均流速を測定する第３の超音波のパスを
通ってから入射される第３の超音波受信器と、前記測定
管路の外に設けられこの第２の超音波送信器より発信さ
れた超音波が前記第１の超音波のパスの近傍を通ってか
ら入射される超音波を受信する第４の超音波受信器とを
具備したことを特徴とする超音波流量計。 （２）前記超音波センサとして圧電素子が使用されたこ
とを特徴とする（１）記載の超音波流量計。 を構成したものである。
に、本発明は、 （１）測定管路に設けられた超音波送受信器を利用し
て、測定管路内を流れる測定流体の流量を測定する超音
波流量計において、前記測定管路の壁を貫通してこの測
定管路に設けられ超音波が発信される接液型の第１の超
音波送信器と、前記測定管路の外に設けられこの第１の
超音波送信器より発信された超音波が平均流速を測定す
る第１の超音波のパスの一端から他端を通って前記測定
管路の内壁で反射され前記第１の超音波のパスと略６０
度をなし且つ平均流速を測定する第２の超音波のパスを
通ってから入射される第１の超音波受信器と、前記測定
管路の外に設けられ前記第１の超音波送信器より発信さ
れた超音波が前記第１の超音波のパスの一端から他端を
通って入射される超音波を受信する第２の超音波受信器
と、前記測定管路の壁を貫通してこの測定管路に設けら
れ前記第１の超音波のパスの他端に超音波が発信される
接液型の第２の超音波送信器と、前記測定管路の外に設
けられこの第２の超音波送信器より発信された超音波が
前記第１の超音波のパスの他端から一端を通って前記測
定管路の内壁で反射され前記第１の超音波のパスと６０
度をなし且つ平均流速を測定する第３の超音波のパスを
通ってから入射される第３の超音波受信器と、前記測定
管路の外に設けられこの第２の超音波送信器より発信さ
れた超音波が前記第１の超音波のパスの近傍を通ってか
ら入射される超音波を受信する第４の超音波受信器とを
具備したことを特徴とする超音波流量計。 （２）前記超音波センサとして圧電素子が使用されたこ
とを特徴とする（１）記載の超音波流量計。 を構成したものである。
【００１０】
【作用】以上の構成において、超音波送信器から送信さ
れた超音波は、測定管路の内壁で一度反射され、方向を
変え、再度平均流速となる領域を伝搬する。
れた超音波は、測定管路の内壁で一度反射され、方向を
変え、再度平均流速となる領域を伝搬する。
【００１１】すなわち、第１の超音波送信器から発信さ
れた超音波は、第２の超音波受信器付近の測定管路の内
壁で反射され、同時に、第２の超音波受信器で受信され
る。第２の超音波受信器付近の測定管路の内壁で、反射
され、更に、超音波は、第１の超音波受信器へと伝搬し
受信される。
れた超音波は、第２の超音波受信器付近の測定管路の内
壁で反射され、同時に、第２の超音波受信器で受信され
る。第２の超音波受信器付近の測定管路の内壁で、反射
され、更に、超音波は、第１の超音波受信器へと伝搬し
受信される。
【００１２】一方、第２の超音波送信器は、第２の超音
波受信器に、近接して配置され、第２の超音波送信器−
第４の超音波受信器と、第１の超音波送信器の場合と反
対方向に超音波を送信する。
波受信器に、近接して配置され、第２の超音波送信器−
第４の超音波受信器と、第１の超音波送信器の場合と反
対方向に超音波を送信する。
【００１３】第２の超音波送信器から送信された超音波
は、第４の超音波受信器付近の測定管路の壁で反射され
ると同時に、第４の超音波受信器で検出される。第４の
超音波受信器付近で反射された超音波は、第３の超音波
受信器で受信される。
は、第４の超音波受信器付近の測定管路の壁で反射され
ると同時に、第４の超音波受信器で検出される。第４の
超音波受信器付近で反射された超音波は、第３の超音波
受信器で受信される。
【００１４】第１、第２，第３の超音波のパス間での超
音波の伝播時間が測定され、各測定領域毎に流速が計算
される。なお、音速は、第１の超音波送信器と第２の超
音波受信器間、第２の超音波送信器と第４の超音波受信
器間の対向する領域で求められる。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。
音波の伝播時間が測定され、各測定領域毎に流速が計算
される。なお、音速は、第１の超音波送信器と第２の超
音波受信器間、第２の超音波送信器と第４の超音波受信
器間の対向する領域で求められる。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部斜
視説明図、図２は図１の正面図、図３は図１の側面図、
図４は図１の要部詳細図である。
視説明図、図２は図１の正面図、図３は図１の側面図、
図４は図１の要部詳細図である。
【００１６】図において、接液型の第１の超音波送信器
１１が、測定管路１の壁を貫通して測定管路１に設けら
れ、超音波が発信される。
１１が、測定管路１の壁を貫通して測定管路１に設けら
れ、超音波が発信される。
【００１７】第１の超音波受信器１２は、図４に示す如
く、測定管路１の外に設けられ、第１の超音波送信器１
１より発信された超音波が、平均流速を測定する第１の
超音波のパスＣの一端Ｃ1から他端Ｃ2を通って、測定管
路１の内壁で反射され、第１の超音波のパスＣと略６０
度をなし、且つ、平均流速を測定する第２の超音波のパ
スＤを通ってから入射される。
く、測定管路１の外に設けられ、第１の超音波送信器１
１より発信された超音波が、平均流速を測定する第１の
超音波のパスＣの一端Ｃ1から他端Ｃ2を通って、測定管
路１の内壁で反射され、第１の超音波のパスＣと略６０
度をなし、且つ、平均流速を測定する第２の超音波のパ
スＤを通ってから入射される。
【００１８】第２の超音波受信器１３は、図４に示す如
く、測定管路１の外に設けられ、第１の超音波送信器１
１より発信された超音波が、第１の超音波のパスＣの一
端Ｃ 1から他端Ｃ2を通って入射される超音波Ａを受信す
る。
く、測定管路１の外に設けられ、第１の超音波送信器１
１より発信された超音波が、第１の超音波のパスＣの一
端Ｃ 1から他端Ｃ2を通って入射される超音波Ａを受信す
る。
【００１９】接液型の第２の超音波送信器１４は、測定
管路１の壁を貫通して、測定管路１に設けられ、第１の
超音波のパスＣの他端Ｃ2に超音波が発信される。
管路１の壁を貫通して、測定管路１に設けられ、第１の
超音波のパスＣの他端Ｃ2に超音波が発信される。
【００２０】第３超音波受信器１５は、図４に示す如
く、測定管路１の外に設けられ、第２の超音波送信器１
４より発信された超音波が、平均流速を測定する第１の
超音波のパスＣの他端Ｃ2から一端Ｃ1を通って、測定管
路１の内壁で反射され、第１の超音波のパスＣと略６０
度をなし、且つ、平均流速を測定する第３の超音波のパ
スＥを通ってから入射される。
く、測定管路１の外に設けられ、第２の超音波送信器１
４より発信された超音波が、平均流速を測定する第１の
超音波のパスＣの他端Ｃ2から一端Ｃ1を通って、測定管
路１の内壁で反射され、第１の超音波のパスＣと略６０
度をなし、且つ、平均流速を測定する第３の超音波のパ
スＥを通ってから入射される。
【００２１】第４の超音波受信器１６は、図４に示す如
く、測定管路１の外に設けられ、第２の超音波送信器１
３より発信された超音波が、第１の超音波のパスＣの他
端Ｃ 2から一端Ｃ1を通って入射される超音波Ａを受信す
る。
く、測定管路１の外に設けられ、第２の超音波送信器１
３より発信された超音波が、第１の超音波のパスＣの他
端Ｃ 2から一端Ｃ1を通って入射される超音波Ａを受信す
る。
【００２２】以上の構成において、超音波送信器１１，
１４から送信された超音波Ａは、測定管路１の内壁で一
度反射され、方向を変え、再度平均流速となる領域を伝
搬する。
１４から送信された超音波Ａは、測定管路１の内壁で一
度反射され、方向を変え、再度平均流速となる領域を伝
搬する。
【００２３】すなわち、第１の超音波送信器１１から発
信された超音波Ａは、第２の超音波受信器１３付近の測
定管路１の内壁で反射され、同時に、第２の超音波受信
器１３で受信される。第２の超音波受信器１３付近の測
定管路１の内壁で、図４に示す如く、反射され、更に、
超音波Ａは、第１の超音波受信器１２へと伝搬し受信さ
れる。
信された超音波Ａは、第２の超音波受信器１３付近の測
定管路１の内壁で反射され、同時に、第２の超音波受信
器１３で受信される。第２の超音波受信器１３付近の測
定管路１の内壁で、図４に示す如く、反射され、更に、
超音波Ａは、第１の超音波受信器１２へと伝搬し受信さ
れる。
【００２４】一方、第２の超音波送信器１４は、第２の
超音波受信器１３に、近接して配置され、第２の超音波
送信器１４から第４の超音波受信器１６へと、図２に示
す如く、第１の超音波送信器１１の場合と反対方向に超
音波Ａを送信する。
超音波受信器１３に、近接して配置され、第２の超音波
送信器１４から第４の超音波受信器１６へと、図２に示
す如く、第１の超音波送信器１１の場合と反対方向に超
音波Ａを送信する。
【００２５】第２の超音波送信器１４から送信された超
音波Ａは、第４の超音波受信器１６付近の測定管路１の
壁で反射されると同時に、第４の超音波受信器１６で検
出される。第４の超音波受信器１６付近で反射された超
音波Ａは、第３の超音波受信器１５で受信される。
音波Ａは、第４の超音波受信器１６付近の測定管路１の
壁で反射されると同時に、第４の超音波受信器１６で検
出される。第４の超音波受信器１６付近で反射された超
音波Ａは、第３の超音波受信器１５で受信される。
【００２６】第１、第２，第３の超音波のパスＣ，Ｄ．
Ｅ間での超音波Ａの伝播時間が測定され、各測定領域毎
に流速が計算される。なお、音速は、第１の超音波送信
器１１と第２の超音波受信器１３間、第２の超音波送信
器１４と第４の超音波受信器１６間の対向する領域で求
められる。
Ｅ間での超音波Ａの伝播時間が測定され、各測定領域毎
に流速が計算される。なお、音速は、第１の超音波送信
器１１と第２の超音波受信器１３間、第２の超音波送信
器１４と第４の超音波受信器１６間の対向する領域で求
められる。
【００２７】この結果、 （１）第１、第２，第３の超音波のパスＣ，Ｄ．Ｅでの
平均流速を測定するため、広いレイノルズ数範囲で精度
良く測定流体ＦＬoの流量が測定できる超音波流量計が
得られる。
平均流速を測定するため、広いレイノルズ数範囲で精度
良く測定流体ＦＬoの流量が測定できる超音波流量計が
得られる。
【００２８】（２）平均流速の測定領域が、図７従来例
のものに比べ、測定管路１全体にわたっているので偏流
や旋回流など流速分布の影響を受けにくい超音波流量計
が得られる。
のものに比べ、測定管路１全体にわたっているので偏流
や旋回流など流速分布の影響を受けにくい超音波流量計
が得られる。
【００２９】（３） 反射回数が１回と少ないので、超
音波Ａの減衰が少なく、また、超音波ＡのパスＣ，Ｄ．
Ｅの測定流体ＦＬoによるずれ誤差も少ないので、精度
が高い超音波流量計が得られる。
音波Ａの減衰が少なく、また、超音波ＡのパスＣ，Ｄ．
Ｅの測定流体ＦＬoによるずれ誤差も少ないので、精度
が高い超音波流量計が得られる。
【００３０】（４）接液するのは超音波送信器１１，１
４のみなので、シール部分が少ない。このため、漏れの
心配が少ない構造が取れて、信頼性が向上出来、コスト
も低減出来る超音波流量計が得られる。
４のみなので、シール部分が少ない。このため、漏れの
心配が少ない構造が取れて、信頼性が向上出来、コスト
も低減出来る超音波流量計が得られる。
【００３１】図７は本発明の他の実施例の要部構成説明
図で、図８は図７の側面図である。ある。本実施例にお
いては、図１実施例の超音波流量計を、２組対称に組み
合わせたものである。第２組には、サフィクスａを付し
て第１組と区別する。本実施例によれば、更に、精度が
高い超音波流量計が実現できる。
図で、図８は図７の側面図である。ある。本実施例にお
いては、図１実施例の超音波流量計を、２組対称に組み
合わせたものである。第２組には、サフィクスａを付し
て第１組と区別する。本実施例によれば、更に、精度が
高い超音波流量計が実現できる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１によれば、 （１）第１、第２，第３の超音波のパスでの平均流速を
測定するため、広いレイノルズ数範囲で精度良く測定流
体の流量が測定できる超音波流量計が得られる。
求項１によれば、 （１）第１、第２，第３の超音波のパスでの平均流速を
測定するため、広いレイノルズ数範囲で精度良く測定流
体の流量が測定できる超音波流量計が得られる。
【００３３】（２）平均流速の測定領域が、従来例のも
のに比べ、測定管路全体にわたっているので偏流や旋回
流など流速分布の影響を受けにくい超音波流量計が得ら
れる。
のに比べ、測定管路全体にわたっているので偏流や旋回
流など流速分布の影響を受けにくい超音波流量計が得ら
れる。
【００３４】（３） 反射回数が１回と少ないので、超
音波の減衰が少なく、また、超音波のパスの測定流体に
よるずれ誤差も少ないので、精度が高い超音波流量計が
得られる。
音波の減衰が少なく、また、超音波のパスの測定流体に
よるずれ誤差も少ないので、精度が高い超音波流量計が
得られる。
【００３５】（４）接液するのは超音波送信器のみなの
で、シール部分が少ない。このため、漏れの心配が少な
い構造が取れて、信頼性が向上出来、コストも低減出来
る超音波流量計が得られる。
で、シール部分が少ない。このため、漏れの心配が少な
い構造が取れて、信頼性が向上出来、コストも低減出来
る超音波流量計が得られる。
【００３６】本発明の請求項２によれば、超音波送受信
素子として圧電素子が使用されたので、高いキュリー温
度を有する圧電素子を選択したので、高温まで使用出
来、また、電力の供給が不要であり、センサ部が安価で
信頼性が高い超音波流量計が得られる。
素子として圧電素子が使用されたので、高いキュリー温
度を有する圧電素子を選択したので、高温まで使用出
来、また、電力の供給が不要であり、センサ部が安価で
信頼性が高い超音波流量計が得られる。
【００３７】従って、本発明によれば、広いレイノルズ
数範囲で精度が向上された超音波流量計を実現すること
が出来る。
数範囲で精度が向上された超音波流量計を実現すること
が出来る。
【図１】本発明の一実施例の要部斜視説明図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】図１の要部詳細図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部斜視説明図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
明図である。
【図８】図７の側面図である。
１ 測定管路 １１ 第１の超音波送信器 １２ 第１の超音波受信器 １３ 第２の超音波受信器 １４ 第２の超音波送信器 １５ 第３の超音波受信器 １６ 第４の超音波受信器 １１ａ 第１ａの超音波送信器 １２ａ 第１ａの超音波受信器 １３ａ 第２ａの超音波受信器 １４ａ 第２ａの超音波送信器 １５ａ 第３ａの超音波受信器 １６ａ 第４ａの超音波受信器 Ａ 超音波 Ｂ 超音波 Ｃ 第１の超音波のパス Ｃ1 一端 Ｃ2 他端 Ｄ 第２の超音波のパス Ｅ 第３の超音波のパスＥ Ｃａ 第１ａの超音波のパス Ｃ1ａ 一端 Ｃ2ａ 他端 Ｄａ 第２ａの超音波のパス Ｅａ 第３ａの超音波のパス ＦＬo 測定流体
Claims (2)
- 【請求項１】測定管路に設けられた超音波送受信器を利
用して、測定管路内を流れる測定流体の流量を測定する
超音波流量計において、 前記測定管路の壁を貫通してこの測定管路に設けられ超
音波が発信される接液型の第１の超音波送信器と、 前記測定管路の外に設けられこの第１の超音波送信器よ
り発信された超音波が平均流速を測定する第１の超音波
のパスの一端から他端を通って前記測定管路の内壁で反
射され前記第１の超音波のパスと略６０度をなし且つ平
均流速を測定する第２の超音波のパスを通ってから入射
される第１の超音波受信器と、 前記測定管路の外に設けられ前記第１の超音波送信器よ
り発信された超音波が前記第１の超音波のパスの一端か
ら他端を通って入射される超音波を受信する第２の超音
波受信器と、 前記測定管路の壁を貫通してこの測定管路に設けられ前
記第１の超音波のパスの他端に超音波が発信される接液
型の第２の超音波送信器と、 前記測定管路の外に設けられこの第２の超音波送信器よ
り発信された超音波が前記第１の超音波のパスの他端か
ら一端を通って前記測定管路の内壁で反射され前記第１
の超音波のパスと６０度をなし且つ平均流速を測定する
第３の超音波のパスを通ってから入射される第３の超音
波受信器と、 前記測定管路の外に設けられこの第２の超音波送信器よ
り発信された超音波が前記第１の超音波のパスの近傍を
通ってから入射される超音波を受信する第４の超音波受
信器とを具備したことを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項２】前記超音波センサとして圧電素子が使用さ
れたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094408A JPH11295120A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094408A JPH11295120A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295120A true JPH11295120A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14109426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10094408A Pending JPH11295120A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11295120A (ja) |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP10094408A patent/JPH11295120A/ja active Pending
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