JPS617417A - ドツプラ−シフトを利用した超音波流速流量計 - Google Patents
ドツプラ−シフトを利用した超音波流速流量計Info
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- JPS617417A JPS617417A JP59271496A JP27149684A JPS617417A JP S617417 A JPS617417 A JP S617417A JP 59271496 A JP59271496 A JP 59271496A JP 27149684 A JP27149684 A JP 27149684A JP S617417 A JPS617417 A JP S617417A
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ドツプラーシフトを利用した超音波流速流
量計に関するものであり、特に、被測定流体の汚濁濃度
如何に拘らず正確な流速、流量の測定を可能とした超音
波流速流量計に係わるものである。
量計に関するものであり、特に、被測定流体の汚濁濃度
如何に拘らず正確な流速、流量の測定を可能とした超音
波流速流量計に係わるものである。
従来の超音波流速流量計としては、例えば、特公昭５０
−３’６７８５号公報に記載されたものが知られている
。第１図にはその構成が示されており、送信用トランス
ジューサ２は、これから送信された超音波信号ビームの
伝ばん路７が、管路４の中心軸６に対して略々直交する
ように配設され、一方、受信用トランスジューサ１１は
、被測定流体５中の固体粒子８からの、反射波の伝ばん
路９が、中心軸６に平行な固体粒子８の流速ベクトルの
方向υに対して、角度θをもって斜交するように配設さ
れ、さらに、各トランスジューサ２．１１は流速、流量
測定を行なうべく計測ユニット１０に接続されている。
−３’６７８５号公報に記載されたものが知られている
。第１図にはその構成が示されており、送信用トランス
ジューサ２は、これから送信された超音波信号ビームの
伝ばん路７が、管路４の中心軸６に対して略々直交する
ように配設され、一方、受信用トランスジューサ１１は
、被測定流体５中の固体粒子８からの、反射波の伝ばん
路９が、中心軸６に平行な固体粒子８の流速ベクトルの
方向υに対して、角度θをもって斜交するように配設さ
れ、さらに、各トランスジューサ２．１１は流速、流量
測定を行なうべく計測ユニット１０に接続されている。
そして、送信用トランスジューサ２から被測定流体Ｓ中
に送出された超音波信号ビームはその伝ばん路７に沿っ
て進行し、受信用トランスジューサ９への反射波の伝ば
ん路９との交叉領域にて被測定流体中に含まれる固体粒
子に遭遇し、それからの反射波が該伝ばん路９に沿って
受信用トランスジューサ１１に到達する。その際、計測
ユニット１０により、送信用トランスジューサ１１にて
受信された超音波信号の周波数との差の周波数（ドツプ
ラーシフト）に基づいて被測定流体５の流速を計測する
ものである。
に送出された超音波信号ビームはその伝ばん路７に沿っ
て進行し、受信用トランスジューサ９への反射波の伝ば
ん路９との交叉領域にて被測定流体中に含まれる固体粒
子に遭遇し、それからの反射波が該伝ばん路９に沿って
受信用トランスジューサ１１に到達する。その際、計測
ユニット１０により、送信用トランスジューサ１１にて
受信された超音波信号の周波数との差の周波数（ドツプ
ラーシフト）に基づいて被測定流体５の流速を計測する
ものである。
しかしながら、かかる超音波流速流量計では、超音波信
号ビームの伝ばん路７と、反射波の伝ばん路９との斜交
点での固体粒子８の流速に基づいて、被測定流体５の流
速、流量を測定せんとするものであるので、画体ばん路
７．９の距離は、両トランスジューサ２．１１間の距離
Ｌ１・・・Ｌｎに応じて一義的に定まってしまうことと
なる。したがって、両トランスジューサ２．１１の配設
位置如何によっては、反射波を生起すべき位置の固体粒
子８′が、両トランスジューサ２．１１から大きく隔離
されて、伝ばん路７．９の距離が長くなりすぎてしまう
ので、被測定流体の汚濁濃度が高い場合には、反射波を
生起すべき位置以外の位置に存在する固体粒子が、超音
波信号の伝ばんを遮ぎるようなおそれがあり、これによ
り、超音波信号Ｃカ減衰量が大きくなって、被測定流体
５の流速、流量の正確な測定を困難にするという欠点が
あった。
号ビームの伝ばん路７と、反射波の伝ばん路９との斜交
点での固体粒子８の流速に基づいて、被測定流体５の流
速、流量を測定せんとするものであるので、画体ばん路
７．９の距離は、両トランスジューサ２．１１間の距離
Ｌ１・・・Ｌｎに応じて一義的に定まってしまうことと
なる。したがって、両トランスジューサ２．１１の配設
位置如何によっては、反射波を生起すべき位置の固体粒
子８′が、両トランスジューサ２．１１から大きく隔離
されて、伝ばん路７．９の距離が長くなりすぎてしまう
ので、被測定流体の汚濁濃度が高い場合には、反射波を
生起すべき位置以外の位置に存在する固体粒子が、超音
波信号の伝ばんを遮ぎるようなおそれがあり、これによ
り、超音波信号Ｃカ減衰量が大きくなって、被測定流体
５の流速、流量の正確な測定を困難にするという欠点が
あった。
かかる欠点を除去するためには、両トランスジューサ２
．１１間の距離を被測定流体５の汚濁濃度に応じて、設
定変更することも考えられるが、被測定流体５の汚′Ｆ
ｊＪ濃度が測定中不変であればともかく、その汚濁濃度
が経時的に変化するような場合には、両トランスジュー
サ２．１１間の距離を経時的に変更せざるを得ないので
、上記構成のままでの測定は、事実上不可能となるもの
であった。
．１１間の距離を被測定流体５の汚濁濃度に応じて、設
定変更することも考えられるが、被測定流体５の汚′Ｆ
ｊＪ濃度が測定中不変であればともかく、その汚濁濃度
が経時的に変化するような場合には、両トランスジュー
サ２．１１間の距離を経時的に変更せざるを得ないので
、上記構成のままでの測定は、事実上不可能となるもの
であった。
この発明の目的は、上記従来技術に基づく、汚濁濃度が
変動する被測定流体の流速、流量測定の困難性の問題点
に鑑み、送信用トランスジューサと受信用トランスジュ
ーサとを特異な配設姿勢で隣接配置して、送信用トラン
スジューサからの超音波ビームの軸と、受信用トランス
ジューサの受−信相向性の軸とを略々共通にすることに
より、上記欠点を除去して、被測定流体の汚濁濃度如何
に拘らず、常に正確な流速、流量を測定可能な超音波流
速流量計を提供せんとするものである。
変動する被測定流体の流速、流量測定の困難性の問題点
に鑑み、送信用トランスジューサと受信用トランスジュ
ーサとを特異な配設姿勢で隣接配置して、送信用トラン
スジューサからの超音波ビームの軸と、受信用トランス
ジューサの受−信相向性の軸とを略々共通にすることに
より、上記欠点を除去して、被測定流体の汚濁濃度如何
に拘らず、常に正確な流速、流量を測定可能な超音波流
速流量計を提供せんとするものである。
−上記目的に沿うこの発明の構成は、信号発振手段から
の送信信号を超音波信号に変換して、これを管路内の被
測定流体中に超音波信号ビームとして送信する送信用ト
ランスジューサを管路の管壁りに配設し、一方、被測定
流体中に存在する固体粒子からの、上記超音波信号ビー
ムの反射波としての超音波信号を受信して電気信号に変
換する受信用トランスジューサを、送信用トランスジュ
ーサに隣接させて、上記超音波信号ビームの軸と該反射
波の受信指向性の軸とが略々共通になるように配設する
ことにより、被測定流体中における管壁の最も近い位置
の固体粒子からの反射波のみを、流量の測定に関与させ
るようにしたことを要旨とするものである・ 次に、この発明の実施例を第２図〜第３図に基づいて説
明すれば以下の通りである。
の送信信号を超音波信号に変換して、これを管路内の被
測定流体中に超音波信号ビームとして送信する送信用ト
ランスジューサを管路の管壁りに配設し、一方、被測定
流体中に存在する固体粒子からの、上記超音波信号ビー
ムの反射波としての超音波信号を受信して電気信号に変
換する受信用トランスジューサを、送信用トランスジュ
ーサに隣接させて、上記超音波信号ビームの軸と該反射
波の受信指向性の軸とが略々共通になるように配設する
ことにより、被測定流体中における管壁の最も近い位置
の固体粒子からの反射波のみを、流量の測定に関与させ
るようにしたことを要旨とするものである・ 次に、この発明の実施例を第２図〜第３図に基づいて説
明すれば以下の通りである。
第２図に示すように、送信用トランスジューサ２は、管
路４の外壁に密着して装着された支持台としての、プラ
スチックくさび３の傾斜面上に、受信用トランス２ュー
サ１１に隣接して配設されている。そして、送信用トラ
ンスジューサ２には、発振器１が接続されており、この
発振器１は、受信用トランスジューサ１１とともにミキ
サ１２に接続されている。さらに、ミキサ１２には、低
域通過フィルタ１３が後続し、この低域通過フィルタ１
３には、周波数弁別器１４が接続され、さらに、周波数
弁別器１４には、補正器１５が接続されている。なお、
図中の５は被測定流体であり、６は管路４の中心軸、７
は送信用トランスジューサ２からの超音波信号ビームの
軸、８．８′は固体粒子をそれぞれ示している。
路４の外壁に密着して装着された支持台としての、プラ
スチックくさび３の傾斜面上に、受信用トランス２ュー
サ１１に隣接して配設されている。そして、送信用トラ
ンスジューサ２には、発振器１が接続されており、この
発振器１は、受信用トランスジューサ１１とともにミキ
サ１２に接続されている。さらに、ミキサ１２には、低
域通過フィルタ１３が後続し、この低域通過フィルタ１
３には、周波数弁別器１４が接続され、さらに、周波数
弁別器１４には、補正器１５が接続されている。なお、
図中の５は被測定流体であり、６は管路４の中心軸、７
は送信用トランスジューサ２からの超音波信号ビームの
軸、８．８′は固体粒子をそれぞれ示している。
上記構成において、発振器１から送信用トランスジュー
サ２に送信信号として周波数ｆｔを持つ電気信号が供給
されると、該電気信号は第′３図（Ａ）に示すように周
波数ｆｔを持つ正弦波の超音波信号に変換されて超音波
信号ビームとして送信される。そして、この超音波信号
ビームは、管路４の中心軸６上流側に対して鋭角αで斜
交する軸７を有するビームに形成される。送置された超
音、゛ ・ 波信号ビームは、管路４の管壁近傍を通過する固体粒子
８に当り、その一部は反射して、その反射波に対する指
向性の中心軸が、送信用トランスジューサ２から送信さ
れる超音波信号ビームの軸７と略々共通になるように配
設された受信用トランスジューサ１１により受信される
。受信された超音波信号は、第３図（Ｂ’ ）に示すよ
うに、固体粒子８の速度ベクトルの、中心軸６に向う成
分のベクトル軸７ａ（超音波信号ビームの軸７と共通す
る）に沿って、該成分によるド・ンプラー効果を受け、
送信された超音波信号の周波数ｆｔよりも低い周波数ｆ
ｒを持つようになる。なお、この周波数ｆｒの反射波は
、送信された超音波信号に対して遅延時間ｔ１を持つが
、この遅延時間ｔ１は、超音波信号ビームがプラスチッ
ク〈さび３を通過１て管路４内に至り、更に、被測定流
体５中を伝ばんして管壁近傍の固体粒子８に到達し、該
粒子で反射されて受信用トランスジュースｌｌにて受信
されるまでの時間である。
サ２に送信信号として周波数ｆｔを持つ電気信号が供給
されると、該電気信号は第′３図（Ａ）に示すように周
波数ｆｔを持つ正弦波の超音波信号に変換されて超音波
信号ビームとして送信される。そして、この超音波信号
ビームは、管路４の中心軸６上流側に対して鋭角αで斜
交する軸７を有するビームに形成される。送置された超
音、゛ ・ 波信号ビームは、管路４の管壁近傍を通過する固体粒子
８に当り、その一部は反射して、その反射波に対する指
向性の中心軸が、送信用トランスジューサ２から送信さ
れる超音波信号ビームの軸７と略々共通になるように配
設された受信用トランスジューサ１１により受信される
。受信された超音波信号は、第３図（Ｂ’ ）に示すよ
うに、固体粒子８の速度ベクトルの、中心軸６に向う成
分のベクトル軸７ａ（超音波信号ビームの軸７と共通す
る）に沿って、該成分によるド・ンプラー効果を受け、
送信された超音波信号の周波数ｆｔよりも低い周波数ｆ
ｒを持つようになる。なお、この周波数ｆｒの反射波は
、送信された超音波信号に対して遅延時間ｔ１を持つが
、この遅延時間ｔ１は、超音波信号ビームがプラスチッ
ク〈さび３を通過１て管路４内に至り、更に、被測定流
体５中を伝ばんして管壁近傍の固体粒子８に到達し、該
粒子で反射されて受信用トランスジュースｌｌにて受信
されるまでの時間である。
固体粒子８が移動すると、被測定流体５の汚濁濃度に変
化がなければ、次々と同質の固体粒子が連続的に軸７上
に現われるので、第３図（Ｂ）に示す正弦波信号は一様
に持続する。
化がなければ、次々と同質の固体粒子が連続的に軸７上
に現われるので、第３図（Ｂ）に示す正弦波信号は一様
に持続する。
第３図（Ｃ）は、中・６軸６に近い位置に存在する他の
固体粒子８′からの反射波の波形を示すものであり、そ
の周波数については、管路４内の流速分布がほぼ均一で
あれば、管壁近傍に固体粒子８からの反射波の周波数ｆ
ｒとほぼ等しい周波数ｆｒ ”になる。しかし、超音
波信号ビームは固体粒子８′に到達する前に、固体粒子
８でその一部が反射されているので、固体粒子８′に到
達する超音波信号ビームは微弱であり、さらに、固体粒
子８′からの反射波は固体粒子８により遮ぎられるので
、受信用トランスジューサ１．１で受信され、その固体
粒子からの反射波は極度に減衰する。
固体粒子８′からの反射波の波形を示すものであり、そ
の周波数については、管路４内の流速分布がほぼ均一で
あれば、管壁近傍に固体粒子８からの反射波の周波数ｆ
ｒとほぼ等しい周波数ｆｒ ”になる。しかし、超音
波信号ビームは固体粒子８′に到達する前に、固体粒子
８でその一部が反射されているので、固体粒子８′に到
達する超音波信号ビームは微弱であり、さらに、固体粒
子８′からの反射波は固体粒子８により遮ぎられるので
、受信用トランスジューサ１．１で受信され、その固体
粒子からの反射波は極度に減衰する。
一方、第３図（Ｃ）に示すように、固体粒子８′からの
反射波の、送信された超音波信号ビームに対する遅延時
間ｔ２は、第３図（Ｂ）に示す遅延時間ｔ１よりも大き
な値となっている。これは、いうまでもなく、固体粒子
８′が固体粒子８に比べて送信用トランスジューサ２か
ら離れていることによる。
反射波の、送信された超音波信号ビームに対する遅延時
間ｔ２は、第３図（Ｂ）に示す遅延時間ｔ１よりも大き
な値となっている。これは、いうまでもなく、固体粒子
８′が固体粒子８に比べて送信用トランスジューサ２か
ら離れていることによる。
したがって、このような構成において、受信用トランス
ジューサ１１によって受信される反射波の周波数は、送
信用トランスジューサ２に対して最も近い位置を占める
固体粒子による反射波に基づく、ドツプラーシフトによ
って定まるものであるので、通常、管路４の中心部を通
過する流体は測定に関与しない。
ジューサ１１によって受信される反射波の周波数は、送
信用トランスジューサ２に対して最も近い位置を占める
固体粒子による反射波に基づく、ドツプラーシフトによ
って定まるものであるので、通常、管路４の中心部を通
過する流体は測定に関与しない。
被測定流体５の汚濁濃度が変化した際には、固体慇子の
分布にも変化を生ずるが、かかる場合にも、送信用トラ
ンスジューサ２に対して最も近い位置を占める固体粒子
のみが測定に関与するという関係が成立する。
分布にも変化を生ずるが、かかる場合にも、送信用トラ
ンスジューサ２に対して最も近い位置を占める固体粒子
のみが測定に関与するという関係が成立する。
さて、受信用トランスジ２−サ１１によって受信された
反射波は、周波数ｆｔの電気信号に変換されて、ミキサ
１２に供給される。ミキサ１２は、さらに、発振器ｌか
ら、送信信号としての、周波数ｆｔの電気信号の供給を
受けているので、周波数ｊｔ、ｆｒの各電気信号のほか
、第３図（Ｄ）に示すように、両信号の周波数ｆｔ、ｆ
ｒの差の周波数（ｆｔ −ｆｒ ）を持つ出力信号を低
域通過フィルタ１３に供給する。この低域通過フィルタ
１３は、周波数ｆｔ、ｆｒに比べてはるかに低い周波数
（ｆｔ−ｆｒ）の信号成分を選択して、ドツプラーシフ
ト周波数成分信号として出力するこの周波数は、前述し
たように、管路４の管壁近傍における被測定流体による
ドツプラーシフトによって定まるものであり、流速との
関係は以下の式に従う。
反射波は、周波数ｆｔの電気信号に変換されて、ミキサ
１２に供給される。ミキサ１２は、さらに、発振器ｌか
ら、送信信号としての、周波数ｆｔの電気信号の供給を
受けているので、周波数ｊｔ、ｆｒの各電気信号のほか
、第３図（Ｄ）に示すように、両信号の周波数ｆｔ、ｆ
ｒの差の周波数（ｆｔ −ｆｒ ）を持つ出力信号を低
域通過フィルタ１３に供給する。この低域通過フィルタ
１３は、周波数ｆｔ、ｆｒに比べてはるかに低い周波数
（ｆｔ−ｆｒ）の信号成分を選択して、ドツプラーシフ
ト周波数成分信号として出力するこの周波数は、前述し
たように、管路４の管壁近傍における被測定流体による
ドツプラーシフトによって定まるものであり、流速との
関係は以下の式に従う。
■・・・管壁近傍の流速
α・・・超音波信号ビームの軸が管路の中心軸と交叉す
る角度 Ｃ・・・超音波信号の伝ばん速度 Ｋ・・・定数 したがって、低域通過フィルタ１３からのドツプラーシ
フト周波数成分信号を１周波数弁別器１４に供給すると
、該成分信号により表わされる差の周波数（ｆｔ−ｆｒ
）に比例する出力電圧がドツプラーシフト信号として得
られ、さらに、これを補正器１５に供給して定数Ｋに対
応するように、電圧値を調整するとともに、実測データ
に従って流速分布に基づく補正を行なうことによって、
補正器１５から管路４内の平均流速を表わす出力信号を
得ることができる。
る角度 Ｃ・・・超音波信号の伝ばん速度 Ｋ・・・定数 したがって、低域通過フィルタ１３からのドツプラーシ
フト周波数成分信号を１周波数弁別器１４に供給すると
、該成分信号により表わされる差の周波数（ｆｔ−ｆｒ
）に比例する出力電圧がドツプラーシフト信号として得
られ、さらに、これを補正器１５に供給して定数Ｋに対
応するように、電圧値を調整するとともに、実測データ
に従って流速分布に基づく補正を行なうことによって、
補正器１５から管路４内の平均流速を表わす出力信号を
得ることができる。
更に、上記の補正に加えて、管路４の断面積に関する定
数を乗する補正を行なえば、補正器１５から流量を表わ
す出力信号を得ることができる。
数を乗する補正を行なえば、補正器１５から流量を表わ
す出力信号を得ることができる。
以上のようにこの発明によれば、送信用トランスジュー
サから送信される超音波信号ビームの軸と、受信用トラ
ンスジューサで受信される反射波の指向性の軸とが略々
共通となるような、特異な配設姿勢で両トランスジュー
サを管壁上に隣接配置する構成とすることにより、送信
用トランスジューサから管路中の被測２定流体中に送信
された超音波信号ビームが、該流体中に存在する固体粒
子に当って反射し、その反射波が受信用トランスジュー
サにて受信される際に、超音波信号ビームの軸に沿って
伝ばんする超音波が、最初に遭遇する該軸上の固体粒子
、換言すれば、管路の管壁に最も近い位置にて、超音波
信号ビームの軸を遮って通過する固体粒子からの反射波
について生起するドツプラーシフトを検出して、これに
より、管路の管壁付近での被測定流体の流速、流量を測
定可能としたので、第１図にその構成が示される従来装
置のように、両トランスジューサ間の距離によっては、
伝ばん路が異常に長くなったり、他の固体粒子により超
音波信号の伝ばんが遮ぎられたりして超音波信号の減衰
量が大きくなるものとは相違して、＃１１音波信号の伝
ばん路が常に最も短い距離となり、かつ、その伝ばん路
中反射波を生起すべき位置以外の位置に存在する固体粒
子が該伝ばん路を遮ぎることがなく、しかして、汚濁濃
度が高い被測定流体の流速流量の測定ができるという優
れた効果が奏される。
サから送信される超音波信号ビームの軸と、受信用トラ
ンスジューサで受信される反射波の指向性の軸とが略々
共通となるような、特異な配設姿勢で両トランスジュー
サを管壁上に隣接配置する構成とすることにより、送信
用トランスジューサから管路中の被測２定流体中に送信
された超音波信号ビームが、該流体中に存在する固体粒
子に当って反射し、その反射波が受信用トランスジュー
サにて受信される際に、超音波信号ビームの軸に沿って
伝ばんする超音波が、最初に遭遇する該軸上の固体粒子
、換言すれば、管路の管壁に最も近い位置にて、超音波
信号ビームの軸を遮って通過する固体粒子からの反射波
について生起するドツプラーシフトを検出して、これに
より、管路の管壁付近での被測定流体の流速、流量を測
定可能としたので、第１図にその構成が示される従来装
置のように、両トランスジューサ間の距離によっては、
伝ばん路が異常に長くなったり、他の固体粒子により超
音波信号の伝ばんが遮ぎられたりして超音波信号の減衰
量が大きくなるものとは相違して、＃１１音波信号の伝
ばん路が常に最も短い距離となり、かつ、その伝ばん路
中反射波を生起すべき位置以外の位置に存在する固体粒
子が該伝ばん路を遮ぎることがなく、しかして、汚濁濃
度が高い被測定流体の流速流量の測定ができるという優
れた効果が奏される。
加えて、送信用トランスジューサからの超音波信号ビー
ムの軸と、受信用トランスジューサの受信指向性の軸と
が略々共通になるように構成したことにより、超音波信
号ビームの軸上のいずれの位置に固体粒子が存在しても
、上記従来装置のように、送信トランスジューサからの
超音波信号ビームの軸と、受信用トランスジューサへの
反射波の受信指向性の軸とを、一定の鋭角で斜交させて
、送信用トランスジューサと受信用トランスジューサ間
の距離によって設定される両軸の斜交領域、換言すれば
、被測定流体中の限定された個所に存在する固体粒子か
らの反射波のみを、選択的に受信用トランスジューサに
て受信するものであって、被測定流体の汚濁濃度が経時
的に変化する場合には、被測定流体中の、反射波を生起
すべき個所の設定変更操作を要するものとは相違して、
全く自動的に、被測定流体の汚濁濃度に応じて、共通な
両軸上に沿って伝ばんする超音波が最初に固体粒子に遭
遇する該軸上の位置が変化し、その位置からの反射波が
、該軸に沿って逆方向に伝ばんして、受信用トランスジ
ューサにて受信され、これにより、何らの調整操作も要
することなく、汚濁濁度が経時・的に変化する被測定流
体の流速、流量を、安定かつ確実に測定できるという効
果もある。
ムの軸と、受信用トランスジューサの受信指向性の軸と
が略々共通になるように構成したことにより、超音波信
号ビームの軸上のいずれの位置に固体粒子が存在しても
、上記従来装置のように、送信トランスジューサからの
超音波信号ビームの軸と、受信用トランスジューサへの
反射波の受信指向性の軸とを、一定の鋭角で斜交させて
、送信用トランスジューサと受信用トランスジューサ間
の距離によって設定される両軸の斜交領域、換言すれば
、被測定流体中の限定された個所に存在する固体粒子か
らの反射波のみを、選択的に受信用トランスジューサに
て受信するものであって、被測定流体の汚濁濃度が経時
的に変化する場合には、被測定流体中の、反射波を生起
すべき個所の設定変更操作を要するものとは相違して、
全く自動的に、被測定流体の汚濁濃度に応じて、共通な
両軸上に沿って伝ばんする超音波が最初に固体粒子に遭
遇する該軸上の位置が変化し、その位置からの反射波が
、該軸に沿って逆方向に伝ばんして、受信用トランスジ
ューサにて受信され、これにより、何らの調整操作も要
することなく、汚濁濁度が経時・的に変化する被測定流
体の流速、流量を、安定かつ確実に測定できるという効
果もある。
第１図は従前のドツプラーシフトを利用した超音波流速
流量計の構成を示すブロック図、第２図はこの発明の一
実施例の構成を示すブロック図、第３図は第２図に示す
構成の主要部の波形を示すブロック図である。 １・・・発振器 ２・・・送信用トランスジューサ
３・・・プラスチックくさび（支持台）４・・・管路
５・・・被測定流体６・・・中心軸 ７
・・・超音波信号ビームの軸７ａ・・・速度ベクトルの
軸 ８．８′・・・固体粒子 １１・・・受信用トランスジューサ １２・・・ミキサ １３・・・低域通過フィルタ
流量計の構成を示すブロック図、第２図はこの発明の一
実施例の構成を示すブロック図、第３図は第２図に示す
構成の主要部の波形を示すブロック図である。 １・・・発振器 ２・・・送信用トランスジューサ
３・・・プラスチックくさび（支持台）４・・・管路
５・・・被測定流体６・・・中心軸 ７
・・・超音波信号ビームの軸７ａ・・・速度ベクトルの
軸 ８．８′・・・固体粒子 １１・・・受信用トランスジューサ １２・・・ミキサ １３・・・低域通過フィルタ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 送信信号としての、特定周波数の電気信号を発生させて
、送信用トランスジューサ２に対して供給する信号発振
手段１と、 信号発振手段１からの送信信号を超音波信号に変換して
、管路４内の被測定流体５中に超音波信号ビームとして
送信する送信用トランスジューサ２と、 被測定流体５中に存在する固体粒子８からの、該超音波
信号ビームの反射波を受信し、受信信号としての電気信
号に変換して出力する受信用トランスジューサ１１と、 信号発振手段１からの送信信号の周波数と受信用トラン
スジューサ１１からの受信信号の周波数との差の周波数
を検出して、該周波数を表わすドップラーシフト信号を
出力するドップラーシフト検出手段１２、１３、１４と
を含む超音波流速流量計において、 上記送信用トランスジューサ２は、該トランスジューサ
から送信される超音波信号ビームの軸７が管路４の中心
軸６に対して斜交するように、管路４の管壁上に配設さ
れ、 上記受信用トランスジューサ１１は、該トランスジュー
サにより受信される反射波に対する指向性の中心軸が、
送信用トランスジューサ２から送信される超音波信号ビ
ームの軸７と略々共通になるように、送信用トランスジ
ューサ２に隣接して配設されたことを特徴とする超音波
流速流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271496A JPS617417A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | ドツプラ−シフトを利用した超音波流速流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271496A JPS617417A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | ドツプラ−シフトを利用した超音波流速流量計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022279A Division JPS55113974A (en) | 1979-02-24 | 1979-02-24 | Ultrasonic current and flow meter utilizing doppler's shift |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617417A true JPS617417A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=17500861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271496A Pending JPS617417A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | ドツプラ−シフトを利用した超音波流速流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226904A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Water Resources Environment Technology Center | 音響式懸濁物質濃度測定装置 |
-
1984
- 1984-12-22 JP JP59271496A patent/JPS617417A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226904A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Water Resources Environment Technology Center | 音響式懸濁物質濃度測定装置 |
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