JP2000046854A - 流体流の流れの速度を測定する方法と装置 - Google Patents
流体流の流れの速度を測定する方法と装置Info
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- 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
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】流体の流れの特幼速度と流れを低いコストで高
精度に測定する。 【解決手段】 本発明の方法は、例えば、一方の変換器
が他方の変換器から発信される超音波を受信することが
可能であるように配置されている、流体流が速度Ｖでそ
の中を循環するパイプの２つの別々の横断面内の２つの
超音波発信／受信変換器Ｐ１、Ｐ２を、２つのポイント
Ａ、Ｂに配置することによって実施することが可能であ
る。これらの変換器は、一方の変換器から他方の変換器
に（例えば、斜めに）、これら２つの変換器の間の超音
波の音響通過時間（または、移動時間）ｔｖよりも著し
く短い持続時間ｔ０の、周波数ｆ０（変換器同調周波
数）の超音波パルスを同時に発信する。信号の到着時間
ｔＡＢとｔＢＡとが測定され、移動時間ｔｖ１（流れと
同じ方向）とｔｖ２（流れと逆の方向）とが、較正によ
って得られる個々の寄生遅延時間をこれらの移動時間か
ら減算することによって導き出される。
精度に測定する。 【解決手段】 本発明の方法は、例えば、一方の変換器
が他方の変換器から発信される超音波を受信することが
可能であるように配置されている、流体流が速度Ｖでそ
の中を循環するパイプの２つの別々の横断面内の２つの
超音波発信／受信変換器Ｐ１、Ｐ２を、２つのポイント
Ａ、Ｂに配置することによって実施することが可能であ
る。これらの変換器は、一方の変換器から他方の変換器
に（例えば、斜めに）、これら２つの変換器の間の超音
波の音響通過時間（または、移動時間）ｔｖよりも著し
く短い持続時間ｔ０の、周波数ｆ０（変換器同調周波
数）の超音波パルスを同時に発信する。信号の到着時間
ｔＡＢとｔＢＡとが測定され、移動時間ｔｖ１（流れと
同じ方向）とｔｖ２（流れと逆の方向）とが、較正によ
って得られる個々の寄生遅延時間をこれらの移動時間か
ら減算することによって導き出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流れの速度
と流量とを測定する方法および装置に関する。
と流量とを測定する方法および装置に関する。
【０００２】パイプ内の流体の循環速度とその対応する
流量との正確な測定は、様々な分野で重要であり、特に
化学プラント、クロマトグラフィー等において重要であ
る。
流量との正確な測定は、様々な分野で重要であり、特に
化学プラント、クロマトグラフィー等において重要であ
る。
【０００３】
【従来の技術】パイプ内を循環する流体流の速度と流量
とを測定する公知の方法が、例えば、特許ＷＯ−９３／
１４，３８２または米国特許第４，３０８，７５４号に
開示されている。こうした方法は、本質的に、音響パル
スが流れの方向に対して上流または下流に伝搬させられ
るかどうかにしたがって、流体供給装置に沿って互いか
ら既知の距離をおいて配置された発信変換器と受信変換
器との間の各々の音響パルスの移動時間の間の差を測定
することにある。
とを測定する公知の方法が、例えば、特許ＷＯ−９３／
１４，３８２または米国特許第４，３０８，７５４号に
開示されている。こうした方法は、本質的に、音響パル
スが流れの方向に対して上流または下流に伝搬させられ
るかどうかにしたがって、流体供給装置に沿って互いか
ら既知の距離をおいて配置された発信変換器と受信変換
器との間の各々の音響パルスの移動時間の間の差を測定
することにある。
【０００４】図１の流れの図は、例えば、互いに一定の
距離をおいた２つの横断平面内において、流体が速度ｖ
でその中を循環するパイプの両側に配置されている、２
つの圧電タイプの発信／受信変換器を示している。これ
らの変換器は互いに、他方の変換器の方向に（斜め
に）、周波数ｆ0（変換器同調周波数）で、かつ、これ
らの２つの変換器の間の波の移動時間よりも著しく短い
持続時間ｔ0の、超音波パルスを同時に発信する。この
信号の到着時間ｔAB、ｔBAが測定され、（流れ方向の）
音響移動時間（すなわち、移動時間）ｔｖ1と（反対方
向の）移動時間ｔｖ2とが、較正によって得られる個々
の寄生的な遅れ時間をそれから減算することによって導
き出される。
距離をおいた２つの横断平面内において、流体が速度ｖ
でその中を循環するパイプの両側に配置されている、２
つの圧電タイプの発信／受信変換器を示している。これ
らの変換器は互いに、他方の変換器の方向に（斜め
に）、周波数ｆ0（変換器同調周波数）で、かつ、これ
らの２つの変換器の間の波の移動時間よりも著しく短い
持続時間ｔ0の、超音波パルスを同時に発信する。この
信号の到着時間ｔAB、ｔBAが測定され、（流れ方向の）
音響移動時間（すなわち、移動時間）ｔｖ1と（反対方
向の）移動時間ｔｖ2とが、較正によって得られる個々
の寄生的な遅れ時間をそれから減算することによって導
き出される。
【０００５】伝搬時間ｔｖ1、ｔｖ2は各々に次のように
記述される。
記述される。
【０００６】
【数１】 上記式から次のことが容易に導き出され、
【０００７】
【数２】 ここで、Δｔ＝ｔｖ2 − ｔｖ1である。
【０００８】したがって、Ｓが流れの横断面積を表す場
合に、流量は、Ｑｖ＝ｖ・Ｓで表現される。
合に、流量は、Ｑｖ＝ｖ・Ｓで表現される。
【０００９】変換器が互いに約１０ｃｍ距離をおいてお
り、かつ、流体の波の位相速度が１５００ｍ／ｓである
実際の例では、移動時間は約６０μｓである。こうした
実例から、流れの速度の測定時の所要精度が１０-3のオ
ーダである場合には、数ｎｓのオーダでの時間間隔を測
定できなければならないということを指摘することがで
きる。受信エネルギーが特定の閾値を越える時点を検出
することによって伝搬時間を直接測定することによって
流れの速度を測定することは、精度が一般的に不十分で
ありかつ数多くの平均値を算出することを意味するの
で、こうした測定では上記のような高い精度を実現する
ことは非常に困難である。
り、かつ、流体の波の位相速度が１５００ｍ／ｓである
実際の例では、移動時間は約６０μｓである。こうした
実例から、流れの速度の測定時の所要精度が１０-3のオ
ーダである場合には、数ｎｓのオーダでの時間間隔を測
定できなければならないということを指摘することがで
きる。受信エネルギーが特定の閾値を越える時点を検出
することによって伝搬時間を直接測定することによって
流れの速度を測定することは、精度が一般的に不十分で
ありかつ数多くの平均値を算出することを意味するの
で、こうした測定では上記のような高い精度を実現する
ことは非常に困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、上記欠点を克服することを可能にすると共に、流体
の流れの移動速度としたがってこの流れの流量とを測定
する時に、従来の解決策を用いる場合に比較してはるか
に低いコストで非常に高い精度を得ることを可能にす
る、流体流の流れの速度を測定する方法および装置を提
供することにある。
に、上記欠点を克服することを可能にすると共に、流体
の流れの移動速度としたがってこの流れの流量とを測定
する時に、従来の解決策を用いる場合に比較してはるか
に低いコストで非常に高い精度を得ることを可能にす
る、流体流の流れの速度を測定する方法および装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、音響パ
ルスが流れの方向に対して上流または下流に伝搬される
かどうかにしたがって、流体の流れに沿って互いから間
隔をおかれたポイントの間で別々に送信および受信され
る音響パルスの個々の移動時間を比較することによっ
て、流体の流れの流速を測定することを可能にする。本
発明の方法は、各々の受信音響パルスについての周波数
スペクトルの測定と、これらの受信音響パルスの移動時
間から生じる、受信音響パルスの周波数スペクトルに影
響する相対位相遅れの正確な測定とによって、平均移動
時間と、移動時間相互間の差とを測定することを特徴と
する。
ルスが流れの方向に対して上流または下流に伝搬される
かどうかにしたがって、流体の流れに沿って互いから間
隔をおかれたポイントの間で別々に送信および受信され
る音響パルスの個々の移動時間を比較することによっ
て、流体の流れの流速を測定することを可能にする。本
発明の方法は、各々の受信音響パルスについての周波数
スペクトルの測定と、これらの受信音響パルスの移動時
間から生じる、受信音響パルスの周波数スペクトルに影
響する相対位相遅れの正確な測定とによって、平均移動
時間と、移動時間相互間の差とを測定することを特徴と
する。
【００１２】（比較的吸収性の低い流体に適している）
有利な実施様態では、第１の音響パルスが各ポイントで
発信され、別のポイントから発信される第２の音響パル
スと、この他方のポイントにおける第１の音響パルスの
エコーとを、各ポイントで連続的に検出し、検出した個
々のパルスの周波数スペクトルを計算し、検出音響パル
スの平均移動時間と、これら音響パルス各々の移動時間
の間の差とを測定する。
有利な実施様態では、第１の音響パルスが各ポイントで
発信され、別のポイントから発信される第２の音響パル
スと、この他方のポイントにおける第１の音響パルスの
エコーとを、各ポイントで連続的に検出し、検出した個
々のパルスの周波数スペクトルを計算し、検出音響パル
スの平均移動時間と、これら音響パルス各々の移動時間
の間の差とを測定する。
【００１３】別の実施様態では、平均移動時間を、受信
音響パルスのスペクトルからの較正によって得られる基
準スペクトルから測定する。
音響パルスのスペクトルからの較正によって得られる基
準スペクトルから測定する。
【００１４】別の実施様態では、受信音響パルスの個々
の移動時間の間の差を、これらの音響パルスの周波数ス
ペクトルと、較正によって得られた時間差とから測定す
る。
の移動時間の間の差を、これらの音響パルスの周波数ス
ペクトルと、較正によって得られた時間差とから測定す
る。
【００１５】好ましい実施様態では、本発明の方法は、
第１のポイントから下流の第２のポイントの方向へ流体
流に沿って第１のポイントから音響パルスを伝送すると
同時に、第１のポイントの方向に第２のポイントから音
響パルスを反対方向に伝送することと、これらの音響パ
ルスの共通の発信時点に対して同一の時間遅れをこうむ
る一定の受信窓内において、両方のポイントで受信され
た音響パルスを検出することとを含み、各々の周波数ス
ペクトルに関して測定される時間遅れが、対応する受信
窓内で受信される対応受信音響パルスの位置に依存して
いる。
第１のポイントから下流の第２のポイントの方向へ流体
流に沿って第１のポイントから音響パルスを伝送すると
同時に、第１のポイントの方向に第２のポイントから音
響パルスを反対方向に伝送することと、これらの音響パ
ルスの共通の発信時点に対して同一の時間遅れをこうむ
る一定の受信窓内において、両方のポイントで受信され
た音響パルスを検出することとを含み、各々の周波数ス
ペクトルに関して測定される時間遅れが、対応する受信
窓内で受信される対応受信音響パルスの位置に依存して
いる。
【００１６】位相遅れ値に関する曖昧性を排除するため
に、移動時間の関数として位相変動を表す直線の傾斜
が、上記音響パルスの周波数スペクトルの検出部分に基
づいて測定されることが好ましい。
に、移動時間の関数として位相変動を表す直線の傾斜
が、上記音響パルスの周波数スペクトルの検出部分に基
づいて測定されることが好ましい。
【００１７】この方法を実行することを可能にする装置
は、例えば、流体流に沿って別々の場所に配置されてい
る少なくとも２つの送信／受信変換器と、これらの変換
器に接続されている音響パルス発生器と、一定捕捉窓の
間に上記変換器によって受信された信号をサンプリング
してディジタル化するようになっている信号捕捉装置
と、送信音響パルスの可変的な移動時間に起因する、各
々の受信音響パルスの周波数スペクトルの少なくとも一
部分に影響を与える位相遅れを測定する処理装置とを含
む。
は、例えば、流体流に沿って別々の場所に配置されてい
る少なくとも２つの送信／受信変換器と、これらの変換
器に接続されている音響パルス発生器と、一定捕捉窓の
間に上記変換器によって受信された信号をサンプリング
してディジタル化するようになっている信号捕捉装置
と、送信音響パルスの可変的な移動時間に起因する、各
々の受信音響パルスの周波数スペクトルの少なくとも一
部分に影響を与える位相遅れを測定する処理装置とを含
む。
【００１８】上記処理装置は、例えば、上記窓内で捕捉
される一連のサンプルから各信号のＦＦＴ周波数スペク
トルを測定するようにプログラミングされている信号処
理装置を含む。
される一連のサンプルから各信号のＦＦＴ周波数スペク
トルを測定するようにプログラミングされている信号処
理装置を含む。
【００１９】本発明による方法は、流動する流体の中を
通過する波の移動時間の測定において、非常に高い精度
を実現する。この方法は、許容可能な経済的条件下では
正確に測定することが困難である非常に短い時間間隔
が、大きな増幅を伴って大きな位相変動に変換されるこ
とを可能にする。シミュレーションでは、１％よりも高
い精度が速度測定において得られることが可能であるこ
とが示された。
通過する波の移動時間の測定において、非常に高い精度
を実現する。この方法は、許容可能な経済的条件下では
正確に測定することが困難である非常に短い時間間隔
が、大きな増幅を伴って大きな位相変動に変換されるこ
とを可能にする。シミュレーションでは、１％よりも高
い精度が速度測定において得られることが可能であるこ
とが示された。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２１】本発明の方法は、例えば、一方の変換器が
他方の変換器から発信される超音波を受信することが可
能であるように配置されている、流体流が速度Ｖでその
中を循環するパイプの２つの別々の横断面内の２つの超
音波発信／受信変換器Ｐ1、Ｐ2を、２つのポイント
ＰA、ＰB（図１）に配置することによって実施すること
が可能である。これらの変換器は、一方の変換器から他
方の変換器に（例えば、斜めに）、これら２つの変換器
の間の超音波の音響通過時間（または、移動時間）ｔｖ
よりも著しく短い持続時間ｔoの、周波数ｆo（変換器同
調周波数）の超音波パルスを同時に発信する。信号の到
着時間ｔABとｔBAとが測定され（図２）、移動時間ｔｖ
1（流れと同じ方向）とｔｖ2（流れと逆の方向）とが、
較正によって得られる個々の寄生遅延時間をこれらの移
動時間から減算することによって導き出される。
他方の変換器から発信される超音波を受信することが可
能であるように配置されている、流体流が速度Ｖでその
中を循環するパイプの２つの別々の横断面内の２つの超
音波発信／受信変換器Ｐ1、Ｐ2を、２つのポイント
ＰA、ＰB（図１）に配置することによって実施すること
が可能である。これらの変換器は、一方の変換器から他
方の変換器に（例えば、斜めに）、これら２つの変換器
の間の超音波の音響通過時間（または、移動時間）ｔｖ
よりも著しく短い持続時間ｔoの、周波数ｆo（変換器同
調周波数）の超音波パルスを同時に発信する。信号の到
着時間ｔABとｔBAとが測定され（図２）、移動時間ｔｖ
1（流れと同じ方向）とｔｖ2（流れと逆の方向）とが、
較正によって得られる個々の寄生遅延時間をこれらの移
動時間から減算することによって導き出される。
【００２２】上記伝搬時間は各々に次のように記述され
る。
る。
【００２３】
【数３】 これから次式が容易に導き出されることが可能であり、
【００２４】
【数４】 ここで、Δｔ＝ｔｖ2 − ｔｖ1 ｔｖ1とｔｖ2の測定は、非常に高精度でなければならな
い。特に、Δｔ＝（ｔｖ2 − ｔｖ1）の値は、その装
置に必要とされる精度よりも高い精度で得られなければ
ならない。測定された時間は、電気信号を超音波に変換
することと超音波を電気信号に変換することとのための
発信時および受信時の圧電素子の応答時間を含む。こう
した応答時間は先験的には知られておらず、製造上の変
動のために装置毎に異っている可能性がある。一方、こ
うした応答時間は、時間的に実質的に一定不変であると
みなすことが可能である。本発明の方法は、信号伝搬に
起因する、信号間に存在する位相遅れを測定することに
よって、高精度で時間間隔の測定を行うことを含む。当
該技術で公知であるこの測定の原理については後述する
ことにする。
い。特に、Δｔ＝（ｔｖ2 − ｔｖ1）の値は、その装
置に必要とされる精度よりも高い精度で得られなければ
ならない。測定された時間は、電気信号を超音波に変換
することと超音波を電気信号に変換することとのための
発信時および受信時の圧電素子の応答時間を含む。こう
した応答時間は先験的には知られておらず、製造上の変
動のために装置毎に異っている可能性がある。一方、こ
うした応答時間は、時間的に実質的に一定不変であると
みなすことが可能である。本発明の方法は、信号伝搬に
起因する、信号間に存在する位相遅れを測定することに
よって、高精度で時間間隔の測定を行うことを含む。当
該技術で公知であるこの測定の原理については後述する
ことにする。
【００２５】発信信号の移動時間よりも当然のことなが
ら短い発信窓の間中に変換器Ａ、Ｂのような２つの変換
器から同時に発信される２つの信号Ｓ1、Ｓ2を考察す
る。これらの信号は、同一の時間ｔ0に開かれかつサン
プリング周波数Ｆｅでサンプリングされる単一の捕捉窓
内において、反対側の変換器において別々に受信され
る。これら２つの信号の各々のＮ個のサンプル（Ｎは例
えば２０４８に等しい）が捕捉される。これらの信号の
複素周波数スペクトルＧ1（ｋ）、Ｇ2（ｋ）はＦＦＴに
よって決定される。ｋは０からＮ−１（Ｎ＝ＦＦＴのポ
イントの数）の範囲内のサンプリングインデックスであ
る。
ら短い発信窓の間中に変換器Ａ、Ｂのような２つの変換
器から同時に発信される２つの信号Ｓ1、Ｓ2を考察す
る。これらの信号は、同一の時間ｔ0に開かれかつサン
プリング周波数Ｆｅでサンプリングされる単一の捕捉窓
内において、反対側の変換器において別々に受信され
る。これら２つの信号の各々のＮ個のサンプル（Ｎは例
えば２０４８に等しい）が捕捉される。これらの信号の
複素周波数スペクトルＧ1（ｋ）、Ｇ2（ｋ）はＦＦＴに
よって決定される。ｋは０からＮ−１（Ｎ＝ＦＦＴのポ
イントの数）の範囲内のサンプリングインデックスであ
る。
【００２６】Ｇ1（ｆ）とＧ2（ｆ）とが上記２つの信号
のフーリエ変換である場合には、対応する離散フーリエ
変換が、次のように、対応を有する整数シーケンスｋに
よってｆを置き換えることによって得られる。
のフーリエ変換である場合には、対応する離散フーリエ
変換が、次のように、対応を有する整数シーケンスｋに
よってｆを置き換えることによって得られる。
【００２７】
【数５】 ここで、Ｆｅはサンプリング周波数である。
【００２８】
【数６】 これらのｋの複素関数は、
【００２９】
【数７】 または、
【００３０】
【数８】 によって表わすことが可能である。
【００３１】遅延定理の適用によって、Ｓ2のフーリエ
変換は、次のように記述できる。
変換は、次のように記述できる。
【００３２】
【数９】 （ａは２つの受信機の間の波減衰を表す。） 離散変換の場合には、次式のようにシーケンスｋによっ
てｆを置き換えるならば、
てｆを置き換えるならば、
【００３３】
【数１０】 次式が得られる。
【００３４】
【数１１】 Ｇ2（ｋ）とＧ1（ｋ）
【００３５】
【外１】 とによって表される場合には、式（２）は次のように記
述され、
述され、
【００３６】
【数１２】 この式は、次のようにナピヤ対数によって記述されるこ
とも可能であり、
とも可能であり、
【００３７】
【数１３】 この式は直ちに次式を与える。
【００３８】
【数１４】 発信周波数を中心としたスペクトルの非常に狭い部分
（例えば、±１５０ｋＨｚ）に留まる時に、Δｔ＝（ｔ
2 − ｔ1）がｋとは無関係であるので、位相間の理論
差
（例えば、±１５０ｋＨｚ）に留まる時に、Δｔ＝（ｔ
2 − ｔ1）がｋとは無関係であるので、位相間の理論
差
【００３９】
【数１５】 の関数として知られている関数は、ｋ＝０に関する起点
を通過する直線である。位相の絶対値はπラジアンを越
えることがなく、振幅は極大の両側において非常に急激
に減少し、相関性位相ノイズが増大する。したがって、
位相の値に関する曖昧性が除去されなければならない。
位相差に関する曖昧性を除去する方法振幅の最大値は、
インデックスｋ（Ｉｍ）を与える例えばスペクトルＧ1
（図３）において求められる。±４ポイントが（例え
ば）２つのスペクトルＧ1、Ｇ2上のＩｍの周囲において
取られ、位相変動の単調性がこれらの９個のポイント上
において復元される。この演算は、πよりも大きい絶対
値の位相偏移の全てをその２π補数によって置き換える
（図５（B））。ＡとＢとに関して得られる位相値が、
ポイント毎に減算される。
を通過する直線である。位相の絶対値はπラジアンを越
えることがなく、振幅は極大の両側において非常に急激
に減少し、相関性位相ノイズが増大する。したがって、
位相の値に関する曖昧性が除去されなければならない。
位相差に関する曖昧性を除去する方法振幅の最大値は、
インデックスｋ（Ｉｍ）を与える例えばスペクトルＧ1
（図３）において求められる。±４ポイントが（例え
ば）２つのスペクトルＧ1、Ｇ2上のＩｍの周囲において
取られ、位相変動の単調性がこれらの９個のポイント上
において復元される。この演算は、πよりも大きい絶対
値の位相偏移の全てをその２π補数によって置き換える
（図５（B））。ＡとＢとに関して得られる位相値が、
ポイント毎に減算される。
【００４０】したがって、（相対位相差が２ｎπの範囲
内であることが知られているので）相対位相差、すなわ
ち、
内であることが知られているので）相対位相差、すなわ
ち、
【００４１】
【数１６】 が得られ、その変動曲線は、理論上の位相差曲線とは違
って、直線に近い（図６）。
って、直線に近い（図６）。
【００４２】定義によって、推定位相は直線であり、す
なわち、
なわち、
【００４３】
【数１７】 である。この直線の傾斜σを求めるために、選択ポイン
トにおける最小２乗を通過する回帰線の計算、２つの連
続するポイントの間で測定される傾斜の平均の計算等の
ような幾つかの方法を使用することが可能である。
トにおける最小２乗を通過する回帰線の計算、２つの連
続するポイントの間で測定される傾斜の平均の計算等の
ような幾つかの方法を使用することが可能である。
【００４４】したがって、図７に示されているように、
推定位相
推定位相
【００４５】
【外２】 と相対位相差
【００４６】
【外３】 との間の差は、２ｎπ（ｎは較正係数を表す整数）でな
ければならない。τを計算するためには、１つのポイン
ト、例えば、スペクトルの振幅の最大値Ｉｍに相当する
ポイントにおいて位相を得ることで十分である。
ければならない。τを計算するためには、１つのポイン
ト、例えば、スペクトルの振幅の最大値Ｉｍに相当する
ポイントにおいて位相を得ることで十分である。
【００４７】この測定結果は、相対位相差の精度、すな
わち、
わち、
【００４８】
【外４】 が、推定位相差の精度、すなわち、
【００４９】
【外５】 よりも高いことを示している。したがって、絶対（すな
わち復元）位相差
わち復元）位相差
【００５０】
【数１８】 が選択され、である。
【００５１】この復元が誤りなしに得られるためには、
【００５２】
【数１９】 が必要十分であることに留意されたい。
【００５３】したがって、時間τは次式によって得られ
る。
る。
【００５４】
【数２０】 エコー法 この方法は、本質的には、反対側の標的変換器上での反
射の後に戻る、各々の変換器によって発信される信号の
エコーに対応する信号を使用することである（図８）。
水、または液化気体（例えばＬＰＧ）のような吸収性の
低い流体の場合には、受信に切り替えられた圧電変換器
が、反対側の素子からの信号を受け取るだけでなく、反
対側の素子の表面上で反射されるその変換器自体の発信
のエコーも受け取るということが、実験によって確認さ
れている。
射の後に戻る、各々の変換器によって発信される信号の
エコーに対応する信号を使用することである（図８）。
水、または液化気体（例えばＬＰＧ）のような吸収性の
低い流体の場合には、受信に切り替えられた圧電変換器
が、反対側の素子からの信号を受け取るだけでなく、反
対側の素子の表面上で反射されるその変換器自体の発信
のエコーも受け取るということが、実験によって確認さ
れている。
【００５５】この場合には、初期信号とエコー信号との
間で測定される時間間隔は、（その２つの信号に共通で
ある）発信遅延には依存しておらず、したがって、次の
手順を行うことが可能である。
間で測定される時間間隔は、（その２つの信号に共通で
ある）発信遅延には依存しておらず、したがって、次の
手順を行うことが可能である。
【００５６】時間Ｔｆ1と時間Ｔｆ2とに開始する２つの
測定窓Ｗ１、Ｗ２が、ＦＦＴのポイントの個数を制限
し、かつ（式（７）の基準を満たす）適切な較正係数ｎ
を有するように、各々の波列の発信の時間に関して区切
られる。
測定窓Ｗ１、Ｗ２が、ＦＦＴのポイントの個数を制限
し、かつ（式（７）の基準を満たす）適切な較正係数ｎ
を有するように、各々の波列の発信の時間に関して区切
られる。
【００５７】受信機Ａと受信機Ｂとからの等しい形の信
号の間の時間遅れである時間ＴABeと時間ＴBAeとが、窓
Ｗ１内の直接信号、すなわち、ＳA、ＳBと、窓Ｗ２内の
（同じ発信に関する）エコー信号、すなわち、ＳｅA、
ＳｅBとを記録することによって測定され、４つのＦＦ
Ｔ複素スペクトル、すなわち、ＧA（ｋ）、ＧB（ｋ）、
ＧｅA（ｋ）、ＧｅB（ｋ）がＦＦＴによって計算され
る。 平均移動時間ｔvmの測定 上記手順が２回にわたって適用され、すなわち、ＧｅA
（ｋ）とＧB（ｋ）との間に適用され、これは時間τAB
＝ＴABe、すなわち、差（Ｗ１ − Ｗ２）を与え、Ｇ
ｅB（ｋ）とＧA（ｋ）との間に適用され、これは時間τ
BA＝ＴBAe、すなわち、差（Ｗ２ − Ｗ１）を与え、
最後に、ＴABe＝τBA＋（Ｔｆ2 − Ｔｆ1）と、ＴBAe
＝τAB＋（Ｔｆ2 −Ｔｆ1）を与える。
号の間の時間遅れである時間ＴABeと時間ＴBAeとが、窓
Ｗ１内の直接信号、すなわち、ＳA、ＳBと、窓Ｗ２内の
（同じ発信に関する）エコー信号、すなわち、ＳｅA、
ＳｅBとを記録することによって測定され、４つのＦＦ
Ｔ複素スペクトル、すなわち、ＧA（ｋ）、ＧB（ｋ）、
ＧｅA（ｋ）、ＧｅB（ｋ）がＦＦＴによって計算され
る。 平均移動時間ｔvmの測定 上記手順が２回にわたって適用され、すなわち、ＧｅA
（ｋ）とＧB（ｋ）との間に適用され、これは時間τAB
＝ＴABe、すなわち、差（Ｗ１ − Ｗ２）を与え、Ｇ
ｅB（ｋ）とＧA（ｋ）との間に適用され、これは時間τ
BA＝ＴBAe、すなわち、差（Ｗ２ − Ｗ１）を与え、
最後に、ＴABe＝τBA＋（Ｔｆ2 − Ｔｆ1）と、ＴBAe
＝τAB＋（Ｔｆ2 −Ｔｆ1）を与える。
【００５８】
【外６】 の各々が、発信時の変換器Ａ、Ｂの電気励起信号の音響
波への遅延変換を表し、
波への遅延変換を表し、
【００５９】
【外７】 とが、変換器Ａ、Ｂによる受信時の対応する遅延を表す
場合には、測定された時間ＴABとＴBAとを次式によって
別々に表現することが可能である。
場合には、測定された時間ＴABとＴBAとを次式によって
別々に表現することが可能である。
【００６０】
【数２１】 合計を２で割ることによって、寄生遅延が互いに消去し
合うということと、平均移動時間ｔｖｍが次式で表され
ることとが理解されるだろう。
合うということと、平均移動時間ｔｖｍが次式で表され
ることとが理解されるだろう。
【００６１】
【数２２】 Δｔの決定 値τBAとτABとが、次式の通りに、一定誤差の範囲内で
Δｔを求めることを可能にする。
Δｔを求めることを可能にする。
【００６２】
【数２３】 したがって、Δｔ＝ＴBAe − ＴABe − τ0＝τAB
− τBA − τ0であり、流体の速度がゼロである場
合には、式（１）からΔｔ＝０であることが知られてい
るので、τ０を較正によって得ることが可能である。
− τBA − τ0であり、流体の速度がゼロである場
合には、式（１）からΔｔ＝０であることが知られてい
るので、τ０を較正によって得ることが可能である。
【００６３】 （Ｖ＝０である場合τ0＝τAB − τBA） 別の実施様態では、信号ＳAと信号ＳBとの間の時間差
も、ＧB（ｋ）とＧA（ｋ）との間の上記位相遅れの測定
によって直接的に測定されることが可能であり、このこ
とが時間τ＝τAB − τBAを与え、
も、ＧB（ｋ）とＧA（ｋ）との間の上記位相遅れの測定
によって直接的に測定されることが可能であり、このこ
とが時間τ＝τAB − τBAを与え、
【００６４】
【数２４】 値
【００６５】
【外８】 は、上記の通りの較正によって得られる。すなわちＶ＝
０において
０において
【００６６】
【外９】 上記の２つの方法は組み合わせることも可能であり、測
定精度を向上させるために、得られたΔｔの平均が、こ
れら２つの方法で計算される。 復元基準信号方法 非常に吸収性の高い流体（乳濁液、スライム等）の速度
の測定によってエコーを得ることができない可能性があ
る。この場合、ＦＦＴによって得られる、窓Ｗ１内で測
定される、信号ＳＡと信号ＳＢとに対応する２つのスペ
クトルＧA（ｋ）、ＧB（ｋ）だけが、測定時に利用可能
である。
定精度を向上させるために、得られたΔｔの平均が、こ
れら２つの方法で計算される。 復元基準信号方法 非常に吸収性の高い流体（乳濁液、スライム等）の速度
の測定によってエコーを得ることができない可能性があ
る。この場合、ＦＦＴによって得られる、窓Ｗ１内で測
定される、信号ＳＡと信号ＳＢとに対応する２つのスペ
クトルＧA（ｋ）、ＧB（ｋ）だけが、測定時に利用可能
である。
【００６７】したがって、Δｔを上記の通りに容易に得
ることができる。
ることができる。
【００６８】この場合、受信信号と同じ形であるが音響
遅延がゼロでありしたがって音響波を発信された形その
ままに再現する２つの基準信号が、平均移動時間ｔｖｍ
の測定のために必要となる。実際には、このタイプの信
号は、直接アクセスすることはできない。較正段階で
は、適切な流体で測定システムを満たすことによって、
平均移動時間ｔｖｍを上記エコー法によって測定するこ
とが可能である。所要精度を実現する別の速度測定方法
を有するテストループを使用することも可能である。当
然のことながら、これらの例は制限的ではない。
遅延がゼロでありしたがって音響波を発信された形その
ままに再現する２つの基準信号が、平均移動時間ｔｖｍ
の測定のために必要となる。実際には、このタイプの信
号は、直接アクセスすることはできない。較正段階で
は、適切な流体で測定システムを満たすことによって、
平均移動時間ｔｖｍを上記エコー法によって測定するこ
とが可能である。所要精度を実現する別の速度測定方法
を有するテストループを使用することも可能である。当
然のことながら、これらの例は制限的ではない。
【００６９】スペクトルＧA（ｋ）を取り、これに
【００７０】
【数２５】 を乗算する。
【００７１】同じ手順がスペクトルＧB（ｋ）に適用さ
れ、こうしてスペクトルＧ0A（ｋ）、スペクトルＧ
0B（ｋ）、すなわち、基準スペクトルが得られる。
れ、こうしてスペクトルＧ0A（ｋ）、スペクトルＧ
0B（ｋ）、すなわち、基準スペクトルが得られる。
【００７２】測定自体に関しては、「平均移動時間ｔvm
の測定」の手順が、一方では、ＧA（ｋ）とＧ0A（ｋ）
との間に適用され、他方では、ＧB（ｋ）とＧ0B（ｋ）
との間に適用され、これによって、τAとτBとの値が得
られる。ｔｍ＝１／２（τA＋ τB） ＋ Ｔｆ1がそ
れから導き出される。
の測定」の手順が、一方では、ＧA（ｋ）とＧ0A（ｋ）
との間に適用され、他方では、ＧB（ｋ）とＧ0B（ｋ）
との間に適用され、これによって、τAとτBとの値が得
られる。ｔｍ＝１／２（τA＋ τB） ＋ Ｔｆ1がそ
れから導き出される。
【００７３】振幅の最大の周辺の少数のポイントにおけ
るスペクトルの位相だけに着目しているので、基準スペ
クトルをこうしたポイントにおける位相値に限定するこ
とができる。 速度計算 移動時間ｔｖ1、ｔｖ2は、ｔｖ1＝ｔｖｍ＋１／２Δｔ
とｔｖ2＝ｔｖｍ−１／２Δｔとを計算することによっ
て得られ、式（１）が適用可能であり、
るスペクトルの位相だけに着目しているので、基準スペ
クトルをこうしたポイントにおける位相値に限定するこ
とができる。 速度計算 移動時間ｔｖ1、ｔｖ2は、ｔｖ1＝ｔｖｍ＋１／２Δｔ
とｔｖ2＝ｔｖｍ−１／２Δｔとを計算することによっ
て得られ、式（１）が適用可能であり、
【００７４】
【数２６】 または、無視可能な誤差を伴ってさらに単純に次式が適
用可能である。
用可能である。
【００７５】
【数２７】 波の位相速度Ｃは、次式の計算によって得ることができ
る。
る。
【００７６】
【数２８】 本発明の方法を実現する装置（図９）は、変換器Ｐ１、
Ｐ２にパレスを供給するインパルス発生器Ｇと、信号が
流体流の中を通過した後に変換器によって検出された信
号を捕捉する捕捉装置Ａとを含み、この捕捉装置Ａは、
上記方法にしたがって時間間隔と位相遅れとをリアルタ
イム計算するようにプログラムされた処理装置Ｔに接続
されている。スイッチング手段（本図示）が、パルス発
信用の信号発生器Ｇに各々の変換器を連続的に接続し、
その後で、発信が完了した直後に捕捉装置Ａに各々の変
換器を接続することを可能にする。
Ｐ２にパレスを供給するインパルス発生器Ｇと、信号が
流体流の中を通過した後に変換器によって検出された信
号を捕捉する捕捉装置Ａとを含み、この捕捉装置Ａは、
上記方法にしたがって時間間隔と位相遅れとをリアルタ
イム計算するようにプログラムされた処理装置Ｔに接続
されている。スイッチング手段（本図示）が、パルス発
信用の信号発生器Ｇに各々の変換器を連続的に接続し、
その後で、発信が完了した直後に捕捉装置Ａに各々の変
換器を接続することを可能にする。
【００７７】処理装置Ｔは、公知のタイプのＤＳＰのよ
うな専用信号プロセッサを含むことが好ましい。
うな専用信号プロセッサを含むことが好ましい。
【００７８】本明細書で提案されている方法は、流体の
性質としたがって発信周波数とが変化させられる場合に
も、その性能を維持する。この変化に応じて、サンプリ
ング周波数Ｆｅが適切なものとされる。
性質としたがって発信周波数とが変化させられる場合に
も、その性能を維持する。この変化に応じて、サンプリ
ング周波数Ｆｅが適切なものとされる。
【００７９】流れの方向に関して一方のポイントが他方
のポイントの下流に配置されている２つのポイントから
互いに他のポイントの方向に同時に発信されるパルスに
よって、流体流の流れの速度の大きな位相変化を測定す
る、本発明の方法の実施様態を説明してきた。本発明の
範囲から逸脱することなしに、同時に発信されるか連続
的に発信されるかに係わらず、流れの方向または流れと
は逆の方向に伝搬するパルスの移動時間を比較また累積
することを可能にする、発信用と受信用の別々の変換器
であってもよい、流体流に対して異った形で配置されて
いる変換器を含む、他の任意の波発信／受信装置が使用
してもよい。
のポイントの下流に配置されている２つのポイントから
互いに他のポイントの方向に同時に発信されるパルスに
よって、流体流の流れの速度の大きな位相変化を測定す
る、本発明の方法の実施様態を説明してきた。本発明の
範囲から逸脱することなしに、同時に発信されるか連続
的に発信されるかに係わらず、流れの方向または流れと
は逆の方向に伝搬するパルスの移動時間を比較また累積
することを可能にする、発信用と受信用の別々の変換器
であってもよい、流体流に対して異った形で配置されて
いる変換器を含む、他の任意の波発信／受信装置が使用
してもよい。
【図１】本発明の測定の原理を示す説明図である。
【図２】時間の関数として受信音響パルスの振幅Ａの変
動の例を示すグラフである。
動の例を示すグラフである。
【図３】サンプリングインデックスｋの関数として受信
パルスの周波数スペクトルの複素振幅Ｇ（ｋ）の変動の
例を示すグラフである。
パルスの周波数スペクトルの複素振幅Ｇ（ｋ）の変動の
例を示すグラフである。
【図４】スペクトル極大ＩＭの付近の周波数スペクトル
の振幅Ｇ（ｋ）の変動を示すグラフ（図４(A)）と、図
４(A)に示す周波数スペクトルの振幅Ｇ（ｋ）の変動に
対応する位相変動を示すグラフ(図４(B))である。
の振幅Ｇ（ｋ）の変動を示すグラフ（図４(A)）と、図
４(A)に示す周波数スペクトルの振幅Ｇ（ｋ）の変動に
対応する位相変動を示すグラフ(図４(B))である。
【図５】変動の連続性の復元の後に得られるスペクトル
極大ＩＭの付近の周波数スペクトルの振幅Ｇ（ｋ）の変
動を示すグラフ(図５(A))と、図５(A)に示す周波数スペ
クトルの振幅Ｇ（ｋ）の変動に対応する相対位相差を示
すグラフ（図５(A)）である。
極大ＩＭの付近の周波数スペクトルの振幅Ｇ（ｋ）の変
動を示すグラフ(図５(A))と、図５(A)に示す周波数スペ
クトルの振幅Ｇ（ｋ）の変動に対応する相対位相差を示
すグラフ（図５(A)）である。
【図６】周波数スペクトルに対応するサンプリングイン
デックスの周囲の９つのサンプルに関する相対位相の単
純な変動を示すグラフである。
デックスの周囲の９つのサンプルに関する相対位相の単
純な変動を示すグラフである。
【図７】較正係数を計算するための原理を示す説明図で
ある。
ある。
【図８】戻ってくる音響パルスエコーの伝搬と到着との
測定の後の、音響パルスの直接到着の測定に関連する測
定方法の原理を示す説明図である。
測定の後の、音響パルスの直接到着の測定に関連する測
定方法の原理を示す説明図である。
【図９】流体流に沿って間隔が開けられている２つの音
響パルス発信／受信変換器を伴う、本発明の方法を実行
するための装置のレイアウトの一形態を示す説明図であ
る。
響パルス発信／受信変換器を伴う、本発明の方法を実行
するための装置のレイアウトの一形態を示す説明図であ
る。
ＰＡ、ＰＢ ポイント Ｐ１、Ｐ２ 超音波発信／受信変換器 Ｖ 速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティーリー ルパアジュ フランス国 78590 ノウアジィ ルウ ロウア アレー デー プレ ドウ リュ ニュウエイユ ３
Claims (9)
- 【請求項１】 流れの方向に対して音響パルスが上流ま
たは下流に伝搬されるかどうかにしたがって、流体流に
沿って互いに間隔がおかれているポイントの間で別々に
発信され受信される音響パルスの個々の移動時間（ｔｖ
1、ｔｖ2）を比較することによって流体流の流れの速度
を測定する方法において、各々の受信音響パルスに関す
る周波数スペクトルの測定と、受信音響パルスの移動時
間から生じる、受信音響パルスの周波数スペクトルに影
響を与える相対位相遅れの正確な測定とによって、平均
移動時間と、移動時間の間の差とを測定することを特徴
とする流体流の流れの速度を測定する方法。 - 【請求項２】 第１の音響パルスを各ポイントで発信
し、別のポイントから発信された第２の音響パルスと、
この他方のポイントにおける前記第１の音響パルスのエ
コーとを、各ポイントで連続的に検出し、検出された個
々の前記音響パルスの周波数スペクトルを計算し、検出
された前記音響パルスの平均移動時間と、前記音響パル
ス各々の移動時間の間の差とを測定する請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 前記平均移動時間を、受信音響パルスの
周波数スペクトルから較正によって得られる基準スペク
トルから求める請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記受信音響パルスの個々の移動時間の
間の差を、これらの音響パルスの周波数スペクトルと、
較正によって得られた時間差とから求める請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 第１のポイントから下流の第２のポイン
トの方向へ流体流に沿って前記第１のポイントから音響
パルスを伝送すると同時に、前記第１のポイントの方向
に前記第２のポイントから音響パルスを反対方向に伝送
することと、これらの音響パルスの発信の共通時点に対
して同一の時間遅れをうける一定の受信窓（Ｗ１、Ｗ
２）内において前記２つのポイントで受信された前記音
響パルスを検出することとを含み、各々の周波数スペク
トルに関して測定される前記時間遅れが、対応する前記
受信窓内における対応受信音響パルスの位置に依存する
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記流体流の速度に関する不確定性を除
去することを可能にする各々２πモジュロの位相遅れの
測定を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項７】 位相変動を前記音響パルスの周波数スペ
クトルの決められた部分における移動時間の関数として
表す直線の傾斜の測定を含む請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 流体流に沿って別々の場所に配置されて
いる少なくとも２つの送信／受信変換器（Ｐ１、Ｐ２）
と、前記変換器に接続されているパルス発生器（Ｇ）
と、一定の捕捉窓の間に前記変換器によって受信された
信号をサンプリングしてディジタル化するようにされて
いる信号捕捉装置（Ａ）と、送信音響パルスの可変的な
移動時間に起因する、各々の受信音響パルスの周波数ス
ペクトルの少なくとも一部分に影響を与える位相遅れを
測定する処理装置（Ｐ）とを含むことを特徴とする、流
体流の流れの速度を測定する装置。 - 【請求項９】 前記処理装置（Ｐ）が、前記窓内で捕捉
される一連のサンプルから各信号のＦＦＴ周波数スペク
トルを測定するようにプログラムされている信号処理装
置を含む請求項８に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9809541A FR2781565B1 (fr) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Procede et dispositif pour mesurer la vitesse d'ecoulement d'une veine fluide |
| FR98/09541 | 1998-07-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046854A true JP2000046854A (ja) | 2000-02-18 |
| JP2000046854A5 JP2000046854A5 (ja) | 2006-08-24 |
| JP4520552B2 JP4520552B2 (ja) | 2010-08-04 |
Family
ID=9529021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21109899A Expired - Fee Related JP4520552B2 (ja) | 1998-07-24 | 1999-07-26 | 流体流の流れの速度を測定する方法と装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6546810B1 (ja) |
| JP (1) | JP4520552B2 (ja) |
| CA (1) | CA2278408C (ja) |
| DE (1) | DE19934212B4 (ja) |
| FR (1) | FR2781565B1 (ja) |
| GB (1) | GB2339907B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004020569A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Krohne Ag | 超音波流量測定方法 |
| JP2005257360A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流体計測装置 |
| JP2011017623A (ja) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Yokogawa Electric Corp | 超音波測定器 |
| JP2021071307A (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | オムロン株式会社 | 伝搬時間測定装置 |
| RU225409U1 (ru) * | 2023-04-17 | 2024-04-19 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Акустический преобразователь расхода |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9922293D0 (en) * | 1999-09-22 | 1999-11-17 | Siemens Metering Ltd | Systematic noise reduction of electronic systems |
| DE102005051669B3 (de) * | 2005-10-28 | 2007-04-26 | Mib Gmbh Messtechnik Und Industrieberatung | Durchflussmessverfahren |
| DE102006041530B4 (de) * | 2006-09-05 | 2008-10-30 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Luftmassenmessung und Luftmassensensor |
| DE102009028847A1 (de) | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Messgerät und Verfahren zum Messen einer Messgröße |
| CN103868555B (zh) * | 2012-12-11 | 2017-08-04 | 南京理工大学 | 一种用于超声波流量计的循环时差检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61225615A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-07 | バジヤー・メーター・インコーポレーテツド | 流量測定方法及びデイジダル流量計回路 |
| JPH109914A (ja) * | 1996-04-22 | 1998-01-16 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4065665A (en) * | 1976-03-08 | 1977-12-27 | Deutsche Texaco Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the determination of start time difference and overall phase shift between two signals |
| US4308754A (en) * | 1979-10-19 | 1982-01-05 | Panametrics, Inc. | Ultrasonic flowmeter |
| US5020374A (en) * | 1989-11-17 | 1991-06-04 | Ads Environmental Services, Inc. | Velocity measurement system |
| US4527433A (en) * | 1983-10-25 | 1985-07-09 | General Motors Corporation | Method and apparatus for measuring fluid flow |
| ES2021314B3 (es) * | 1986-09-30 | 1991-11-01 | Siemens Ag | Procedimiento de diferencia de fases de ultrasonidos, para la medicion de velocidades de caudal alta |
| DE3823177A1 (de) * | 1988-07-08 | 1990-01-11 | Flowtec Ag | Ultraschall-durchflussmessung unter auswertung von phasenverschiebungen |
| US5035147A (en) * | 1990-02-09 | 1991-07-30 | Curtin Matheson Scientific, Inc. | Method and system for digital measurement of acoustic burst travel time in a fluid medium |
| DE4027030A1 (de) * | 1990-08-27 | 1992-03-05 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur messung der stroemungsgeschwindigkeit |
| NO174643C (no) * | 1992-01-13 | 1994-06-08 | Jon Steinar Gudmundsson | Apparat og framgangsmåte for bestemmelse av strömningshastighet og gass/væske-forhold i flerefase-strömmer |
| GB9508422D0 (en) * | 1995-04-26 | 1995-06-14 | Flotec Uk Ltd | Flow meters |
| US5753824A (en) * | 1996-06-12 | 1998-05-19 | Welch Allyn, Inc. | Sampling method and apparatus for use with ultrasonic flowmeters |
| US6062091A (en) * | 1997-04-22 | 2000-05-16 | Baumoel; Joseph | Method and apparatus for determining ultrasonic pulse arrival in fluid using phase correlation |
| US6067861A (en) * | 1998-06-18 | 2000-05-30 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for ultrasonic doppler velocimetry using speed of sound and reflection mode pulsed wideband doppler |
-
1998
- 1998-07-24 FR FR9809541A patent/FR2781565B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-21 CA CA002278408A patent/CA2278408C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-21 DE DE19934212A patent/DE19934212B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-22 US US09/359,758 patent/US6546810B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-23 GB GB9917420A patent/GB2339907B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-26 JP JP21109899A patent/JP4520552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61225615A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-07 | バジヤー・メーター・インコーポレーテツド | 流量測定方法及びデイジダル流量計回路 |
| JPH109914A (ja) * | 1996-04-22 | 1998-01-16 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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