JP2000249581A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測線範囲外の流体の流れを制御し、必要に応じ
ては測線範囲外に作為的に渦流を発生させることによ
り、超音波信号による測線範囲内に渦流が発生しない超
音波流量計を提供する。 【解決手段】管路１内の流体中に送信側と受信側を対向
してなる１対の超音波センサ2A,2B を配置する超音波流
量計において、この超音波センサ2A,2B は、超音波素子
21と音響整合層22とからなる超音波振動子4A,4B の側面
部分に流体の流れ1aによる渦1bを制御する渦制御板３を
備えて構成する。
ては測線範囲外に作為的に渦流を発生させることによ
り、超音波信号による測線範囲内に渦流が発生しない超
音波流量計を提供する。 【解決手段】管路１内の流体中に送信側と受信側を対向
してなる１対の超音波センサ2A,2B を配置する超音波流
量計において、この超音波センサ2A,2B は、超音波素子
21と音響整合層22とからなる超音波振動子4A,4B の側面
部分に流体の流れ1aによる渦1bを制御する渦制御板３を
備えて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波方式による気
体の流量を測定する超音波流量計に関わり、特に、この
超音波流量計を用いたガスメータに関する。
体の流量を測定する超音波流量計に関わり、特に、この
超音波流量計を用いたガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４において、従来技術による超音波流
量計は、配管１の管路内の流体中に超音波素子21と音響
整合層22とからなる超音波振動子4A,4B の送信側と受信
側と（共に、斜線でハッチングされた音響整合層22側）
を対向して予め定められた間隔を置いて配置される１対
の超音波センサ(4A,4B) を備えて構成される。
量計は、配管１の管路内の流体中に超音波素子21と音響
整合層22とからなる超音波振動子4A,4B の送信側と受信
側と（共に、斜線でハッチングされた音響整合層22側）
を対向して予め定められた間隔を置いて配置される１対
の超音波センサ(4A,4B) を備えて構成される。
【０００３】かかる構成において、超音波流量計は、一
方の超音波センサ（例えば4A）の超音波素子21を励振し
音響整合層22を介してガス流体との音響インピーダンス
の整合をとって超音波振動子(4A)から超音波信号2bを送
信し、他方の超音波センサ（4B）の音響整合層22を介し
て超音波素子21でこの送信された超音波信号2bを受信す
る。そして、この超音波信号2bの送受信を交互に切り換
えて、超音波信号2bが上流側への伝搬時間と下流側への
伝搬時間との伝搬時間差ΔT を測定することにより、管
路内の流体の流速を測定することができる。
方の超音波センサ（例えば4A）の超音波素子21を励振し
音響整合層22を介してガス流体との音響インピーダンス
の整合をとって超音波振動子(4A)から超音波信号2bを送
信し、他方の超音波センサ（4B）の音響整合層22を介し
て超音波素子21でこの送信された超音波信号2bを受信す
る。そして、この超音波信号2bの送受信を交互に切り換
えて、超音波信号2bが上流側への伝搬時間と下流側への
伝搬時間との伝搬時間差ΔT を測定することにより、管
路内の流体の流速を測定することができる。
【０００４】しかし、管路内の流体の流れ1aが高流量で
流速が速いとき、流体中に超音波センサ4A,4B が存在す
ることにより、流体の流れに影響（乱流）を与え、例え
ば、測線範囲2a内に渦流1bが発生する。この渦流1bが経
時的に測線範囲2a内を移動することにより、超音波信号
2bの反射、屈折現象の発生場所が移動し、この結果、超
音波信号2bの受信振幅が変動し、伝搬時間差ΔT の測定
に影響が生じ、流量測定誤差を生じることがある。
流速が速いとき、流体中に超音波センサ4A,4B が存在す
ることにより、流体の流れに影響（乱流）を与え、例え
ば、測線範囲2a内に渦流1bが発生する。この渦流1bが経
時的に測線範囲2a内を移動することにより、超音波信号
2bの反射、屈折現象の発生場所が移動し、この結果、超
音波信号2bの受信振幅が変動し、伝搬時間差ΔT の測定
に影響が生じ、流量測定誤差を生じることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この様に、従来技術に
よる超音波流量計では、測線範囲内に渦流が発生し、こ
の結果、超音波信号の受信振幅が変動し、伝搬時間差の
測定に影響が生じ、流量測定誤差を生じる問題がある。
本発明は上記の点にかんがみてなされたものであり、そ
の目的は前記した課題を解決して、測線範囲外の流体の
流れを制御し、必要に応じては測線範囲外に作為的に渦
流を発生させることにより、超音波信号による測線範囲
内に渦流が発生しない超音波流量計を提供することにあ
る。
よる超音波流量計では、測線範囲内に渦流が発生し、こ
の結果、超音波信号の受信振幅が変動し、伝搬時間差の
測定に影響が生じ、流量測定誤差を生じる問題がある。
本発明は上記の点にかんがみてなされたものであり、そ
の目的は前記した課題を解決して、測線範囲外の流体の
流れを制御し、必要に応じては測線範囲外に作為的に渦
流を発生させることにより、超音波信号による測線範囲
内に渦流が発生しない超音波流量計を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、管路内の流体中に送信側と受信側を対向してなる１
対の超音波センサを配置する超音波流量計において、こ
の超音波センサは、超音波素子と音響整合層とからなる
超音波振動子の側面部分に流体の流れによる渦を制御す
る渦制御板を配置するものとする。
ば、管路内の流体中に送信側と受信側を対向してなる１
対の超音波センサを配置する超音波流量計において、こ
の超音波センサは、超音波素子と音響整合層とからなる
超音波振動子の側面部分に流体の流れによる渦を制御す
る渦制御板を配置するものとする。
【０００７】かかる構成により、渦制御板により、配管
内の超音波信号による測線範囲外の流体の流れを制御す
ることにより、必要に応じては、測線範囲外に作為的に
渦流を発生させることにより、超音波信号による測線範
囲内から渦流を遠ざける様にすることにより、測線範囲
内に渦流が発生しない様にすることができる。また、渦
制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有す
る同心円盤形状であり、この円盤の外径は配管の内径よ
りも小さくし、この円盤の孔部と超音波振動子とを配設
して構成することができる。
内の超音波信号による測線範囲外の流体の流れを制御す
ることにより、必要に応じては、測線範囲外に作為的に
渦流を発生させることにより、超音波信号による測線範
囲内から渦流を遠ざける様にすることにより、測線範囲
内に渦流が発生しない様にすることができる。また、渦
制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有す
る同心円盤形状であり、この円盤の外径は配管の内径よ
りも小さくし、この円盤の孔部と超音波振動子とを配設
して構成することができる。
【０００８】また、渦制御板は、中心部に超音波振動子
を貫通する孔部を有する円錐台形状であり、この円錐台
の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、この開口
部を超音波素子側に向けて配置し、円錐台の孔部と超音
波振動子とを配設して構成することができる。また、渦
制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有す
る円錐台形状であり、この円錐台の開口部の外径は配管
の内径よりも小さくし、この開口部を超音波が放出され
る方向に向けて配置し、円錐台の孔部と超音波振動子と
を配設して構成することができる。
を貫通する孔部を有する円錐台形状であり、この円錐台
の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、この開口
部を超音波素子側に向けて配置し、円錐台の孔部と超音
波振動子とを配設して構成することができる。また、渦
制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有す
る円錐台形状であり、この円錐台の開口部の外径は配管
の内径よりも小さくし、この開口部を超音波が放出され
る方向に向けて配置し、円錐台の孔部と超音波振動子と
を配設して構成することができる。
【０００９】また、渦制御板は、中心部に超音波振動子
を貫通する孔部を有するパラボラ形状であり、このパラ
ボラ形状の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、
この開口部を超音波素子側に向けて配置し、パラボラ形
状の孔部と超音波振動子とを配設して構成することがで
きる。また、渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通
する孔部を有するパラボラ形状であり、このパラボラ形
状の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、この開
口部を超音波が放出される方向に向けて配置し、パラボ
ラ形状の孔部と超音波振動子とを配設して構成すること
ができる。
を貫通する孔部を有するパラボラ形状であり、このパラ
ボラ形状の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、
この開口部を超音波素子側に向けて配置し、パラボラ形
状の孔部と超音波振動子とを配設して構成することがで
きる。また、渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通
する孔部を有するパラボラ形状であり、このパラボラ形
状の開口部の外径は配管の内径よりも小さくし、この開
口部を超音波が放出される方向に向けて配置し、パラボ
ラ形状の孔部と超音波振動子とを配設して構成すること
ができる。
【００１０】かかる構成により、渦制御板により、配管
内の超音波信号による測線範囲外の流体の流れを制御す
ることにより、測線範囲内から渦流を遠ざける様にする
ことにより、測線範囲内に渦流が発生しない様にするこ
とができる。また、渦制御板の材質は、金属あるいは樹
脂で板状の素材から構成することができる。
内の超音波信号による測線範囲外の流体の流れを制御す
ることにより、測線範囲内から渦流を遠ざける様にする
ことにより、測線範囲内に渦流が発生しない様にするこ
とができる。また、渦制御板の材質は、金属あるいは樹
脂で板状の素材から構成することができる。
【００１１】また、渦制御板は、網目状の素材、あるい
は、板状の素材に複数の微細小孔をを形成した素材から
構成することができる。特に、渦制御板を網目状の素材
から構成することにより、渦制御板の網目部分あるいは
複数の微細小孔部における流体抵抗を制御することによ
り、配管内の流体の流れを制御して、測線範囲内に渦流
が発生しない様にすることができる。
は、板状の素材に複数の微細小孔をを形成した素材から
構成することができる。特に、渦制御板を網目状の素材
から構成することにより、渦制御板の網目部分あるいは
複数の微細小孔部における流体抵抗を制御することによ
り、配管内の流体の流れを制御して、測線範囲内に渦流
が発生しない様にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例による超
音波流量計の気体流通経路と超音波伝搬経路の要部構成
図、図２は上流側に配置される超音波センサの要部構成
図、図３は下流側に配置される超音波センサの要部構成
図であり、図４に対応する同一部材には同じ符号が付し
てある。
音波流量計の気体流通経路と超音波伝搬経路の要部構成
図、図２は上流側に配置される超音波センサの要部構成
図、図３は下流側に配置される超音波センサの要部構成
図であり、図４に対応する同一部材には同じ符号が付し
てある。
【００１３】図１において、本発明による超音波流量計
は、配管１の管路内の流体中に超音波素子21と音響整合
層22とからなる超音波振動子(4A,4B) の送信側と受信側
と（共に、斜線でハッチングで図示された音響整合層22
側）を対向して予め定められた間隔を置いて配置される
１対の超音波センサ2A,2B を備えて構成される。この超
音波センサ２(2A,2B) は、超音波素子21と音響整合層22
とからなる超音波振動子(4A,4B) の側面部分に流体の流
れ1aによる渦1bを制御する渦制御板３ (31〜35) を配置
して構成される。
は、配管１の管路内の流体中に超音波素子21と音響整合
層22とからなる超音波振動子(4A,4B) の送信側と受信側
と（共に、斜線でハッチングで図示された音響整合層22
側）を対向して予め定められた間隔を置いて配置される
１対の超音波センサ2A,2B を備えて構成される。この超
音波センサ２(2A,2B) は、超音波素子21と音響整合層22
とからなる超音波振動子(4A,4B) の側面部分に流体の流
れ1aによる渦1bを制御する渦制御板３ (31〜35) を配置
して構成される。
【００１４】かかる構成により、超音波流量計は、一方
の超音波センサ（例えば2A）の超音波素子21を励振し音
響整合層22を介してガス流体との音響インピーダンスの
整合をとって超音波振動子(2A)から超音波信号2bを送信
し、他方の超音波センサ（2B）の音響整合層22を介して
超音波素子21でこの送信された超音波信号2bを受信す
る。そして、この超音波信号2bの送受信を交互に切り換
えて、超音波信号2bが上流側への伝搬時間と下流側への
伝搬時間との伝搬時間差ΔT を測定することにより、管
路内の流体の流速を測定することができる。
の超音波センサ（例えば2A）の超音波素子21を励振し音
響整合層22を介してガス流体との音響インピーダンスの
整合をとって超音波振動子(2A)から超音波信号2bを送信
し、他方の超音波センサ（2B）の音響整合層22を介して
超音波素子21でこの送信された超音波信号2bを受信す
る。そして、この超音波信号2bの送受信を交互に切り換
えて、超音波信号2bが上流側への伝搬時間と下流側への
伝搬時間との伝搬時間差ΔT を測定することにより、管
路内の流体の流速を測定することができる。
【００１５】一般的には従来技術で述べた様に、管路内
の流体の流れ1aが高流量で流速が速いとき、流体中に存
在する超音波振動子(4A,4B) は流体の流れ1aに影響し、
乱流1bを発生する要因となる。例えば、この乱流1bが測
線範囲2a内に発生し、経時的に測線範囲2a内を移動する
ことにより、超音波信号2bの反射、屈折現象の発生場所
が移動し、この結果、超音波信号2bの受信振幅が変動
し、伝搬時間差ΔT の測定に影響が生じ、流量測定誤差
を生じることがある。
の流体の流れ1aが高流量で流速が速いとき、流体中に存
在する超音波振動子(4A,4B) は流体の流れ1aに影響し、
乱流1bを発生する要因となる。例えば、この乱流1bが測
線範囲2a内に発生し、経時的に測線範囲2a内を移動する
ことにより、超音波信号2bの反射、屈折現象の発生場所
が移動し、この結果、超音波信号2bの受信振幅が変動
し、伝搬時間差ΔT の測定に影響が生じ、流量測定誤差
を生じることがある。
【００１６】このため本発明においては、超音波センサ
2A,2B は、超音波振動子(4A,4B) の側面に渦制御板３を
配置構成し、配管１内の超音波信号2bによる測線範囲2a
外の流体の流れ1aを制御することにより、あるいはまた
必要に応じて、測線範囲2a外に作為的に渦流1bを発生さ
せることにより、超音波信号2bによる測線範囲2a内から
渦流1bを遠ざける様にすることにより、測線範囲2a内に
渦流1bが発生しない様にすることができる。
2A,2B は、超音波振動子(4A,4B) の側面に渦制御板３を
配置構成し、配管１内の超音波信号2bによる測線範囲2a
外の流体の流れ1aを制御することにより、あるいはまた
必要に応じて、測線範囲2a外に作為的に渦流1bを発生さ
せることにより、超音波信号2bによる測線範囲2a内から
渦流1bを遠ざける様にすることにより、測線範囲2a内に
渦流1bが発生しない様にすることができる。
【００１７】また、渦制御板３の材質は、金属あるいは
樹脂で板状の素材から構成する、あるいはまた、網目状
の素材から構成することができる。かかる構成により、
特に、渦制御板３を網目状の素材から構成することによ
り、渦制御板３の網目部分からも流体の流れを形成し、
この網目部分の流体抵抗を制御することにより、配管１
内の流体の流れ1aの分布を制御することができるので、
測線範囲2a内に渦流1bを発生させない様にすることがで
きる。
樹脂で板状の素材から構成する、あるいはまた、網目状
の素材から構成することができる。かかる構成により、
特に、渦制御板３を網目状の素材から構成することによ
り、渦制御板３の網目部分からも流体の流れを形成し、
この網目部分の流体抵抗を制御することにより、配管１
内の流体の流れ1aの分布を制御することができるので、
測線範囲2a内に渦流1bを発生させない様にすることがで
きる。
【００１８】
【実施例】図２および図３により本発明の超音波センサ
の渦制御板３の構成を説明する。図２は、流体の流れ1a
が紙面の左から右への流れであり、図示例では超音波セ
ンサ2Aが上流側に配置された場合を示す。 （実施例１）図２の(A) において、渦制御板31は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する同心円盤形状であり、この円盤の外径R1は配管１
の内径よりも小さくし、この円盤31の孔部3aと超音波振
動子とを配設して超音波センサ2Aを構成する。 （実施例２）図２の(B) において、渦制御板32は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する円錐台形状であり、この円錐台の開口部3bの外径
R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部3bを超音
波素子21側に向けて配置し、円錐台の孔部3aと超音波振
動子とを配設して超音波センサ2Aを構成する。 （実施例３）図２の(C) において、渦制御板33は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する円錐台形状であり、この円錐台の開口部3bの外径
R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部3bを超音
波信号2bが放出される方向に向けて配置し、円錐台の孔
部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ2Aを構成
する。 （実施例４）図２の(D) において、渦制御板34は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部
3bの外径R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部
3bを超音波素子21側に向けて配置し、パラボラ形状の孔
部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ2Aを構成
する。 （実施例５）図２の(E) において、渦制御板35は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部
3bの外径R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部
3bを超音波が放出される方向に向けて配置し、パラボラ
形状の孔部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ
2Aを構成する。
の渦制御板３の構成を説明する。図２は、流体の流れ1a
が紙面の左から右への流れであり、図示例では超音波セ
ンサ2Aが上流側に配置された場合を示す。 （実施例１）図２の(A) において、渦制御板31は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する同心円盤形状であり、この円盤の外径R1は配管１
の内径よりも小さくし、この円盤31の孔部3aと超音波振
動子とを配設して超音波センサ2Aを構成する。 （実施例２）図２の(B) において、渦制御板32は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する円錐台形状であり、この円錐台の開口部3bの外径
R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部3bを超音
波素子21側に向けて配置し、円錐台の孔部3aと超音波振
動子とを配設して超音波センサ2Aを構成する。 （実施例３）図２の(C) において、渦制御板33は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有する円錐台形状であり、この円錐台の開口部3bの外径
R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部3bを超音
波信号2bが放出される方向に向けて配置し、円錐台の孔
部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ2Aを構成
する。 （実施例４）図２の(D) において、渦制御板34は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部
3bの外径R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部
3bを超音波素子21側に向けて配置し、パラボラ形状の孔
部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ2Aを構成
する。 （実施例５）図２の(E) において、渦制御板35は、中心
部に超音波振動子4Aの音響整合層22を貫通する孔部3aを
有するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部
3bの外径R1は配管１の内径よりも小さくし、この開口部
3bを超音波が放出される方向に向けて配置し、パラボラ
形状の孔部3aと超音波振動子とを配設して超音波センサ
2Aを構成する。
【００１９】かかる実施例１〜５において、実施例１の
同心円盤形状の渦制御板31は、構造が簡潔である特徴を
有する。また、実施例２〜５の渦制御板32〜35は、例え
ば、渦制御板32〜35が金属製のときは同心円盤形状の渦
制御板を構成し、さらにプレス型で成形することによ
り、円錐台形状あるいはパラボラ形状に成形することが
できる。尚、図示省略してあるが、渦制御板３と、超音
波素子21と音響整合層22とからなる超音波振動子4Aと、
の配設は、渦制御板３の孔部3aを成形するときにリブを
備える孔部3aを構成することにより、このリブ部分に音
響整合層22を挿入固定することにより構成することがで
きる。
同心円盤形状の渦制御板31は、構造が簡潔である特徴を
有する。また、実施例２〜５の渦制御板32〜35は、例え
ば、渦制御板32〜35が金属製のときは同心円盤形状の渦
制御板を構成し、さらにプレス型で成形することによ
り、円錐台形状あるいはパラボラ形状に成形することが
できる。尚、図示省略してあるが、渦制御板３と、超音
波素子21と音響整合層22とからなる超音波振動子4Aと、
の配設は、渦制御板３の孔部3aを成形するときにリブを
備える孔部3aを構成することにより、このリブ部分に音
響整合層22を挿入固定することにより構成することがで
きる。
【００２０】実施例１、３、５の構成では、超音波振動
子4Aの側面に配置された渦制御板31、33、35によって、
超音波信号2bによる測線範囲2a外に作為的に渦流1bを発
生させ、超音波信号2bによる測線範囲2a内からの渦流1b
を遠ざける様にすることにより、測線範囲2a内に渦流1b
が発生しない様にすることができる。また、実施例２、
４の構成では、超音波振動子4Aの側面に配置された渦制
御板32、34によって、流体の流れ1aが超音波信号2bの測
線範囲2a内にスムーズに流入する様にできるので、測線
範囲2a内に渦流1bが発生することを防止できる。
子4Aの側面に配置された渦制御板31、33、35によって、
超音波信号2bによる測線範囲2a外に作為的に渦流1bを発
生させ、超音波信号2bによる測線範囲2a内からの渦流1b
を遠ざける様にすることにより、測線範囲2a内に渦流1b
が発生しない様にすることができる。また、実施例２、
４の構成では、超音波振動子4Aの側面に配置された渦制
御板32、34によって、流体の流れ1aが超音波信号2bの測
線範囲2a内にスムーズに流入する様にできるので、測線
範囲2a内に渦流1bが発生することを防止できる。
【００２１】図３は図２に対して下流側に配置される超
音波センサ2Bの構成を示す。この構成は、図２の (A)〜
(E) の構成の向きを反転して対応して図示したものであ
るのでその詳細は説明を省略する。また、渦制御板３の
材質は、金属あるいは樹脂で板状の素材、あるいはま
た、網目状の素材または複数の微細小孔を形成した板状
の素材、から構成することができる。
音波センサ2Bの構成を示す。この構成は、図２の (A)〜
(E) の構成の向きを反転して対応して図示したものであ
るのでその詳細は説明を省略する。また、渦制御板３の
材質は、金属あるいは樹脂で板状の素材、あるいはま
た、網目状の素材または複数の微細小孔を形成した板状
の素材、から構成することができる。
【００２２】特に、渦制御板を網目状の素材あるいは複
数の微細小孔を形成した板状の素材から構成することに
より、渦制御板の網目部分あるいは複数の微細小孔部に
おける流体抵抗を制御することにより、配管内の流体の
流れを制御して、測線範囲内に渦流が発生しない様にす
ることができる。超音波流量計として配管１内に対向し
て配置される超音波センサ2A,2B の組み合わせは、上記
の図２の (A)〜(E) の構成のいずれかの構成と図３の
(A)〜(E)の構成のいずれかの構成と、さらに渦制御板３
の材質と、の組み合わせで構成することができる。例え
ば、配管１内の流体の流れ1aが上流側から下流側への一
方方向の場合は、図２の(B)-図３の(B) および図２の
(D)-図３の(D) の組み合わせが測線範囲2a内に渦流1bが
発生することを防止できるので好ましい。特に、渦制御
板の網目部分あるいは複数の微細小孔部における流体抵
抗を制御することにより、配管内の流体の流れを制御し
て、測線範囲内に渦流が発生しない様にすることができ
る。
数の微細小孔を形成した板状の素材から構成することに
より、渦制御板の網目部分あるいは複数の微細小孔部に
おける流体抵抗を制御することにより、配管内の流体の
流れを制御して、測線範囲内に渦流が発生しない様にす
ることができる。超音波流量計として配管１内に対向し
て配置される超音波センサ2A,2B の組み合わせは、上記
の図２の (A)〜(E) の構成のいずれかの構成と図３の
(A)〜(E)の構成のいずれかの構成と、さらに渦制御板３
の材質と、の組み合わせで構成することができる。例え
ば、配管１内の流体の流れ1aが上流側から下流側への一
方方向の場合は、図２の(B)-図３の(B) および図２の
(D)-図３の(D) の組み合わせが測線範囲2a内に渦流1bが
発生することを防止できるので好ましい。特に、渦制御
板の網目部分あるいは複数の微細小孔部における流体抵
抗を制御することにより、配管内の流体の流れを制御し
て、測線範囲内に渦流が発生しない様にすることができ
る。
【００２３】また、配管１内の流体の流れ1aが上流側か
ら下流側、あるいはその逆方向に流れ、この両方向の流
体の流れ1aを測定する場合は、流れの両方向性の観点か
らどちらも上流側あるいは下流側になれる様に対象形に
構成するのが好ましい。この場合も、特に、渦制御板の
網目部分あるいは複数の微細小孔部における流体抵抗を
制御することにより、配管内の流体の流れを制御して、
測線範囲内に渦流が発生しない様にすることができる。
ら下流側、あるいはその逆方向に流れ、この両方向の流
体の流れ1aを測定する場合は、流れの両方向性の観点か
らどちらも上流側あるいは下流側になれる様に対象形に
構成するのが好ましい。この場合も、特に、渦制御板の
網目部分あるいは複数の微細小孔部における流体抵抗を
制御することにより、配管内の流体の流れを制御して、
測線範囲内に渦流が発生しない様にすることができる。
【００２４】図２、図３の図示例では、渦制御板３の孔
部3aを超音波振動子の音響整合層22側に配設して超音波
センサ２を構成する例を示した。これは、特に、渦制御
板31、33、35の材質が板状のときは、測線範囲2a内から
の渦流1bをなるべく遠ざけて有効超音波伝搬距離を確保
する点から、渦制御板31、33、35の孔部3aを超音波振動
子の音響整合層22側に配設して超音波センサ2Aを構成す
ることが好ましい。しかし、渦制御板３の材質が網目部
分あるいは複数の微細小孔部を備えるとき、この流体抵
抗を制御することにより、配管内の流体の流れを制御す
ることができるので、渦制御板３の孔部3aと超音波振動
子との配設位置を特に限定しなくてもよい。
部3aを超音波振動子の音響整合層22側に配設して超音波
センサ２を構成する例を示した。これは、特に、渦制御
板31、33、35の材質が板状のときは、測線範囲2a内から
の渦流1bをなるべく遠ざけて有効超音波伝搬距離を確保
する点から、渦制御板31、33、35の孔部3aを超音波振動
子の音響整合層22側に配設して超音波センサ2Aを構成す
ることが好ましい。しかし、渦制御板３の材質が網目部
分あるいは複数の微細小孔部を備えるとき、この流体抵
抗を制御することにより、配管内の流体の流れを制御す
ることができるので、渦制御板３の孔部3aと超音波振動
子との配設位置を特に限定しなくてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明による超音波流
量計を用いることにより、測線範囲外の流体の流れを制
御し、必要に応じては測線範囲外に作為的に渦流を発生
させることにより、超音波信号による測線範囲内に渦流
が発生しない超音波流量計を提供することができる。
量計を用いることにより、測線範囲外の流体の流れを制
御し、必要に応じては測線範囲外に作為的に渦流を発生
させることにより、超音波信号による測線範囲内に渦流
が発生しない超音波流量計を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例としての超音波流量計の気体
流通経路と超音波伝搬経路の要部構成図
流通経路と超音波伝搬経路の要部構成図
【図２】上流側に配置される超音波センサの要部構成図
【図３】下流側に配置される超音波センサの要部構成図
【図４】従来技術による超音波流量計の要部構成図
【符号の説明】 １ 配管 1a 流体の流れ 1b 渦流 ２,2A,2B 超音波センサ 21 超音波素子 22 音響整合層 2a 測線範囲 2b 超音波信号 ３、31〜35 渦制御板 3a 孔部 3b 開口部 4A,4B 超音波振動子 R1 外径
Claims (8)
- 【請求項１】管路内の流体中に送信側と受信側を対向し
てなる１対の超音波センサを配置する超音波流量計にお
いて、 この超音波センサは、超音波素子と音響整合層とからな
る超音波振動子の側面部分に流体の流れによる渦を制御
する渦制御板を配置する、 ことを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項２】請求項１に記載の超音波流量計において、 渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有
する同心円盤形状であり、この円盤の外径は配管の内径
よりも小さくし、この円盤の孔部と超音波振動子とを配
設して構成する、 ことを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項３】請求項１に記載の超音波流量計において、 渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有
する円錐台形状であり、この円錐台の開口部の外径は配
管の内径よりも小さくし、この開口部を超音波素子側に
向けて配置し、円錐台の孔部と超音波振動子とを配設し
て構成する、 ことを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項４】請求項１に記載の超音波流量計において、 渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有
する円錐台形状であり、この円錐台の開口部の外径は配
管の内径よりも小さくし、この開口部を超音波が放出さ
れる方向に向けて配置し、円錐台の孔部と超音波振動子
とを配設して構成する、ことを特徴とする超音波流量
計。 - 【請求項５】請求項１に記載の超音波流量計において、 渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有
するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部の
外径は配管の内径よりも小さくし、この開口部を超音波
素子側に向けて配置し、パラボラ形状の孔部と超音波振
動子とを配設して構成する、ことを特徴とする超音波流
量計。 - 【請求項６】請求項１に記載の超音波流量計において、 渦制御板は、中心部に超音波振動子を貫通する孔部を有
するパラボラ形状であり、このパラボラ形状の開口部の
外径は配管の内径よりも小さくし、この開口部を超音波
が放出される方向に向けて配置し、パラボラ形状の孔部
と超音波振動子とを配設して構成する、ことを特徴とす
る超音波流量計。 - 【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかの項に
記載の超音波流量計において、渦制御板の材質は、金属
あるいは樹脂で板状の素材から構成する、 ことを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項８】請求項１ないし請求項６のいずれかの項に
記載の超音波流量計において、渦制御板は、網目状の素
材、あるいは、板状の素材に複数の微細小孔をを形成し
た素材から構成する、 ことを特徴とする超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053486A JP2000249581A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053486A JP2000249581A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249581A true JP2000249581A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12944186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11053486A Withdrawn JP2000249581A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249581A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072461A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器およびそれを用いた超音波流量計 |
| DE102006030942A1 (de) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Landis+Gyr Gmbh | Durchflussmesser mit einem Einlaufbereich und einer Durchflussmessstrecke |
| JP2010266345A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Panasonic Corp | 流量計測装置 |
| JP2011053081A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Panasonic Corp | 流体の流れ計測装置 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11053486A patent/JP2000249581A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072461A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器およびそれを用いた超音波流量計 |
| DE102006030942A1 (de) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Landis+Gyr Gmbh | Durchflussmesser mit einem Einlaufbereich und einer Durchflussmessstrecke |
| JP2010266345A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Panasonic Corp | 流量計測装置 |
| JP2011053081A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Panasonic Corp | 流体の流れ計測装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040723 |