JP2001330485A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
- Publication number
- JP2001330485A JP2001330485A JP2000150812A JP2000150812A JP2001330485A JP 2001330485 A JP2001330485 A JP 2001330485A JP 2000150812 A JP2000150812 A JP 2000150812A JP 2000150812 A JP2000150812 A JP 2000150812A JP 2001330485 A JP2001330485 A JP 2001330485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- matching layer
- fluid
- propagation time
- signal
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
ーのかけ易さを示す波形の立ち上がり特性が良好となる
ようにする。 【解決手段】 超音波を送,受信する送受波器の整合層
11の厚さを、整合層材料から求められる波長λの0.
18λ〜0.22λ、好ましくは0.2λとすることに
より、測定精度を向上させ、誤差を低減させる。
Description
流体の流速度,流量を測定する超音波流量計に関する。
ち、超音波流量計は大きくは測定管1と、変換器4と、
ケーブル5とから構成される。測定管1は、両端にフラ
ンジ2aを有する円筒状の配管2と、その配管2の中心
線sを挟み、かつ、その中心線sに対して所定の角度θ
をもって対向して配置され、相互に超音波信号の送受を
行なう一対の超音波送受信器(以下、送受波器ともい
う)3a,3bとを有している。この一対の送受波器3
a,3bはケーブル5を介して、送受波器3a,3bの
信号を流体の速度,流量に換算する変換器4に接続され
ている。
3aから3bへ、同(b)はその逆方向への送信動作を
示す。超音波流量計では、同(a)のように例えば一方
の送受波器3aから超音波信号を送信し、他方の送受波
器(3b)でこの送信された超音波信号を受信する。こ
のとき、送信開始時のパルス1から受信終了のパルス2
までの伝播時間t1を測定するが、安定したトリガーを
掛け測定精度を維持するために、S/N比が良く立ち上
がりの良い受信波を得ることが必要になる。この超音波
信号の送受信を交互に切り替えて、上流側への伝搬時間
t2と下流側への伝搬時間t1との伝搬時間差を測定す
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、この流速に配管2の断面積を乗じることにより、流
量を測定することができる。流量を求める関係式を示す
と、以下のようになる。
層の厚さは、波長λで記述すると0.24λが感度の点
から良いとされてきた。また、受信波形の立ち上がりを
良くするために0.15λとした例もある。ここで、整
合層の波長λは下記式で示される。 整合層の波長λ=整合層材料の音速C(m/s)/超音
波の周波数f(Hz=1/s)
かけ易さとの関係について考察すると、整合層の厚さが
0.24λの場合は、図5に示すように、最大振幅値で
あるVmaxが0.24λ近辺で最大となって感度が高
くS/N比が良いが、図6(a)に示すように立ち上が
りの悪い(立ち上がり時間の長い)波形となって、上記
伝播時間を測定するためのトリガーがかけ難くなる。な
お、図5に示すV1〜V6,Vmaxは、図7に示す受
信波形の第1波〜第6波,最大値をそれぞれ示してい
る。
は、図5に示すように最大振幅値Vmaxが小さくなり
S/N比が悪いが、図6(c)のように立ち上がりの良
い波形となるため、伝播時間を測定するためのトリガー
はかけ易くなる。以上のことから、整合層の厚さに対す
る振幅値の大小によるS/N比の問題と立ち上がり波形
の良し,悪しによるトリガーのかけ易さ,かけ難さとは
両立せず、伝播時間の測定精度上の問題ともなってい
る。したがって、この発明の課題は、S/N比が良好で
トリガーのかけ易い超音波流量計を提供することにあ
る。
るため、請求項1の発明では、少なくとも2つの開口を
有し、流体を一方の開口端から他方の開口端に通す配管
と、超音波送受信器と、一方の超音波送受信器を励起し
流体の流れに対して上流側または下流側から超音波信号
を切り換えて送信する送信手段と、他方の超音波送受信
器で流体中を伝播する超音波信号を検出し、受信部で受
信処理し流体中を伝播する超音波信号の伝播時間を検出
し、下流方向または上流方向への超音波信号の伝播時間
を計測する時間計測手段を備え、これらの伝播時間から
流体の流速または流量を演算する流量演算手段を有する
変換器とを備えた超音波流量計において、前記超音波送
受信器の整合層の厚さを、整合層材料のもつ音速C(m
/s)と超音波の周波数f(Hz)から求められる整合
層材料の波長λ(m)の0.18λ以上で0.22λ以
下、好ましくは0.2λとすることを特徴とする。
図である。これは、送受波器の具体的構成を示してい
る。11が整合層で、接着剤18によって圧電素子12
に接着され、フタ13によりケース16に固定されてい
る。12は圧電素子で、Oリング14を介してケース1
6に保持されている。圧電素子12の電極面にハンダ付
けされたリード線15は、電極17にネジ19にて接続
され、電圧信号が伝達される。なお、このような構成そ
のものは一般的なものと変わりないが、上述のような観
点から、ここでは整合層11の厚みを最適となるように
する。
えながら、図7に示す第1波と第2波との比(V2/V
1)、およびVmaxと第3波V3との比(V3/Vm
ax)に着目してそれぞれプロットすると、図2のよう
な関係曲線が得られた。そこで、この2つの曲線の交点
に着目すると、この交点ではトリガーの安定性を示すV
2/V1の比、および感度の良し悪しを示すV3/Vm
axの比がともに比較的大きな値となることから、この
ときの整合層厚さ0.2λを最適値として採用する、と
いうのがこの発明の基本概念である。なお、0.2λの
前後に10%程度のマージンをとって、その範囲を0.
18λ〜0.22λとしても特に問題のないことは、図
2からも明らかである。整合層厚さをこの範囲にした場
合の受信波形例を、図6(b)に示す。立ち上がり,立
ち下がりとも良好な波形となることが分かる。
のもつ音速C(m/s)と超音波の周波数f(Hz)か
ら求められる整合層材料の波長λ(m)の0.18λ以
上で0.22λ以下、より好ましくは0.2λとするこ
とで、感度を示すS/N比とトリガーの安定性とを両立
させることができ、その結果、受信波形から生成される
パルスの生成タイミングが安定化し、伝播時間の測定精
度を向上させることが可能となる。
合層の厚さを最適となるようにしたので、伝播時間の測
定精度が向上し誤差の少ない測定が可能となる利点がも
たらされる。
である。
る。
超音波送受信器(送受波器)、4…変換器、5…ケーブ
ル、6…センサ固定部、11…整合層、12…圧電素
子、13…フタ、14…Oリング、15…リード線、1
6…ケース、17…電極、18…接着剤、19…ネジ。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも2つの開口を有し、流体を一
方の開口端から他方の開口端に通す配管と、超音波送受
信器と、一方の超音波送受信器を励起し流体の流れに対
して上流側または下流側から超音波信号を切り換えて送
信する送信手段と、他方の超音波送受信器で流体中を伝
播する超音波信号を検出し、受信部で受信処理し流体中
を伝播する超音波信号の伝播時間を検出し、下流方向ま
たは上流方向への超音波信号の伝播時間を計測する時間
計測手段を備え、これらの伝播時間から流体の流速また
は流量を演算する流量演算手段を有する変換器とを備え
た超音波流量計において、 前記超音波送受信器の整合層の厚さを、整合層材料のも
つ音速C(m/s)と超音波の周波数f(Hz)から求
められる整合層材料の波長λ(m)の0.18λ以上で
0.22λ以下、好ましくは0.2λとすることを特徴
とする超音波流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000150812A JP3738891B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000150812A JP3738891B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 超音波流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001330485A true JP2001330485A (ja) | 2001-11-30 |
JP3738891B2 JP3738891B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=18656453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000150812A Expired - Lifetime JP3738891B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3738891B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003064979A1 (fr) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Emetteur-recepteur ultrasonore et debitmetre ultrasonore |
CN100462694C (zh) * | 2002-01-28 | 2009-02-18 | 松下电器产业株式会社 | 超声波发送接收器及超声波流量计 |
JP2010028815A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Krohne Ag | 超音波変換器 |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000150812A patent/JP3738891B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003064979A1 (fr) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Emetteur-recepteur ultrasonore et debitmetre ultrasonore |
CN1318824C (zh) * | 2002-01-28 | 2007-05-30 | 松下电器产业株式会社 | 超声波发送接收器及超声波流量计 |
CN100462694C (zh) * | 2002-01-28 | 2009-02-18 | 松下电器产业株式会社 | 超声波发送接收器及超声波流量计 |
JP2010028815A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Krohne Ag | 超音波変換器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3738891B2 (ja) | 2006-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH10122923A (ja) | 超音波流量計 | |
WO2005083371A1 (ja) | ドップラー式超音波流量計 | |
JP3738891B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JP2000337940A (ja) | 流量計 | |
JPH1048009A (ja) | 超音波温度流速計 | |
JP2003014515A (ja) | 超音波流量計 | |
US20220291026A1 (en) | Propagation time measurement device | |
JP3328505B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JPS61132823A (ja) | 超音波流量計 | |
WO2005119182A1 (ja) | 流体の流量測定方法及び流量測定装置 | |
JP4069222B2 (ja) | 超音波渦流量計 | |
JPH0915012A (ja) | 超音波流量計 | |
JPH05164631A (ja) | 応力測定方法及びその装置 | |
JP4325087B2 (ja) | 超音波流量計 | |
SU1030656A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
JPH0361892B2 (ja) | ||
JP2011007539A (ja) | 超音波流量計 | |
JP6532504B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JP4287539B2 (ja) | 超音波流量計 | |
RU186705U1 (ru) | Расходомер жидкости | |
JPH01134213A (ja) | 流量計 | |
JPH05312611A (ja) | 透過式超音波流量計 | |
JPH0739964B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JPH04318455A (ja) | 超音波濃度測定装置 | |
SU735922A1 (ru) | Коррел ционный измеритель скорости потока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20040115 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051013 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051026 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3738891 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121111 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131111 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |