JPH11510610A - Ultrasonic flow meter - Google Patents

Ultrasonic flow meter

Info

Publication number
JPH11510610A
JPH11510610A JP9540549A JP54054997A JPH11510610A JP H11510610 A JPH11510610 A JP H11510610A JP 9540549 A JP9540549 A JP 9540549A JP 54054997 A JP54054997 A JP 54054997A JP H11510610 A JPH11510610 A JP H11510610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
mesh
transducer
wavelength
grid
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.)
Pending
Application number
JP9540549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ファン ベックム ヤン
スミヒリエフ ウラディミール
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.)
Krohne AG
Original Assignee
Krohne AG
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
Priority claimed from DE19648784A external-priority patent/DE19648784C2/en
Application filed by Krohne AG filed Critical Krohne AG
Publication of JPH11510610A publication Critical patent/JPH11510610A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/662Constructional details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/17Magnetic/Electromagnetic
    • B60G2401/176Radio or audio sensitive means, e.g. Ultrasonic

Abstract

(57)【要約】 流過する媒体のための超音波流量計について記載され図示されており、この超音波流量計は、測定管(1)と、流れ方向で互いにずらして配置された2つの超音波変換器(2)とを有しており、この場合、超音波変換器(2)は、流過する媒体と接触しながら測定管(1)の変換器ポケット(3)内に組み込まれている。公知の超音波流量計において存在する、変換器ポケット(3)によって発生された渦流(4)によって生ぜしめられる欠点及び問題点は、本発明による超音波流量計によって、つまり、変換器ポケット(3)が入口側で、メッシュ(6)を有する格子(7)を備えていることによって、取り除かれている。 (57) Abstract: An ultrasonic flowmeter for flowing media is described and illustrated, which comprises a measuring tube (1) and two flow tubes arranged offset from one another in the flow direction. An ultrasonic transducer (2), wherein the ultrasonic transducer (2) is incorporated in the transducer pocket (3) of the measuring tube (1) while being in contact with the flowing medium. ing. The drawbacks and problems caused by the vortex (4) generated by the transducer pocket (3), which are present in the known ultrasonic flowmeters, are due to the ultrasonic flowmeter according to the invention, namely the transducer pocket (3). ) Is removed on the inlet side by providing a grid (7) with a mesh (6).

Description

【発明の詳細な説明】 超音波流量計 本発明は、流過する媒体のための超音波流量計であって、測定管と、流れ方向 で互いにずらして配置された少なくとも2つの超音波変換器(Ultraschallwandl er)とを有しており、この場合、超音波変換器が、流過する媒体と接触しながら 、測定管の変換器ポケット内に組み込まれている形式のものに関する。 超音波流量計の使用は、液体及びガス、またこれらが一緒になった媒体の営業 的な流量測定においてますます大きな意味がある。流量測定は(磁石−誘導式の 流量計におけるように)、”無接触で“つまり常に渦流及び高い圧力損失を伴う 、流れ内の妨害形成無しで行われる。 超音波流量計においては、測定方法に関連して、特に通過時間法(Laufzeit-Ve rfahren)とドップラー法とは異なっている。また通過時間法においては、直接的 な通過時間差法と、パルス周波数法と、位相差(Phasenverschiebung)法との間 で違いがある(H.ベルナルド著、「センサ、測定センサ」における「超音波流量 計」、ボンフィッグ/バルツ/ボルフ イム エキスパート出版社[H.Bernard ”Ultraschall-Durchflussmessung“in ”Sensoren,Messaufnehmer”,herausge geben von Bonfig/Bartz/Wolff im expart verlag]、並びにVDI/VDE−RIC HTLINIE2642「全貫流する管路内における液体の超音波流量計」”Ul traschall-Durchflussmessung von Fluessigkeiten in voll durchstroemten Ro hrleitungen“参照)。 このような形式の超音波流量計には、一方では機能的に必要な、一般的に入口 区分及び出口区分と協働して測定区分を形成する測定管が属していて、他方では 、流れ方向で互いにずらして配置された、測定ヘッドとしても称呼される少なく とも2つの超音波変換器が属している。この場合、超音波変換器は、非常に一般 的なものであると理解される。まず、超音波変換器には、一方では超音波発信器 つまり超音波信号を発生及び発信するための測定ヘッド、他方では超音波受信器 、つまり超音波信号を受信して、この受信した超音波信号を電気信号に変換する ための測定ヘッドが属している。この超音波変換器にはまた、超音波発信器と受 信器とを組み合わせた測定ヘッドも属している。この測定ヘッドは、超音波信号 の発生及び発信のためにも、また超音波信号の受信及びこの受信した超音波信号 を電気信号に変換するためにも使用される。 また、一方では、超音波変換器が流過する媒体と接触せずに、つまり外部から 測定管に配置されているいわゆる「クラップオン配置”Clamp-on-Anordnung“」 の超音波流量計、他方では、超音波変換器が流過する 媒体と接触する超音波流量計がある。本発明は、超音波変換器が流過する媒体と 接触する超音波流量計に関する。 冒頭では、超音波変換器が測定管の変換器ポケット内に組み込まれている超音 波流量計について記載されている。この場合、変換器ポケットは、測定管の流過 横断面の外側に位置する切欠又は凹部である。この切欠又は凹部内に、超音波変 換器は、測定管の流過横断面が突入せずに、流れが本来影響を受けないように、 組み込まれている。超音波変換器は流過方向で互いにずらして配置されている以 外は互いに整列されているので、原則として変換器ポケットの長手方向軸線は、 流過する媒体の流過方向若しくは測定管の長手方向軸線に対して鋭角若しくは鈍 角を成している(前記"Sensaoren,Messaufnehmer"の第532頁、図6.1.1、VD I/VDE−RICHTLINIE2642「全貫流する管路内における液体の 超音波流量計」”Ultraschall-Durchflussmessung von Fluessigkeiten in voll durchstroemten Rohrleitungen“の第18頁、図8、並びに、ハーコート ブ レイス ヨハノビッチ”Harcourt Brace Jovanovich“発行によるACADEMIC PRES S,INC、ローレンス C ラインウォース”Lawrence C.Lynnworth“著の”Ultra sonic Measurements for Process Control“の第21頁図2−2参照)。 超音波流量計においては、変換器ポケットは、測定 管内を流過する媒体の流れに影響を与えることはなく、むしろ次のような周波数 を有する渦流を生ぜしめる。 S=ストールハル数(Strouhal-Zahl) V=流過媒体の速度 D=変換器ポケットの大きさ これについては、McGRAW-HILL BOOK COMPANYのドクター ヘルマン シュリヒ ティング”Dr.Hermann Schlichting“著による”Boundary-Layer Theory「境界 層理論」“参照。 以下の観察は、変換器ポケットによって生ぜしめられた渦流の影響を示す。 ストールハル数は、約0.2において、レイノルズ数(Reynoldsche-Zahl)が2 x102〜6x105の間であれば、変化は小さい(前記”Boundary-Layer Theor y「境界層理論」の第32頁図2.9参照)。通常は、圧電式の超音波変換器が 使用される。この圧電式の超音波変換器は、直径10mm〜20mmつまり凹部 の大きさが15mm〜40mmの間である。0.5〜10m/sの流過媒体速度 においては、変換器ポケットによって生ぜしめられた渦流の周波数は、2.5H z〜133Hzの間にある。さて、0.1%の精度で測定される場合には、時定 数は約3.8s〜約200 sの間にある。つまりこの超音波流量計のダイナミックス(Dynamik)は、よく ない。 変換器ポケットによって生ぜしめられた渦流が原因である前記問題点を解決す るために、変換器ポケット内にプラスチックを充填することが提案されている( 前記”Ultrasonic Measurments for Process Control“の第257頁、図4〜9 参照)。この場合には、超音波変換器が外側から測定管に固定されている超音波 流量計、つまりいわゆる”Clamp-on-Anordnung“におけるのと同じ、スネルの法 則(Snellius-Gesetz)に基づく欠点がある。また付加的に、特に高温において、 音響学的なインピーダンスに伴う問題及び変換器ポケットを充填するプラスチッ クに伴う問題がある。変換器ポケットにプラスチックを充填することによる欠点 及び問題点が、このような構成が何故実際に採用されていないかの理由となって いる。 本発明の課題は、本発明が出発しているところの公知の超音波流量計を、変換 器ポケットによって発生された渦流が前記形式で不都合に作用しないように、構 成することである。 この課題を解決した本発明による超音波流量計は、主として、変換器ポケット が入口側で、メッシュ(Maschen)を有する格子(Gitter)を備えているという ことを特徴としている。この場合、入口側とは、測定管から見て変換器ポケット が始まる箇所に格子が設けられ ているということを意味する。機能的に必要であるように、本発明による格子は 、変換器ポケットの各入口側領域内だけに設けられている。しかしながら有利に は、測定管はその内側で全体的に、連続する格子を備えている。こうすれば、測 定管は、全体的に均一な粗さを有することになり、これによって流過横断面及び ひいては測定結果が安定する。 本発明によれば、各変換器ポケットの少なくとも入口に設けられた格子(その メッシュは勿論、超音波透過性でなければならない)は、一方では渦流を減少さ せ、他方では、さらに生じる渦流の周波数を増大する。前述のように、発生した 渦流の周波数は、ストールハル数、及び流過媒体の速度と比例するが、それぞれ の有効横断面には反比例するので、メッシュの有効横断面が、変換器ポケットの 有効横断面の約1/10において、発生した渦流の周波数は数10倍になること が分かる。さらに、冒頭で述べたように、時定数は、発生した渦流の周波数に対 して反比例するので、時定数は1/10、冒頭に述べた例では約0.4s〜20 sに減少する。 前述のように、本発明による格子は、勿論超音波透過可能でなければならない 。これは、格子のメッシュが、変換器ポケットの平均的な深さTと流過媒体内に おける超音波の波長λとの積よりも小さい編み目F(Flechtgerten)を有してい れば、確実に得られる。 個々の場合では、本発明による超音波流量計の構成及び変化実施例には種々の 可能性がある。これは特に、本発明に従って設けられた格子のメッシュの幾何学 形状に関連して、種々の可能性がある。これについては、一方では、請求項1の 後に記載された請求項に記載されており、また他方では、図面に関連した有利な 実施例に記載されている。 図面にはそれぞれ概略図が示されている。 第1図は、本発明が出発しているところの公知の超音波流量計の縦断面図であ り、 第2図は、変換器ポケット内にプラスチックが充填されている、公知の超音波 流量計であり、 第3図は、本発明の第1実施例による超音波流量計を示す図であり、 第4図は、本発明の第2実施例による超音波流量計を示す図であり、 第5図は、本発明に基づいて得られることを説明するためのグラフである。 第1図から第4図に示した超音波流量計は、流過する媒体特に液体のために規 定されているが、ガスのためにも使用される。図示の超音波流量計によって、流 過する媒体の速度を測定することができる。測定された速度及び公知の流過横断 面から、貫流量を規定することができる。 第1図から第4図に示された超音波流量計の基本的 な構造は、測定管1と、2つの流れ方向で互いにずらして配置された超音波変換 器2とから成っている。図示の実施例では、それぞれ2つの超音波変換器2が設 けられており、これらの超音波変換器2は、後述されているが、勿論、2つ以上 の超音波変換器2が設けられている超音波流量計に使用することもできる。 第1図から第4図に示されているように、超音波変換器2は、流過する媒体に 接触する状態で測定管1の変換器ポケット3内に組み込まれている。図示のすべ ての実施例では、変換器ポケット3の長手方向軸線が、流れ方向に対してもしく は測定管1の長手方向軸線に対して鋭角若しくは鈍角をなして延びている。 第1図に示されているように、図示の超音波流量計においては、変換器ポケッ ト3の領域内で比較的大きい渦流4が形成される。第2図に示された公知の超音 波流量計においては、変換器ポケット3の流域内で渦流は生じない。なぜならば 変換器ポケット3にはプラスチック5が充填されているからである。しかしなが らこの実施例は、冒頭に述べた欠点及び問題点を有しているので、実際にはだめ であることが分かっている。 本発明に従って構成された超音波流量計は、第3図及び第4図に示されている 。第3図に示した実施例では、変換器ポケット3つまり変換器ポケット3だけに 、メッシュ6を有する格子7が設けられている。これ に対して、第4図に示した本発明による超音波流量計では、測定管1がその内側 8で、連続する格子7を備えている。従って測定管1は全部で1つの格子7を備 えている。 前述のように、本発明に従って設けられた格子7は、超音波透過可能である。 これは、格子7のメッシュ6が、変換器ポケットの平均的な深さTと流過する媒 体内の超音波の波長λとの積よりも小さい編み目Fを有していれば、得られる。 個々では、格子7のメッシュ6の幾何学形状を選択する種々の可能性がある。 これは図面では詳しく示されていない。たとえば格子7のメッシュ6は、円形横 断面又は楕円形横断面を有することができる。従って、格子7のメッシュ6の直 径は、流過する媒体内の超音波の波長λとこの波長の2倍との間にあるように選 定される。格子7のメッシュ6は、方形で特に正方形又は菱形の横断面を有して いてよい。格子7のメッシュ6の寸法は、メッシュ6の側長が流過する媒体内に 超音波の波長λと同じか、又はこの波長よりも大きい、しかしながら波長λの2 倍よりも小さい。また格子7のメッシュ6は3角形、多角形又は星形の横断面を 有していてもよい。この場合には、メッシュ6の寸法は、格子7のメッシュ6に よって取り囲まれた円の直径が、流過する媒体の波長λと同じか、又はこの波長 よりも大きいか、あるいは有利には波長λの2倍であ る。 第4図と第5図とを比較すれば、本発明による超音波流量計において、渦流4 が、第1図に示した従来技術に属するところの超音波流量計における渦流4より も著しく小さいということが分かる。その他では、前述のように、渦流4の周波 数は、本発明による超音波流量計においては、第1図に示した公知の超音波流量 計における渦流1の周波数よりも著しく大きい。これによって、時定数は例えば ファクター10だけ著しく減少され、測定精度つまり、直線性も反復性著しく改 善される。また、故障信号に対する測定信号の比も改善される。 第5図には、一方では第1図に示された超音波流量計のための、他方では第3 図及び第4図に示された本発明による流量計のための、流過する媒体の速度に関 連した測定エラーが示されている。公知の流量計においては、測定エラーが、流 過する媒体の速度に大きく依存していて、その他の点では比較的大きいが、一方 、本発明による超音波流量計においては、測定エラーは著しく小さい。流過する 媒体の速度に関連した測定エラーはほとんど存在しない。 最後に、本発明による超音波流量計において生じる比較的小さい渦流4は、測 定技術的に事実上殆ど妨害とならないだけでなく、渦流4によって、格子7が常 に洗浄され、格子7のメッシュ6が超音波透過状態を 保っている限りは、本発明による超音波流量計の持続的な機能性に関して肯定的 に寄与する、ということを指摘しておく。Description: The present invention relates to an ultrasonic flowmeter for a flowing medium, comprising a measuring tube and at least two ultrasonic transducers arranged offset from one another in the direction of flow. (Ultraschallwandler), in which case the ultrasonic transducer is incorporated in the transducer pocket of the measuring tube while in contact with the flowing medium. The use of ultrasonic flowmeters has greater significance in the commercial flow measurement of liquids and gases, and the media in which they are combined. The flow measurement (as in a magnet-inductive flow meter) is performed "contactless", i.e. without disturbance formation in the flow, always with eddy currents and high pressure losses. In the ultrasonic flow meter, the transit time method (Laufzeit-Ve rfahren) and the Doppler method are different particularly in relation to the measuring method. In the transit time method, there is a difference between the direct transit time difference method, the pulse frequency method, and the phase difference method (Phasenverschiebung) method. H. Bernard "Ultraschall-Durchflussmessung" in "Sensoren, Messaufnehmer", herausge geben von Bonfig / Bartz / Wolff im expart verlag], and VDI / VDE-RIC42HLIN Ultrasonic flow meter for liquids in flowing pipes "" Ultraschall-Durchflussmessung von Fluessigkeiten in voll durchstroemten Rohrleitungen "). Ultrasonic flowmeters of this type belong on the one hand to the functionally necessary measuring tubes which, in general, cooperate with the inlet and outlet sections to form the measuring section, and, on the other hand, to the flow direction. There are at least two ultrasonic transducers, also referred to as measuring heads, offset from one another. In this case, ultrasonic transducers are understood to be very common. First, the ultrasonic transducer includes, on the one hand, an ultrasonic transmitter, that is, a measuring head for generating and transmitting an ultrasonic signal, and, on the other hand, an ultrasonic receiver, that is, an ultrasonic signal is received. A measuring head for converting signals into electrical signals belongs. The ultrasonic transducer also includes a measuring head that combines an ultrasonic transmitter and a receiver. The measuring head is used for generating and transmitting ultrasonic signals, as well as for receiving ultrasonic signals and for converting the received ultrasonic signals into electrical signals. On the one hand, the so-called “clamp-on-Anordnung” ultrasonic flow meter, which is placed in the measuring tube from outside without the ultrasonic transducer coming into contact with the flowing medium, There is an ultrasonic flow meter in which the ultrasonic transducer comes into contact with the flowing medium. The present invention relates to an ultrasonic flowmeter in which an ultrasonic transducer comes into contact with a flowing medium. At the beginning, an ultrasonic flowmeter is described in which the ultrasonic transducer is integrated in the transducer pocket of the measuring tube. In this case, the transducer pocket is a cutout or recess located outside the flow cross section of the measuring tube. In this notch or recess, the ultrasonic transducer is incorporated in such a way that the flow cross section of the measuring tube does not penetrate and the flow is not essentially affected. Since the ultrasonic transducers are aligned with each other except that they are offset from one another in the direction of flow, the longitudinal axis of the transducer pockets should in principle be the direction of flow of the medium flowing through or the length of the measuring tube. At an acute or obtuse angle to the axis (Sensaoren, Messaufnehmer, pp. 532, FIG. 6.1.1, VDI / VDE-RICHTLINIE 2642, "Ultrasonic flow meter for liquid in a full-flow conduit"). "Ultraschall-Durchflussmessung von Fluessigkeiten in voll durchstroemten Rohrleitungen", page 18, FIG. (See FIG. 2-2 on page 21 of "Ultrasonic Measurements for Process Control"). In an ultrasonic flowmeter, the transducer pocket does not affect the flow of the medium flowing through the measuring tube, but rather produces a vortex having the following frequency: S = Strouhal-Zahl V = velocity of flow medium D = size of converter pocket For this, Boundary- by Dr. Hermann Schlichting, McGRAW-HILL BOOK COMPANY See Layer Theory, "Boundary Layer Theory." The following observations show the effect of eddy currents created by the transducer pockets: The Stallhull number is about 0.2, and the Reynoldsche-Zahl is 2 x 10 If it is between 2 and 6 × 10 5 , the change is small (see FIG. 2.9 on page 32 of the “Boundary-Layer Theory” described above). Usually, a piezoelectric ultrasonic transducer is used. This piezoelectric ultrasonic transducer has a diameter of 10 mm to 20 mm, that is, the size of the concave portion is between 15 mm to 40 mm. At flow medium speeds of 0.5 to 10 m / s, the frequency of the vortex generated by the transducer pocket is between 2.5 Hz and 133 Hz. Now, when measured with 0.1% accuracy, the time constant is between about 3.8 s and about 200 s. That is, the dynamics (Dynamik) of this ultrasonic flowmeter is not good. To solve the problem caused by eddy currents created by the transducer pocket, it has been proposed to fill the transducer pocket with plastic (see page 257 of the "Ultrasonic Measurements for Process Control", supra). 4 to 9). In this case, the drawback based on Snell's law (Snellius-Gesetz) is the same as in an ultrasonic flowmeter in which the ultrasonic transducer is fixed to the measuring tube from the outside, ie the so-called "Clamp-on-Anordnung". is there. There are also additional problems, especially at high temperatures, with the acoustic impedance and with the plastic filling the transducer pocket. The drawbacks and problems of filling the transducer pocket with plastic are the reason why such an arrangement is not actually employed. The object of the invention is to configure the known ultrasonic flowmeter from which the invention originates in such a way that the eddy currents generated by the transducer pockets do not adversely act in this manner. An ultrasonic flowmeter according to the present invention which solves this problem is characterized mainly in that the transducer pocket is provided on the inlet side with a grid having a mesh. In this case, the entry side means that a grid is provided at the point where the transducer pocket starts when viewed from the measuring tube. As functionally required, the grid according to the invention is provided only in each entry-side region of the transducer pocket. Advantageously, however, the measuring tube is provided on the inside with a continuous grid. In this way, the measuring tube has an overall uniform roughness, which stabilizes the flow cross section and thus the measurement result. According to the invention, a grid provided at least at the inlet of each transducer pocket (its mesh, of course, must be ultrasonically transparent) reduces eddy currents on the one hand, and on the other hand the frequency of the vortex generated further Increase. As described above, the frequency of the generated vortex is proportional to the Stallhull number and the velocity of the flowing medium, but is inversely proportional to the respective effective cross sections. It can be seen that at about 1/10 of the cross section, the frequency of the generated eddy current becomes several tens times. Further, as described at the beginning, the time constant is inversely proportional to the frequency of the generated eddy current, so that the time constant is reduced to 1/10, and about 0.4 s to 20 s in the example described at the beginning. As mentioned above, the grating according to the invention must of course be ultrasonically permeable. This is reliably obtained if the mesh of the grid has a stitch F (Flechtgerten) smaller than the product of the average depth T of the transducer pocket and the wavelength λ of the ultrasound in the flow medium. Can be In individual cases, there are various possibilities for the construction and variant embodiments of the ultrasonic flowmeter according to the invention. This has various possibilities, especially in relation to the geometry of the mesh of the grid provided according to the invention. This is described on the one hand in the claims following claim 1 and on the other hand in advantageous embodiments with reference to the drawings. The figures each show a schematic diagram. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a known ultrasonic flow meter from which the present invention starts, and FIG. 2 is a known ultrasonic flow meter in which a transducer pocket is filled with plastic. FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic flow meter according to a first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an ultrasonic flow meter according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a graph for explaining what can be obtained according to the present invention. The ultrasonic flowmeter shown in FIGS. 1 to 4 is specified for flowing media, especially liquids, but can also be used for gases. The velocity of the flowing medium can be measured by the illustrated ultrasonic flow meter. From the measured velocity and the known flow cross section, the flow rate can be determined. The basic structure of the ultrasonic flowmeter shown in FIGS. 1 to 4 consists of a measuring tube 1 and an ultrasonic transducer 2 which is arranged offset from each other in two flow directions. In the illustrated embodiment, two ultrasonic transducers 2 are provided, respectively. These ultrasonic transducers 2 are described later, but of course, two or more ultrasonic transducers 2 are provided. It can be used for some ultrasonic flowmeters. As shown in FIGS. 1 to 4, the ultrasonic transducer 2 is incorporated in the transducer pocket 3 of the measuring tube 1 in contact with the flowing medium. In all the embodiments shown, the longitudinal axis of the transducer pocket 3 extends at an acute or obtuse angle to the flow direction or to the longitudinal axis of the measuring tube 1. As shown in FIG. 1, in the illustrated ultrasonic flow meter, a relatively large vortex 4 is formed in the region of the transducer pocket 3. In the known ultrasonic flowmeter shown in FIG. 2, no swirl occurs in the basin of the transducer pocket 3. This is because the converter pocket 3 is filled with plastic 5. However, this embodiment has proved useless in practice, because it has the disadvantages and problems mentioned at the outset. An ultrasonic flowmeter constructed in accordance with the present invention is shown in FIGS. In the embodiment shown in FIG. 3, only the converter pocket 3, i.e. the converter pocket 3, is provided with a grid 7 with a mesh 6. In contrast, in the ultrasonic flowmeter according to the invention shown in FIG. 4, the measuring tube 1 has a continuous grid 7 on the inside 8 thereof. The measuring tube 1 therefore has a single grating 7 in all. As mentioned above, the grating 7 provided according to the invention is ultrasonically permeable. This is obtained if the mesh 6 of the grating 7 has a stitch F smaller than the product of the average depth T of the transducer pocket and the wavelength λ of the ultrasound in the flowing medium. Individually, there are various possibilities to select the geometry of the mesh 6 of the grid 7. This is not shown in detail in the drawing. For example, the mesh 6 of the grid 7 can have a circular cross section or an elliptical cross section. Therefore, the diameter of the mesh 6 of the grating 7 is chosen to be between the wavelength λ of the ultrasound in the flowing medium and twice this wavelength. The mesh 6 of the grid 7 may have a rectangular, in particular square or rhombic, cross section. The dimensions of the mesh 6 of the grid 7 are equal to or greater than the wavelength λ of the ultrasound waves in the medium in which the side length of the mesh 6 flows, but smaller than twice the wavelength λ. The mesh 6 of the grid 7 may have a triangular, polygonal or star-shaped cross section. In this case, the dimensions of the mesh 6 are such that the diameter of the circle surrounded by the mesh 6 of the grid 7 is equal to or greater than the wavelength λ of the flowing medium, or preferably the wavelength λ. It is twice as large as 4 and 5, it can be seen that the vortex 4 in the ultrasonic flowmeter according to the invention is significantly smaller than the vortex 4 in the ultrasonic flowmeter belonging to the prior art shown in FIG. You can see that. Otherwise, as mentioned above, the frequency of the vortex 4 is significantly higher in the ultrasonic flowmeter according to the invention than in the known ultrasonic flowmeter shown in FIG. As a result, the time constant is significantly reduced, for example, by a factor of 10, and the accuracy of the measurement, ie, the linearity is also significantly improved. Also, the ratio of the measured signal to the fault signal is improved. FIG. 5 shows the flow of the medium flowing on the one hand for the ultrasonic flow meter shown in FIG. 1 and on the other hand for the flow meter according to the invention shown in FIGS. 3 and 4. Speed related measurement errors are indicated. In known flow meters, the measurement error is highly dependent on the velocity of the flowing medium and is otherwise relatively large, whereas in the ultrasonic flow meter according to the invention, the measurement error is significantly smaller. . There are few measurement errors related to the speed of the flowing medium. Finally, the relatively small vortices 4 that occur in the ultrasonic flowmeter according to the invention are not only virtually unimpeded in terms of measurement technology, but also the vortices 4 constantly clean the grid 7 and the mesh 6 of the grid 7 It is pointed out that as long as the ultrasonic transmission state is maintained, it positively contributes to the sustained functionality of the ultrasonic flow meter according to the present invention.

【手続補正書】 【提出日】1998年12月4日 【補正内容】 請求の範囲1. 流過する媒体のための超音波流量計であって、測定管と、流れ方向で互いに ずらして配置された少なくとも2つの超音波変換器とを有しており、この場合、 超音波変換器が、流過する媒体と接触しながら、測定管の変換器ポケット内に組 み込まれている形式のものにおいて、 変換器ポケット(3)が、入口側で、メッシュ(6)を有する格子(7)を 備えていることを特徴とする、超音波流量計。[Procedural amendment] [Date of submission] December 4, 1998 [Content of amendment] Claims 1. An ultrasonic flowmeter for a flowing medium comprising a measuring tube and at least two ultrasonic transducers arranged offset from one another in the flow direction, wherein the ultrasonic transducer is In the form of being incorporated in the transducer pocket of the measuring tube while in contact with the flowing medium, wherein the transducer pocket (3) has a grid (7) with a mesh (6) on the inlet side. An ultrasonic flowmeter, comprising:

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),JP,US────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), JP, US

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.流過する媒体のための超音波流量計であって、測定管と、流れ方向で互いに ずらして配置された少なくとも2つの超音波変換器とを有しており、この場合、 超音波変換器が、流過する媒体と接触しながら、測定管の変換器ポケット内に組 み込まれている形式のものにおいて、 変換器ポケット(3)が、入口側で、メッシュ(6)を有する格子(7)を 備えていることを特徴とする、超音波流量計。 2.測定管(1)がその内側(8)で、貫通する格子(7)を備えている、請求 項1記載の超音波流量計。 3.格子(7)のメッシュ(6)がF<Tλの編み目(F)を有しており、この 場合、Tは変換器ポケット(3)の平均的な深さ、λは流過する媒体内の超音波 の波長である、請求項1又は2記載の超音波流量計。 4.格子(7)のメッシュ(6)が、円形又は楕円形の横断面を有している、請 求項1から3までのいずれか1項記載の超音波流量計。 5.格子(7)のメッシュ(6)の直径が、流過する媒体内の超音波の波長(λ )と、この波長の2倍との間に位置している、請求項4記載の超音波流量計 。 6.格子(7)のメッシュ(6)が、方形、特に正方形又は菱形の横断面を有し ている、請求項1から3までのいずれか1項記載の超音波流量計。 7.格子(7)のメッシュ(6)の側長が、流過する媒体内の超音波の波長(λ )と同じか、又はこの波長よりも大きく、しかしながら有利には波長(λ)の2 倍よりも小さい、請求項6記載の超音波流量計。 8.格子(7)のメッシュ(6)が、3角形、多角形又は星形の横断面を有して いる、請求項1から3までのいずれか1項記載の超音波流量計。 9.格子(7)のメッシュ(6)によって取り囲まれている円の直径が、流過す る媒体の波長(λ)と同じか、又は波長(λ)よりも大きく、しかしながら有利 には波長(λ)の2倍よりも小さい、請求項8記載の超音波流量計。[Claims] 1. Ultrasonic flowmeter for flowing media, comprising a measuring tube and a flow direction. At least two ultrasonic transducers, which are staggered, wherein The ultrasonic transducer is assembled in the transducer pocket of the measuring tube while contacting the flowing medium. In the embedded format,     The transducer pocket (3) has, on the inlet side, a grid (7) with a mesh (6). An ultrasonic flowmeter, comprising: 2. The measuring tube (1) is provided on its inside (8) with a grid (7) therethrough. Item 7. An ultrasonic flowmeter according to Item 1. 3. The mesh (6) of the lattice (7) has a stitch (F) with F <Tλ, Where T is the average depth of the transducer pocket (3) and λ is the ultrasonic wave in the flowing medium The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the wavelength is: 4. The mesh (6) of the grid (7) has a circular or elliptical cross-section. The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 3, wherein: 5. The diameter of the mesh (6) of the grid (7) depends on the wavelength (λ) of the ultrasonic wave in the flowing medium. ) And twice this wavelength. . 6. The mesh (6) of the lattice (7) has a square, in particular square or rhombic, cross-section The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the ultrasonic flowmeter is provided. 7. The length of the mesh (6) of the grating (7) depends on the wavelength (λ) of the ultrasonic wave in the flowing medium. ) Or greater than this wavelength, but advantageously at wavelength (λ) 2 7. The ultrasonic flowmeter of claim 6, wherein said flowmeter is less than twice. 8. The mesh (6) of the grid (7) has a triangular, polygonal or star-shaped cross section The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 3, wherein: 9. The diameter of the circle surrounded by the mesh (6) of the grid (7) flows through Equal to or larger than the wavelength (λ) of the medium 9. The ultrasonic flowmeter according to claim 8, wherein the wavelength is smaller than twice the wavelength (λ).
JP9540549A 1996-05-28 1997-05-28 Ultrasonic flow meter Pending JPH11510610A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19621343 1996-05-28
DE19621343.6 1996-05-28
DE19648784.6 1996-11-25
DE19648784A DE19648784C2 (en) 1996-05-28 1996-11-25 Ultrasonic flow meter
PCT/EP1997/002784 WO1997045707A1 (en) 1996-05-28 1997-05-28 Ultrasound flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11510610A true JPH11510610A (en) 1999-09-14

Family

ID=26026086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9540549A Pending JPH11510610A (en) 1996-05-28 1997-05-28 Ultrasonic flow meter

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0842400A1 (en)
JP (1) JPH11510610A (en)
WO (1) WO1997045707A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071894A (en) * 2006-12-18 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic wave type flowmeter
WO2011064906A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-03 パナソニック株式会社 Channel member and ultrasonic fluid-measuring apparatus
WO2011064905A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-03 パナソニック株式会社 Ultrasonic fluid-measuring structure and ultrasonic fluid-measuring apparatus

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100453980C (en) * 1999-03-17 2009-01-21 松下电器产业株式会社 Ultrasonic flowmeter
DE102014103378A1 (en) 2014-03-13 2015-09-17 Krohne Messtechnik Gmbh Measuring arrangement for determining and / or monitoring at least one measured variable of a medium

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2385084A1 (en) * 1977-03-25 1978-10-20 Crouzet Sa ULTRASONIC FLOWMETERS IMPROVEMENT
AT377086B (en) * 1979-07-19 1985-02-11 Friedmann Kg Alex DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE OF A FLUID
GB2139755B (en) * 1983-05-11 1987-03-04 British Gas Corp Ultrasonic flowmeter
DE4222286C1 (en) * 1992-06-03 1994-05-11 Reutter Georg Dr Ultrasound spirometer
KR960013251B1 (en) * 1993-08-25 1996-10-02 주식회사 창민물산 Flow metter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071894A (en) * 2006-12-18 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic wave type flowmeter
WO2011064906A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-03 パナソニック株式会社 Channel member and ultrasonic fluid-measuring apparatus
WO2011064905A1 (en) * 2009-11-24 2011-06-03 パナソニック株式会社 Ultrasonic fluid-measuring structure and ultrasonic fluid-measuring apparatus
JP2011112377A (en) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Corp Ultrasonic fluid-measuring structure and ultrasonic fluid-measuring device
JP2011112378A (en) * 2009-11-24 2011-06-09 Panasonic Corp Flow channel member and ultrasonic fluid measurement device
US8925390B2 (en) 2009-11-24 2015-01-06 Panasonic Corporation Ultrasonic fluid-measuring structure and ultrasonic fluid-measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP0842400A1 (en) 1998-05-20
WO1997045707A1 (en) 1997-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6202494B1 (en) Process and apparatus for measuring density and mass flow
US6189389B1 (en) Ultrasonic flowmeter
US3906791A (en) Area averaging ultrasonic flowmeters
JP3283519B2 (en) Flowmeter
US4397194A (en) Ultrasonic flowmeter including means to measure pipe geometry
FI912078A0 (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MAETNING AV MASSASTROEMNING.
JPH03505001A (en) fluid flow meter
EP1186868A3 (en) Technique for measurement of gas liquid flow velocities, and liquid level in a pipe with stratified flow
JP6552180B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP3761399B2 (en) Ultrasonic flow meter
CN102713529A (en) Ultrasonic transducer, flow meter and method
US7412902B2 (en) Device for determination and/or monitoring of the volumetric and/or mass flow of a medium and having coupling element including two element portions
US6338277B1 (en) Flowmeter for attenuating acoustic propagations
JPH11510610A (en) Ultrasonic flow meter
CA2557099A1 (en) Doppler type ultrasonic flow meter
RU2708904C1 (en) Method and system for ultrasonic overhead flow measurement and body for measurement
KR100311855B1 (en) Fluid flow meter
US3204457A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2653391B2 (en) Ultrasonic transmission / reception conversion element for flow measurement device
JPH0537220Y2 (en)
KR200425372Y1 (en) A flow measurements device for open channels utilizing the theory of inverted siphon
JP3550186B2 (en) Ultrasonic Doppler flow meter
CN206945090U (en) Contain the latus rectum ultrasonic meter structure for dividing chamber dividing plate
EP0744596A1 (en) Ultrasonic flow meter
JP4827008B2 (en) Ultrasonic flow meter, ultrasonic transducer, ultrasonic transmission / reception unit, and flow measurement method using ultrasonic flow meter