JPS60131437A - 超音波式室温測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は室内の空間乎均温凌を計測する超音波式室温測
定装置に関する。　□ 〔従来技術〕 空調設備の室温制御用温度センサは、例えば抵抗、サー
ミスタ等のｉ抗温度素子の抵抗温度変化を利用して計測
されていた。それ等の温度センサは一般に壁等に取付け
て利用するため、人間の存在する空間どは実際の温度が
異なっている場合が多い。特に省エネルギを計るために
窒調機を目標室温の範囲内において一定時間、強制的に
停止させるよう逐場合には空気の対流作用が少いために
温度誤糸が大きく特に正確かつ快適な温度制御を計る点
＋問□題であっ起。

〔発明の゛武季〕

本発明は上記の事情に基づいてなされたもので、室内、
の一点の温度を計測するのではなく、室内の空間平均□
温度を計測し得るようにし、計測位置と特に入面の存在
□する空間位置との温度誤差をなくし、正確かつ快適な
室温制御を可能にする超音波式室温測定装置を提供する
ことを目的とする。

＃実清婁看墳＃ 本発明は超音波の空気中の伝播速度を計測し、この伝播
速門を゛室温にて換算するようにしたものである。

すなわち、超音波を発振する超音波発振器と、この発振
器から発振された超音波の壁面からの反射波を受ける超
音波受信器と、これら超音波発振器および超音波パルス
の超音波の発振時期および受信時期との時間差を測定す
る時間差測定回路と、被測定位置での実測温度とこの温
度の時の前記超音波の時間差を対応させ、これを基準値
として記憶する記憶回路と、この基準値と次期測定時の
超音波の時間差とを比較演算し、次期測定時の室温を出
力し得るようにし牟ことを特徴とする超音波式室温測定
装置である。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明にかかる超音波式室温測定装置の構成を
示すブロック図である。

同図において壁面（２）を有する室内（１）にドライブ
回路（８１によって駆動される超音波発振器（４）およ
び超音波受信器（６）を設ける。上記発振器（４）から
発振された超音波（６）（例えば超音波パルスの形式を
採る）は室内（１）の空間、すなわち空気中を伝播して
壁面（２）にＱ、その反射波を超音波受信器（５）によ
って受け、中央演算装置（ＣＰＵ　）更正回路（８）内
の時間差計測回路（γ）に入力する。この時間差計測回
路（γ）＝５！は超音波の発振時期と、この超音波が室
内の空気中を伝播して壁面に当シ、その反射波が超音波
受信器に到達した時、すなわち超音波の受信時期との時
間間隔を計測するものである。この時間間隔は空気の温
度に影善し空気の温度が高くなれば超音波の伝播速度は
増加し、逆に空気の温度が低くなればその伝播速度は減
少する。これらの事実に基づき下記の関係式が導びかれ
る。すなわち一般に良く知られているように音速は０．
６ｍ／ｓ／”Ｑの割合で変化し、また、０℃の時の音速
は６６１ｍ／Ｂである。そこで既知温度θ、と任意時θ
、の温度差θ８は、既゛知温度における音速をｖ２、任
意時の音速をＶ□とすると次式よりめられる。

０ｓ＝　ｖ２−ｖよ１０．６　・・−（１）したがって
、０２＝０８十〇エ　・・・（２）ところで、音速は直
接計測することが困難であるため、超音波の空気中の伝
播時間と伝播距離から算出せざるを得ない。　。

そこで、超音波の既知温度での空気中の伝播時間をＴ２
、伝播距離をＸ工、まへ任意温度でのそれらをそれぞれ
Ｔ工Ｔ　Ｘ　２とすると、Ｖ　２　＝Ｘ　ｌ／　Ｔ　ｘ
　＠　＠　＠　（８１ｖ　ｌ＝ｘ　２／Ｔ　よ　・　拳
　・（４）（３）式よりＸ　□＝Ｖ　２Ｔ　２　−　＠
　＠　＠　（５）ここで、０℃の時の音速は前記のよう
に５６１ｍ／ｓ。

また０、　６ｍ／８／’Ｃの割合で変化することから上
記（５）式は Ｘ、＝ｖ２Ｔ２＝（３３１＋０．６Ｔ、）Ｔ、＠＠＠（
６）となる。ところで、超音波発振！および超音波受信
器の設置位置は固定されている、ので、超音波の伝播距
離に変化はない。そこで　、 ｘｌ：ｘ２：ｘ と置きこれを上記（４）、（５）式に代入すると次のよ
うになる。

■よ＝ｘ／Ｔよ＝（３５１＋０．６．Ｔｊｌ）Ｔ／Ｔ０
、−・・（γ）ここで、上記（６）式、（７）式でめた
ｖ２．ｖ工を上記（１）式に代入して整理すると、下記
の（８）式となる。

θ、　＝　１７０．６（（５５１４０，６Ｔ２）−（３
３１，＋０．６Ｔ２）Ｔ２／ＴＪ・　・・（８） 上記（８）式におけるＱ１＋０．６Ｔ、−＝Ａとおくと
、θ８．−＝　ｈ、／　ｏ、　６　（，１−Ｔ　２／’
ｒよ）　・・・（９）したがって任意時の温度θ２は上
記（２）式および（９）式よ、す、、 θ、＝０８＋、τ、−Ａ／　０−６　（１−Ｔ　ａ　／
Ｔ工）十〇、　・・・０θ）となる。　、。

ここで、上記（１０）式のｈｌｏ、６Ｔ　Ｔ　２　＋θ
、は既知の値であるから任意時や室温θ２が上記（１０
）式からめられることになる。、 しかして上記（１，）乃至叫式から導びかれた関係式に
基づき、時間差測定回路（７）によって計測された時間
差を対応させるべく、ＣＰＵ更正回Ｍ　（８）内に更正
された温度計で測定された実測温度ラテンキー（９）、
室−入力回路（至）を介して記憶する記憶回路αりを設
けると共にこれらの情報を基準値とし、次期任意時に発
振された超音波の時間差を更正キ−を介して入力し、こ
れらを比較演算して室温計測値の出力０４）を得る比較
演算回路（１８）を設ける。

なお、上記の更正キー（１２＋は室温更正時ａと任意時
の室温を計測する時（計測時）ｂとを切換え得る接点を
有している。

次に上記構成の超音波式室温測定装置の操作手順を第２
図および第３図の流れ図を参照して説明する。

第２図は室温更正時の流れ図を示し、まず、更正しよう
とする時の室温を温度計によって計測する（手順Ａ）。

次いで、この実測温度をＣＰＵ更正回路（８）内のテン
キー（９）によってキー入力する（手１１ｉＮ　Ｂ　）
。なお、この時の実測温度をθ□とする。

次に更正キー（腑を接点ａの状態で押しく手順Ｃ）、こ
れと同期させたドライブ回路（８）により、超音波発振
器（４）および超音波受信器（５）を作動させ、時間差
計測回路（γ）で超音波の反射波リターン時間（Ｔ２）
を計測する（手順Ｄ）。

このリターン時間Ｔ２および実測温度θ、を記憶回路（
１１）に入力する（手順Ｅ）。

次に、室温を計測しようとする任意時に更正キー　（１
２１の接点を計測時す側に切換える。すなわち、第３図
の流れ図に示すように計測値出力指令キーを押す（手順
Ｆ）。これと同時に前記同様時間差計測回路（γ）によ
り、任意時の超音波の反射波リターン時間Ｔ工を計測す
る（手順Ｇ）。

このリターン時間Ｔ□を比較演算回路０３）に入力し、
先番の記憶回路α１）に入力された更正時の室温θ□、
この時の超音波のリターン時間Ｔ、を基準値（基礎値）
として前記（１Ｏ）式、すなわちθ２＝Ａ１０．６（１
−Ｔ　２／Ｔ□）十〇、より任意時の室温を演算しく手
順Ｈ）、この演算値を出力する（千順工）。

なお、上記の実施例では更正回路（８）としてｃｐｕを
用いたが、勿論、それぞれ独立した回路構成としても良
い。

また、上記の実施例では超音波の受、発振１回だけのリ
ターン時間、すなわち時間差を計測し、き これに基づき室温を算出するようにしたが、何回か繰返
して計Ｊし、その平均値を出力したシ、中央値を出力す
るようにしても良い。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように超音波の空気中における温度差に
基づく伝播速度の差異（より、この差異を時間差として
計測することで計測時の室温を出力し得るようにしたも
のであり、したがって室内の平均した温度をめることが
でき、従来のように空間の一点の温度を計測するものと
異なｐ、例えば空調設備等の正確かつ快適な□室温制御
が可能と力る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波式室温測定装置の構成を
示すブロック図、第２図および第３図は上記測定装置の
操作手順を示す流れ図である。 （４）・・超音波発振器　（５）・・超音波受信器（γ
）・・時間差測定回路　（１１）・・記憶回路（ｌａ＋
・・比較演算回路 代理人大岩増雄 第２図 Δ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波を発振する超音波発振器と、この発振器から発振
   された超音波の壁面から□の反射波を受ける超音波受信
   器と、これら超音波−振器および超音波受信器の超音波
   の発振時期および受信時期との時間差を測定する時間差
   測定回路と、被測定位置での笑測温度とこの温度の時の
   前記超音波の時間差とを対応させ、これを基準値どして
   記憶する記憶回路と、この基準値と次期測ｉ時の超音波
   の時間差とを比較演算し、次期測定時の室温を出力し得
   るようにしたことを特徴とする超音波式室温測定装置。