JP2000241220A - 超音波流速測定方法及び流速測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波の伝搬時間を測定する際に生じる遅れ
時間Ｄに影響されることなく、流速を正確に求めること
ができ、ひいては流体の流量を正確に求めることが可能
な超音波流速測定方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 流体の上流側の超音波振動子２から下流
側の超音波振動子３に送信された超音波の伝搬時間ｔ１
と、下流側の超音波振動子３から上流側の超音波振動子
２に送信された超音波の伝搬時間ｔ２とを測定する一
方、補助超音波振動子の一方の振動子から他方の振動子
に送信された補助超音波の伝搬時間ｔ３と、他方の振動
子から一方の振動子に送信された補助超音波の伝搬時間
ｔ４とを測定する。そして、前記伝搬時間ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔ４を式［１］に代入することによって、伝搬時
間測定時に生じる遅れ時間Ｄを解消しつつ流速を求める

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波を利用し
てガスその他の流体の流速を測定する超音波流速測定方
法及び流速測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスその他の流体の流量を求めるに際
し、まず流体の流速を連続的ないし定期的に測定し、こ
れに基いて流量を演算することが行われている。そし
て、このような流体の流速測定方法の一つとして、超音
波を利用した方法が知られている。

【０００３】かかる超音波流速測定方法の原理を、図３
に示される従来の装置により説明すると次のとおりであ
る。図３において、（１）は内部をガス等の流体が流れ
る超音波流速測定管である。この超音波流速測定管
（１）内には、流れ方向の上流側及び下流側に、所定距
離を隔てて超音波振動子（２）（３）が配置されてい
る。この超音波振動子（２）（３）は、パルス発生回路
（４）からの駆動パルスにより駆動されて振動し、超音
波を発生送信する一方、送信されてきた超音波を受信す
るもので、その超音波振動子（２）（３）が振動したと
きの受信波（Ｗ）が受信回路（５）から出力されるもの
となされている。

【０００４】また、受信回路（５）の出力側には比較回
路（１１）が設けられている。この比較回路（１１）
は、図２に示すように、受信回路（５）から出力された
受信波（Ｗ）と、基準電圧発生回路（１２）からの基準
電圧Ｅとを比較して、受信波（Ｗ）が基準電圧Ｅに達し
た時刻（Ｃ）を超音波の受信時刻とみなして、カウンタ
（８）に受信信号を送信する回路である。

【０００５】一方、前記パルス発生回路（５）の他方の
出力側にはクロック回路（７）及びカウンタ（８）が設
けられている。このカウンタ（８）は、図２に示すよう
に、超音波振動子（２）（３）より超音波が送信された
時刻（Ａ）から、比較回路（１１）よりカウンタ（８）
に受信信号が送信された時刻（Ｃ）までの間にクロック
回路（７）から出力されたクロック波（Ｐ）の波数をカ
ウントすることによって、超音波の伝搬時間ｔ１、ｔ２
を求める回路である。そして、カウンタ（８）の出力側
には演算回路（９）が設けられており、 該演算回路
（９）において、 カウンタ（８）から送信されたきた
伝搬時間ｔ１、ｔ２に基づいて流速ｖを求める。

【０００６】なお、（６）は各超音波振動子（２）
（３）とパルス発生回路（４）及び受信回路（５）の接
続を切替える切替回路であり、まずパルス発生回路
（４）と上流側の超音波振動子（２）、下流側の超音波
振動子（３）と受信回路（５）を接続して、上流側から
下流側への伝搬時間ｔ１を測定したのち、切替回路
（６）の作動によりパルス発生回路（４）と下流側の超
音波振動子（３）、上流側の超音波振動子（２）と受信
回路（５）が接続されるように切替えて、下流側から上
流側への伝搬時間ｔ２を測定するものとなされている。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら、比較回路（１
１）からカウンタ（８）に受信信号が送信される時刻
は、上述のように受信波（Ｗ）が基準電圧Ｅに到達した
時刻（Ｃ）であって、実際に超音波が超音波振動子
（２）（３）に受信された時刻（Ｂ）ではない。つま
り、測定上の受信時刻（Ｃ）は、実際の受信時刻（Ｂ）
より一定時間Ｄだけ遅れたものであるため、カウンタ
（８）で測定された伝搬時間ｔ１、ｔ２もそれぞれ実際
の伝搬時間より遅れ時間Ｄだけ大きい値となり、流速ｖ
を正確に求めることができないという問題があった。

【０００８】この発明は、上述のような技術背景に鑑み
たなされたもので、超音波の伝搬時間を測定する際に生
じる遅れ時間Ｄに影響されることなく、流速を正確に求
めることができ、ひいては流体の流量を正確に求めるこ
とが可能な超音波流速測定方法を提供することを課題と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、超音波流速
測定管を流れる計測流体の流れに沿って、一対の超音波
振動子が所定距離Ｌ ₁を隔てて対向する態様で配置さ
れ、前記各超音波振動子から相互に超音波を発生送信す
るとともに、送信された超音波を相互に受信し、前記各
超音波の伝搬時間ｔ１、ｔ２を測定すると共に、前記超
音波振動子の対向距離Ｌ ₁と異なる距離Ｌ ₂を隔てて対
向する態様で配置された一対の超音波振動子から相互に
超音波を発生送信するとともに、送信された超音波を相
互に受信し、前記各超音波の伝搬時間ｔ３、ｔ４を測定
し、前記各伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を下式
［１］に代入することによって流速を求めることを特徴
とする超音波流速測定方法によって解決される。

【００１０】 ｖ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）² ／Ｌ ₁ ×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ・・・［１］ すなわち、この超音波流速測定方法は、流体の上流側の
超音波振動子から下流側の超音波振動子に送信された超
音波の伝搬時間ｔ１と、下流側の超音波振動子から上流
側の超音波振動子に送信された超音波の伝搬時間ｔ２と
を測定する一方、前記超音波振動子の対向距離と異なる
対向距離に配置された超音波振動子の一方の振動子から
他方の振動子に送信された超音波の伝搬時間ｔ３と、他
方の振動子から一方の振動子に送信された超音波の伝搬
時間ｔ４とを測定する。そして、前記伝搬時間ｔ１、ｔ
２、ｔ３、ｔ４を上式［１］に代入することによって、
流速を求めるものである。

【００１１】この方法によれば、超音波の伝搬時間を測
定する際に生じる遅れ時間Ｄは、上式［１］における減
算によって消去されるため、前記遅れ時間Ｄに影響され
ることなく流速を正確に求めることができる。

【００１２】なお、伝搬時間ｔ３、ｔ４を求める一対の
超音波振動子は、伝搬時間ｔ１、ｔ２を求める超音波振
動子とは別個に設けられたものであってもよいし、ま
た、伝搬時間ｔ１、ｔ２を求める超音波振動子をそのま
ま用いて、対向距離を変化させたものであってもよい。

【００１３】また、この超音波流速測定方法を実施する
超音波流速測定装置は、超音波流速測定管を流れる計測
流体の流れに沿って、所定距離を隔てて対向する態様で
配置され、前記各超音波振動子から相互に超音波を発生
送信するとともに、送信された超音波を相互に受信し、
前記各超音波の伝搬時間ｔ１、ｔ２を測定する一対の超
音波振動子と、前記超音波流速測定管内に前記超音波振
動子の対向距離と異なる距離を隔てて対向する態様で配
置され、相互に超音波を発生送信するとともに、送信さ
れた超音波を相互に受信し、前記各超音波の伝搬時間ｔ
３、ｔ４を測定する一対の補助超音波振動子とを備えた
ものが望ましい。

【００１４】この装置によれば、補助超音波振動子が前
記超音波振動子と別個に配置されているので、補助超音
波振動子の対向距離をあらかじめ設定しておけば、伝搬
時間ｔ１、ｔ２の測定とは別に、伝搬時間ｔ３、ｔ４を
迅速かつ確実に測定することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明を実施するため
の超音波流速測定装置を示すものである。

【００１６】図１において、（１）は内部をガス等の流
体が流れる超音波流速測定管で、流体の流れ方向に沿っ
て本測定部（１ａ）、流体の流れ方向と垂直に補助測定
部（１ｂ）がそれぞれ設けられている。

【００１７】前記本測定部（１ａ）には、流れ方向の流
れに沿って、一対の音波振動子（２）（３）が所定距離
Ｌ（Ｌ ₁）を隔てて対向する態様で配置される一方、前
記補助 測定部（１ｂ）には、流れ方向と垂直な方向に
沿って、補助超音波振動子（１２）（１３）が所定距離
Ｌ／２（Ｌ ₂）を隔てて対向する態様で配置されてい
る。こ の超音波振動子（２）（３）又は補助超音波振
動子（１２）（１３）は、パルス発生回路（４）からの
駆動パルスにより駆動されて振動し、超音波又は補助超
音波を発生送信する一方、送信されてきた超音波又は補
助超音波を受信するもので、その超音波振動子（２）
（３）又は補助超音波振動子（１２）（１３）が振動し
たときの受信波（Ｗ）が受信回路（５）から出力される
ものとなされている。

【００１８】また、受信回路（５）の出力側には比較回
路（１１）が設けられている。この比較回路（１１）
は、図２に示すように、受信回路（５）から出力された
受信波（Ｗ）と、基準電圧発生回路（１２）からの基準
電圧Ｅとを比較して、受信波（Ｗ）が基準電圧Ｅに達し
た時刻（Ｃ）を超音波の受信時刻とみなして、カウンタ
（８）に受信信号を送信する回路である。なお、この受
信時刻（Ｃ）は、実際に超音波又は補助超音波が超音波
振動子（２）（３）又は補助超音波振動子（１２）（１
３）に受信された時刻（Ｂ）よりも一定時間Ｄだけ遅れ
た時刻である。

【００１９】一方、前記パルス発生回路（４）の出力側
にはクロック回路（７）及びカウンタ（８）が設けられ
ている。このクロック回路（７）は、図２に示すよう
に、超音波振動子（２）（３）又は補助超音波振動子
（１２）（１３）から超音波又は補助超音波が送信され
る時刻（Ａ）と同期して、一定周期のクロック波（Ｐ）
を出力するものである。

【００２０】また、前記カウンタ（８）は、図２に示す
ように、超音波振動子（２）（３）又は補助超音波振動
子（１２）（１３）より超音波又は補助超音波が送信さ
れた時刻（Ａ）から、比較回路（１１）よりカウンタ
（８）に受信信号が送信された時刻（Ｃ）までの間にク
ロック回路（７）から出力されたクロック波（Ｐ）の波
数をカウントすることによって、伝搬時間ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔ４を求め、後述の演算回路（１０）に送信する
回路である。このとき、上述のように比較回路（１１）
より超音波又は補助超音波が送信された時刻（Ｃ）は、
実際に超音波又は補助超音波が超音波振動子（２）
（３）又は補助超音波振動子（１２）（１３）に受信さ
れた時刻（Ｂ）よりも一定時間Ｄだけ遅れた時刻でるた
め、前記各伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４も、実際の
伝搬時間より一定時間Ｄだけ大きいものとなる。なお、
この実施形態では、伝搬時間ｔ１、ｔ２を求める方法と
して、クロック回路（８）から出力されたクロック波
（Ｗ）をカウンタ（９）でカウントする方法を採用した
が、その他の方法であってもよい。

【００２１】なお、（６）は、超音波振動子（２）
（３）又は補助超音波振動子（１２）（１３）と、パル
ス発生回路（４）及び受信回路（５）の接続を切替える
切替回路であり、まずパルス発生回路（４）と本測定部
（１ａ）の上流側の超音波振動子（２）、下流側の超音
波振動子（３）と受信回路（５）を接続して、本測定部
（１ａ）の上流側から下流側への伝搬時間ｔ１を測定し
たのち、切替回路（６）の作動によりパルス発生回路
（４）と下流側の超音波振動子（３）、上流側の超音波
振動子（２）と受信回路（５）が接続されるように切替
えて、本測定部（１ａ）の下流側から上流側への伝搬時
間ｔ２を測定する。そして、パルス発生回路（４）と補
助測定部（１ｂ）の上側の補助超音波振動子（１２）、
下側の補助超音波振動子（１３）と受信回路（５）を接
続して、補助測定部（１ｂ）の上側から下側への伝搬時
間ｔ３を測定したのち、該切替回路（６）の作動により
パルス発生回路（４）と下側の補助超音波振動子（１
３）、上側の補助超音波振動子（１２）と受信回路
（５）が接続されるように切替えて、補助測定部（１
ｂ）の下側から上側への伝搬時間ｔ４を測定する。この
ように、補助超音波振動子（１２）（１３）を超音波振
動子（２）（３）と別個に配置すると、切替回路（６）
の作動だけで超音波振動子（２）（３）と補助超音波振
動子（１２）（１３）が切り替わるので、補助測定部
（１ｂ）における伝搬時間ｔ３、ｔ４を迅速かつ確実に
測定することができる。

【００２２】さらに、この実施形態では、前記カウンタ
（８）の出力側に演算回路（１０）が設けられている。
この演算回路（１０）は、前記カウンタ（８）によって
測定された伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４に基づいて
流体の流速を測定する回路で、具体的には伝搬時間ｔ
１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を下式［１］に代入することによ
って流速ｖを求める。なお、超音波振動子（２）（３）
間の距離Ｌ（Ｌ１）及び補助超音波振動子（１２）（１
３）間の距離Ｌ／２（Ｌ２）は、あらかじめ設定された
既知値である。

【００２３】 ｖ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）² ／Ｌ ₁ ×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ＝Ｌ／２×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ・・・ ［１］ Ｌ ₁：超音波振動子間の距離Ｌ Ｌ ₂：補助超音波振動子間の距離Ｌ／２ このように、上式［１］によって流体の流速ｖが求まる
は、以下の理由による。

【００２４】本測定部（１ａ）の上流側の超音波振動子
（２）から流れに対して順方向に送信された超音波が下
流側の超音波振動子（３）で受信されるまでの伝搬時間
ｔ１、下流側の超音波振動子（３）から流れに対して逆
方向に送信された超音波が上流側の超音波振動子（２）
で受信されるまでの伝搬時間ｔ２はそれぞれ、 ｔ１＝Ｌ ₁／（ｃ＋ｖ）＋Ｄ・・・［２］ ｔ２＝Ｌ ₁／（ｃ−ｖ）＋Ｄ・・・［３］ Ｌ ₁：超音波振動子（２）（３）間の距離 ｃ：超音波の速度 ｖ：本測定部（１ａ）における流体の流速 Ｄ：受信波の遅れ時間 と表されるので、上式［２］［３］から、 ｔ２−ｔ１＝（Ｌ ₁／（ｃ−ｖ）＋Ｄ）−（Ｌ ₁／（ｃ＋ｖ）＋Ｄ） ＝Ｌ ₁／（ｃ−ｖ）−Ｌ ₁／（ｃ＋ｖ） ＝２Ｌ ₁ｖ／（ｃ² −ｖ² ） ＝２Ｌ ₁ｖ／ｃ² ｛１−（ｖ／ｃ）² ｝・・・［４］ となるが、一般に（ｖ／ｃ）² 〓０であるので、上式
［４］は下式［５］のように近似することができる。 ｔ２−ｔ１＝２Ｌ ₁ｖ／ｃ² ・・・［５］ 一方、補助測定部（１ｂ）の上側の補助超音波振動子
（１２）から送信された補助超音波が下側の補助超音波
振動子（１３）で受信されるまでの伝搬時間ｔ１、下側
の補助超音波振動子（１３）から送信された補助超音波
が上側の補助超音波振動子（１２）で受信されるまでの
伝搬時間ｔ２はそれぞれ、 ｔ３＝Ｌ ₂／（ｃ＋ｖ _E）＋Ｄ・・・［６］ ｔ４＝Ｌ ₂／（ｃ−ｖ _E）＋Ｄ・・・［７］ Ｌ ₂：超音波振動子（１２）（１３）間の距離 ｃ：超音波の速度 ｖ _E：補助測定部（１ｂ）における流体の流速 Ｄ：受信波の遅れ時間 と表されるので、上式［２］［３］［６］［７］から、 （ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４） ＝｛Ｌ ₁／（ｃ−ｖ）＋Ｄ＋Ｌ ₁／（ｃ＋ｖ）＋Ｄ｝ −｛Ｌ ₂／（ｃ＋ｖ _E）＋Ｄ＋Ｌ ₂／（ｃ−ｖ _E）＋Ｄ｝ ＝｛Ｌ ₁／（ｃ−ｖ）＋Ｌ ₁／（ｃ＋ｖ）｝ −｛Ｌ ₂／（ｃ＋ｖ _E）＋Ｌ ₂／（ｃ−ｖ _E）｝ ＝２Ｌ ₁ｃ／（ｃ² −ｖ² ）−２Ｌ ₂ｃ／（ｃ² −ｖ _E ² ） ＝２Ｌ ₁／ｃ｛１−（ｖ／ｃ）² ｝−２Ｌ ₂／ｃ｛１−（ｖ _E／ｃ）² ｝ ・・・［８］ となるが、一般に（ｖ／ｃ）² 〓０、（ｖ _E／ｃ）² 〓
０であるので、上式［８］ は下式［９］のように近似
することができる。

【００２５】 （ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）＝２Ｌ ₁／ｃ−２Ｌ ₂／ｃ ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）／ｃ・・・［９］ そして、上式［５］［９］からｃを消去すると、 ｖ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）² ／Ｌ ₁ ×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ＝Ｌ／２×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ・・・ ［１］ と、遅れ時間Ｄが含まれない流速の導出式［１］が導か
れる。なお、この実施形態では、超音波振動子間の距離
Ｌ１をＬ、補助超音波振動子間の距離Ｌ２をＬ／２にそ
れぞれ設定したが、これらの距離に限られず、Ｌ１≠Ｌ
２の条件を満たしていれば、その他の距離に設定しても
よい。

【００２６】次に、図１に示した装置を用いた超音波流
速測定方法を説明する。

【００２７】まず、伝搬時間ｔ１を求めるべく、パルス
発生回路（４）と本測定部（１ａ）の上流側の超音波振
動子（２）、下流側の超音波振動子（３）と受信回路
（５）を接続し、パルス発生回路（４）から駆動パルス
を駆動し上流側の超音波振動子（２）から超音波を送信
する。また、上流側の超音波振動子（２）から超音波を
発信すると同時に、クロック回路（７）からクロック波
（Ｐ）を出力する。

【００２８】その後、送信された超音波が下流側の超音
波振動子（３）に受信されると、受信回路（５）は受信
波（Ｗ）を出力し、比較回路（１１）は該受信波（Ｗ）
が基準電圧Ｅに到達した時刻（Ｃ）を超音波の受信時刻
とみなして、カウンタ（８）に受信信号を送信する。

【００２９】そして、受信信号を受信したカウンタ
（８）は、上流側の超音波振動子（２）より超音波が送
信された時刻（Ａ）から、比較回路（１１）よりカウン
タ（８）に受信信号が送信された時刻（Ｃ）までの間の
クロック回路（７）から出力されたクロック波（Ｐ）を
カウントすることによって、本測定部（１ａ）の上流側
から下流側への超音波の伝搬時間ｔ１を求め、該伝搬時
間ｔ１を演算回路（１０）に送信する。

【００３０】また、伝搬時間ｔ２を求めるべく、切替回
路（６）の作動によって、パルス発生回路（４）と下流
側の超音波振動子（２）、上流側の超音波振動子（３）
と受信回路（５）が接続されるように切り替えて、上述
の伝搬時間ｔ１と同様にして、本測定部（１ａ）の下流
側から上流側への伝搬時間ｔ２を求め、該伝搬時間ｔ２
を演算回路（１０）に送信する。

【００３１】次に、伝搬時間ｔ３を求めるべく、切替回
路（６）の作動によって、パルス発生回路（４）と補助
測定部（１ｂ）の上側の補助超音波振動子（１２）、下
側の補助超音波振動子（１３）と受信回路（５）とが接
続されるように切り替えて、上述の伝搬時間ｔ１と同様
にして、補助測定部（１ｂ）の上側から下側への伝搬時
間ｔ３を求め、該伝搬時間ｔ３を演算回路（１０）に送
信する。

【００３２】また、伝搬時間ｔ４を求めるべく、切替回
路（６）の作動によって、パルス発生回路（４）と下側
の超音波振動子（１２）、上側の超音波振動子（１３）
と受信回路（５）が接続されるように切り替えて、上述
の伝搬時間ｔ３と同様にして、補助測定部（１ｂ）の下
側から上側への伝搬時間ｔ４を求め、該伝搬時間ｔ４を
演算回路（１０）に送信する。

【００３３】こうして、演算回路（１０）には本測定部
（１ａ）及び補助測定部（１ｂ）における超音波の各伝
搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４がそれぞれ送信されてく
るので、該演算回路（１０）において、各伝搬時間ｔ
１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を上式［１］に代入することによ
って、流体の流速ｖを求める。

【００３４】以上のように、本測定部（１ａ）及び補助
測定部（１ｂ）における各伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、
ｔ４を測定する際に生じる遅れ時間Ｄは、それぞれ上式
［１］における減算によって消去されるため、前記遅れ
時間Ｄに影響されることなく流速を正確に求めることが
できる。

【００３５】なお、この実施形態では、一対の補助超音
波振動子（１２）（１３）を流体の流れと垂直な方向に
沿って配置するものとしたが、この配置に限られず、例
えば、流体の流れに沿って配置するものであってもよ
い。要は、一対の補助超音波振動子（１２）（１３）
を、超音波流速測定管（１）内においてＬ１≠Ｌ２を満
たす距離を隔てて対向する態様で配置するものであれば
よい。

【００３６】ところで、上式［９］を変形すると、 ｃ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝・・・［１０］ となり、また、流速ｃは流体温度Ｔを用いて表すと、 ｃ＝ａ＋ｂＴ・・・［１１］ となるから、上式［１０］［１１］から下式［１２］が
導出される。

【００３７】 ２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝＝ａ＋ｂＴ ・・・［１２］ つまり、上式［１２］に各伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、
ｔ４を代入することによって、伝搬時間測定時の流体温
度Ｔを求めることができる。なお、上式［１２］におけ
る係数ａ、ｂは流体の種類に応じて定められるもので、
例えば、流体がメタンガスの場合は、ａ＝４２８．６、
ｂ＝０．８８である。

【００３８】

【発明の効果】この発明に係る超音波流速測定方法によ
れば、超音波の伝搬時間を測定する際に生じる遅れ時間
が上式［１］における減算によって消去されため、前記
遅れ時間に影響されることなく流速を正確に求めること
ができ、ひいては流体の流量を正確に求めることが可能
となる。

【００３９】請求項２の発明に係る超音波流速測定装置
によれば、補助超音波振動子が前記超音波振動子と別個
に配置されているので、補助超音波振動子の対向距離を
あらかじめ設定しておけば、伝搬時間ｔ１、ｔ２の測定
とは別に、伝搬時間ｔ３、ｔ４を迅速かつ確実に測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するための超音波流速測定装置
を示すブロック図である。

【図２】受信波（Ｗ）とクロック波（Ｐ）の相対関係を
示す図である。

【図３】従来の超音波流速測定方法を実施するための超
音波流速測定装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１・・・超音波流速測定管 １ａ・・・本測定部 １ｂ・・・補助測定部 ２、３・・・超音波振動子 １２、１３・・・補助超音波振動子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波流速測定管を流れる計測流体の流
   れに沿って、一対の超音波振動子が所定距離Ｌ ₁を隔て
   て対向する態様で配置され、前記各超音波振動子から相
   互に超音波を発生送信するとともに、送信された超音波
   を相互に受信し、前記各超音波の伝搬時間ｔ１、ｔ２を
   測定すると共に、 前記超音波振動子の対向距離Ｌ ₁と異なる距離Ｌ ₂を隔
   てて対向する態様で配置された一対の超音波振動子から
   相互に超音波を発生送信するとともに、送信された超音
   波を相互に受信し、前記各超音波の伝搬時間ｔ３、ｔ４
   を測定し、 前記各伝搬時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を下式［１］に
   代入することによって流速を求めることを特徴とする超
   音波流速測定方法。 ｖ＝２（Ｌ ₁−Ｌ ₂）² ／Ｌ ₁ ×（ｔ１−ｔ２）／｛（ｔ１＋ｔ２）−（ｔ３＋ｔ４）｝² ・・・［１］
2. 【請求項２】 超音波流速測定管を流れる計測流体の流
   れに沿って、所定距離Ｌ ₁を隔てて対向する態様で配置
   され、前記各超音波振動子から相互に超音波を発生送信
   するとともに、送信された超音波を相互に受信し、前記
   各超音波の伝搬時間ｔ１、ｔ２を測定する一対の超音波
   振動子と、 前記超音波流速測定管内に前記超音波振動子の対向距離
   Ｌ ₁と異なる距離Ｌ ₂を隔てて対向する態様で配置さ
   れ、相互に超音波を発生送信するとともに、送信された
   超音波を相互に受信し、前記各超音波の伝搬時間ｔ３、
   ｔ４を測定する一対の補助超音波振動子とを備えたこと
   を特徴とする超音波流速測定装置。