JP2003075221A - 超音波流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧損で高精度の小型流量計を提供するこ
と。 【解決手段】 流体不連続部３に近接して流量計測部４
を構成するとともに、シングアラウンド法で流体流速を
計測する。これによって、低圧損で高精度の小型流量計
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を計測
する超音波流量計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量計１０１は、図５に
示すような構成であった。図５は、断面図を示し、液体
あるいは気体などの流体が流れる流路１０２内で、かつ
流体不連続部１０３から下流側の充分離れた部分に、計
測部分１０４を設け、上流側と下流側とに一対の超音波
変換器１０５、１０６を流体を介し、対向して設置する
構成としていた。そしてこの一対の超音波変換器１０
５、１０６間を伝搬する超音波の伝搬時間から流体の流
速を計測し、流量を演算し、流量計としていた。なお、
図中の片矢印１０７（実線）は流体の流れる方向を示
し、両矢印１０８（破線）は超音波の伝搬する方向を示
している。また、１０９は計測部分１０４の下流側に設
けられた流体不連続部分を示す。なお、流体の流れる方
向と、超音波の伝搬する方向とは角θで交叉し、流体不
連続部は流体の曲がり部あるいは流体の整流部などで構
成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の流量計１０１では、高精度の計測をするために、空間
的、時間的に安定な流体を実現するために、曲がり管等
が設けられる流体の曲がり部あるいは流体の整流部など
で構成されている流体不連続部１０３から下流側に充分
離れた部分に計測部分１０４を設けていた。例えば、流
体不連続部分１０３が流路の曲がり部で構成されている
場合には、流路の等価直径Ｄｈ（通常、水力直径といわ
れる）の５０倍以上の距離、また、曲がり部がメッシュ
や格子などの整流部で構成されている場合でも、流路の
等価直径Ｄｈの１０倍以上の距離を、離す構成としてい
た。このため、圧力損失が大きくなり、小型コンパクト
に構成できないという課題を有していた。また、時間
的、空間的に不安定な流体を計測するため、多数回の計
測を繰り返し、統計的な処理が必要となる場合もあり、
信号処理が非常に煩雑になるという課題も有していた。

【０００４】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、圧力損失が小さく、小型コンパクトな構成を可能と
する高精度な超音波流量計を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の超音波流量計は、流路の流体不連続
部の下流側に近接して一対の超音波変換器を上流側およ
び下流側に相対向して設置し、前記超音波変換器間の超
音波伝搬時間をシングアラウンド法で計測する構成とし
た。この構成により、流体の流れが時間的・空間的に不
安定であっても高精度な計測が可能となるので、流体不
連続部に近接して流量計測部を設けることができ、圧力
損失が小さく、小型コンパクトな構成を実現することが
できる。

【０００６】また、シングアラウンド計測を採用するの
で、煩雑な信号処理も不要となり、効率的な計測を実現
することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、流路の流
体不連続部の下流側に近接して一対の超音波変換器を上
流側および下流側に相対向して設置し、前記超音波変換
器間の超音波伝搬時間をシングアラウンド法で計測して
なる構成としたので、圧力損失が小さく、小型コンパク
トな超音波流量計が実現できる。

【０００８】請求項２記載の発明は、特に請求項１記載
の流体不連続部を流体の曲がり部で構成し、流路の等価
直径をＤとした場合、一対の超音波変換器を５０Ｄ以内
に近接させた超音波流量計とした。この構成により、圧
力損失が小さく、小型コンパクトな超音波流量計が実現
できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、特に請求項１記載
の流体不連続部を流体の整流部で構成し、一対の超音波
変換器を１０Ｄ以内に近接させた超音波流量計とした。
この構成により、圧力損失がより一層小さく、より小型
コンパクトな超音波流量計が実現できる。

【００１０】請求項４記載の発明は、特に請求項１記載
のシングアラウンド法に、超音波伝搬時間の０．７〜
０．９程度の遅延時間を設けた。この構成により、超音
波変換器から送信された超音波が、一対超音波変換器に
よる多重反射による雑音を非常に小さくすることがで
き、高精度な超音波流量計が実現できる。

【００１１】請求項５記載の発明は、特に請求項１記載
のシングアラウンド法に、使用温度範囲内において最短
の超音波伝搬時間の０．７〜０．９程度の一定の遅延時
間を設けた。この構成により、使用温度範囲において、
超音波変換器から送信された超音波が、一対超音波変換
器による多重反射による雑音を非常に小さくすることが
でき、高精度な超音波流量計が実現できる。

【００１２】請求項６記載の発明は、特に請求項１記載
のシングアラウンド法の計測において、シングアラウン
ド計測回数を可変とする構成とした。この構成により、
シングアラウンド法による計測値が安定となる回数に設
定することができ、高精度な超音波流量計が実現でき
る。

【００１３】請求項７記載の発明は、特に請求項１記載
のシングアラウンド法の計測において、シングアラウン
ド計測開始時間を可変とする構成とした。この構成によ
り、シングアラウンド法による計測値が安定となるよう
計測開始時間を、例えばランダムに設定することがで
き、高安定な超音波流量計が実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。なお、図中の同一番号を付けているものは、
同一なものを示し、説明を省略する。

【００１５】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける流量計１の断面図を示し、流体が流れる流路２の
上流側の流体不連続部３の下流側に流量計測部４を設
け、上流側と下流側とに一対の超音波変換器５、６を流
体を介し対向して設置した。流量計測部の超音波変換器
５、６間の距離Ｌｄは、約１００［mm］、流路２の断面
積Ｓｒは約３０［mm＾２］とした。なお、図中の片矢印
７（実線）は流体の流れる方向を示し、両矢印８（破
線）は超音波の伝搬する方向を示している。なお、流体
の流れる方向は、超音波の伝搬する方向とは角θ（４５
度）で交叉するようにした。また、９は下流側に設けた
流体不連続部を示す。図２に、計測回路のブロック図を
示す。計測開始信号がトリガ−１０から発信されると、
回数設定部１１でシングアラウンド回数Ｎｓを設定し、
駆動回路１３は、バ−スト信号からなる駆動信号を送信
側切換スイッチ（ＳＷ）１４に接続されている上流側の
超音波変換器５に供給する。上流側の超音波変換器５か
ら超音波が流路内に送信され、下流側の超音波変換器６
で受信される。この受信信号は受信側切換ＳＷ１５を介
して増幅器１６に伝達される。この信号は、遅延回路１
７を介して駆動回路１３へ伝達されるとともに、回数設
定部にも伝達されシングアラウンド回数がモニタ−され
る。また、遅延回路１７からの信号は時間計測回路１８
にも伝達されるが、回数設定部１１からシングアラウン
ド回数Ｎｓを越えたという信号が伝達されるまで、時間
計測回路１８は動作しない。時間計測回路１８が動作
し、時間計測した結果は、演算部１９に伝達され、流量
演算が実施される。以下に数字を用いてより具体的に説
明する。

【００１６】図２に示したように、上流側の超音波変換
器５を送信側、下流側の超音波変換器６を受信側とする
場合のシングアラウンド回数Ｎｓ、遅延回路１７での遅
延時間Ｔｄ、超音波の音速Ｖｓ、流路２を流れる流体の
流速をＶｆ、時間計測結果をＴ（５６）とした時の、そ
れぞれの関係は、以下のようになる。

【００１７】Ｔ（５６）＝｛Ｌｄ／［Ｖｓ＋Ｖｆ×cos
（θ）］｝×Ｎｓ＋Ｔｄ×（Ｎｓ−１） 同様にして、下流側の超音波変換器６を送信側、上流側
の超音波変換器５を受信側とする場合の時間計測結果を
Ｔ（６５）とすると、以下のようになる。

【００１８】Ｔ（６５）＝｛Ｌｄ／［Ｖｓ−Ｖｆ×cos
（θ）］｝×Ｎｓ＋Ｔｄ×（Ｎｓ−１） これらより、 ［Ｔ（５６）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］／Ｎｓ＝Ｌｄ／
［Ｖｓ＋Ｖｆ×cos（θ）］ ［Ｔ（６５）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］／Ｎｓ＝Ｌｄ／
［Ｖｓ−Ｖｆ×cos（θ）］ 従って、 Ｖｓ＋Ｖｆ×cos（θ）＝（Ｎｓ×Ｌｄ）／［Ｔ（５
６）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］ Ｖｓ−Ｖｆ×cos（θ）＝（Ｎｓ×Ｌｄ）／［Ｔ（６
５）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］ これらより、上の式から下の式の両辺を引き算すると、
超音波の音速Ｖｓの項を消去することができ、以下のよ
うになる。

【００１９】２×Ｖｆ×cos（θ）＝（Ｎｓ×Ｌｄ）／
［Ｔ（５６）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］−（Ｎｓ×Ｌｄ）
／［Ｔ（６５）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］ この結果より、シングアラウンド回数Ｎｓ、超音波変換
器間の距離Ｌｄ、遅延時かＴｄは、それぞれ既知である
ので、右辺は簡単に計算することができる。このように
して流体の流速Ｖｆが得られる。

【００２０】また、同様に上の式と下の式の両辺を足し
算すると、流体の流速の項が消去されれて、以下のよう
になる。

【００２１】２×Ｖｓ＝（Ｎｓ×Ｌｄ）／［Ｔ（５６）
−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］＋（Ｎｓ×Ｌｄ）／［Ｔ（６
５）−Ｔｄ×（Ｎｓ−１）］ この結果より、シングアラウンド回数Ｎｓ、超音波変換
器間の距離Ｌｄ、遅延時かＴｄは、それぞれ既知である
ので、右辺は簡単に計算することができる。このように
して超音波の音速Ｖｓが得られる。

【００２２】例えば、流体が水の場合は、超音波の伝搬
速度は約１５００［m/sec］であり、流体が空気の場合
には、超音波の伝搬速度は約３４０［m/sec］である。

【００２３】シングアラウンド回数Ｎｓを１００とし、
流体が空気の場合に計測時間を概算すると、流体の流速
は高々１０［m/sec］であり、無視することができる。
超音波変換器間の距離Ｌｄが約１００［mm］であるの
で、超音波の伝搬時間Ｔｐは、Ｔｐ＝（１００［mm］）
／（３４０［m/sec］）＝２９４［μsec］となる。

【００２４】また、遅延時間Ｔｄを超音波の伝搬時間と
同程度とすると、計測時間Ｔ（５６）およびＴ（６５）
は、 Ｔ（５６）≒Ｔ（６５）≒Ｔｐ×Ｎｓ＋Ｔｄ×（Ｎｓ−
１）≒５８［ｍsec］ となる。

【００２５】このようにシングアラウンド法で計測する
と、伝搬時間約２９４［μsec］を、シングアラウンド
回数Ｎｓ（１００回）、即ち、約５８［ｍsec］にわた
って平均したことに相当する。従って、流路内を流れる
流体が、時間的・空間的に不安定な流速を有していて
も、正確に計測することができる。また、一回一回計測
すると、シングアラウンド回数Ｎｓ分だけのデ−タ記憶
部が必要となり、また、計測後には平均化処理などが必
要となり、非常に煩雑な計算が不可欠となり、大変効率
が悪くなる。

【００２６】また、時間計測において時間分解能が低く
て済む。例えば、流体の流速が数［mm／sec］程度の場
合には、Ｔ（５６）およびＴ（６５）の時間差は、数
［ｎsec］程度であり、時間分解能は数［ｎsec］程度必
要となる。しかし、シングアラウンド回数を、例えば、
１００回とすると、時間分解能は数１００［ｎsec］程
度で良いことに相当する。時間計測の分解能は用いるク
ロック回路に依存し、より高分解能が要求される場合、
消費電力が大きくなり、電池駆動などの場合には実現不
可能になる場合もある。また、流体が液体（水）であっ
ても、同様となり、シングアラウンドの効果が得られ
る。

【００２７】このように、シングアラウンド法を適用し
て時間的・空間的に不安定な流速を計測するようにした
ので、煩雑な信号処理することなし正確な流量計測をす
ることができる。従って、流体不連続部に近接して流量
計測部を設けることができ、圧力損失の小さい、小型コ
ンパクトな流量計が実現できる。

【００２８】（実施例２）図１に示した流体不連続部３
が流路の断面積に変化がなく、９０度の曲がり部で構成
されている場合について説明する。この場合、流量計測
部４を、曲がり部で構成された流体不連続部の下流側、
１〜５０Ｄｈ以内に設けた。図３に、流体（空気）を約
１０００［L/hr］で流した場合の、シングアラウンド回
数と計測誤差との関係を示す。図３は、横軸にシングア
ラウンド回数を、縦軸に計測誤差を示し、黒丸（●）は
計測結果を示し、破線２０はその傾向を示す。この計測
結果より、シングアラウンド回数を大きくすると、計測
誤差が急激に小さくなることがわかる。図中の白丸
（○）２１は変曲点を示し、計測誤差がシングアラウン
ド回数とともに急激に減少していた関係が、やや鈍り始
める点を示している。この変曲点２１は、シングアラウ
ンド回数は約５０回、誤差は約±０．５［％］相当であ
った。これより、シングアラウンド回数を約５０回以上
の設定すれば、曲がり部で構成された流体不連続部の下
流側、１〜５０Ｄｈ以内に計測部分を設けても、高精度
な流量計を実現することができることがわかる。これよ
り、圧力損失が小さい、小型コンパクトな超音波流量計
が実現できる。なお、流量計測部を１Ｄ以内に近接する
ことは、物理的に困難となった。また、５０Ｄ以上に設
置すると、シングアラウンドによる効果が認めれれない
ほど小さくなった。

【００２９】（実施例３）図１に示した流体不連続部３
が流路の断面積に変化がなく、メッシュや格子などの整
流部で構成されている場合について説明する。この場
合、流量計測部４を、整流部で構成された流体不連続部
の下流側、１〜１０Ｄｈ以内に設けた。図４に、流体
（空気）を約１０００［L/hr］で流した場合の、シング
アラウンド回数と計測誤差との関係を示す。図４は、横
軸にシングアラウンド回数を、縦軸に計測誤差を示し、
黒丸（●）は計測結果を示し、破線２２はその傾向を示
す。この計測結果より、シングアラウンド回数を大きく
すると、計測誤差が急激に小さくなることがわかる。図
中の白丸（○）２３は変曲点を示し、計測誤差がシング
アラウンド回数とともに急激に減少していた関係が、や
や鈍り始める点を示している。この変曲点２３は、シン
グアラウンド回数は約１０回、誤差は約±０．５［％］
相当であった。これより、シングアラウンド回数を約１
０回以上の設定すれば、整流部で構成された流体不連続
部の下流側、１〜１０Ｄｈ以内に計測部分を設けても、
高精度な流量計を実現することができることがわかる。
これより、圧力損失が小さい、小型コンパクトな超音波
流量計が実現できる。なお、流量計測部を１Ｄ以内に近
接することは、物理的に困難となった。また、１０Ｄ以
上に設置すると、シングアラウンドによる効果が認めれ
れないほど小さくなった。

【００３０】（実施例４）次に、遅延時間Ｔｄについて
説明する。超音波変換器間での超音波の送信、受信時刻
について考えると、以下のようになる。送信側の超音波
変換器から超音波が送信される時刻をＴtrans（ｉ）と
し、受信側の超音波変換器で受信される時刻をＴrec
（ｉ）とする。送信側の超音波変換器から最初の送信さ
れる時刻を０、即ち、Ｔtrans（１）＝０とすると、受
信側の超音波変換器で受信される時刻は、超音波が送信
側から受信側まで伝搬する時間経過した後になるので、
受信される時刻Ｔrec（１）＝Ｔｐとなる。受信側で受
信された超音波は、遅延時間Ｔｄ経過後、送信側に伝達
され、送信側の超音波変換器から超音波が送信される。
従って、Ｔtrans（２）＝Ｔｐ＋Ｔｄとなり、Ｔrec
（２）＝Ｔtrans（２）＋Ｔｐとなる。

【００３１】このようにしてｉ番目の超音波の送信時刻
および受信時刻は、 Ｔtrans（ｉ）＝（ｉ−１）×（Ｔｐ＋Ｔｄ）、 Ｔrec（ｉ）＝Ｔtrans（ｉ）＋Ｔｐとなる。但し、ｉは
自然数。

【００３２】ところで、送信側の超音波変換器から送信
された超音波は、受信側の超音波変換器ですべて吸収さ
れるということはなく、受信側の超音波変換器の表面で
反射され、送信側の超音波変換器に向かって伝搬する。
この反射した超音波は、送信側の超音波変換器の表面で
反射され、受信側の超音波変換器に伝達される。従っ
て、この反射した超音波は、受信時刻から一往復遅れと
なるため、２×Ｔｐ遅れて受信側の超音波変換器で受信
されることになる。従って、受信側の超音波変換器で
は、ｉ番目の送信による受信時刻Ｔrec（ｉ）から２×
Ｔｐ遅れて反射波を受信することになる。この反射した
超音波は、反射を重ねる毎に減衰し、強度は急激に小さ
くなるが、消滅することはない。このため、ｉ番目の送
信による、ｊ番目の反射波の受信時刻は、Ｔhan（ｉ，
ｊ）＝Ｔrec（ｉ）＋ｊ×２×Ｔｐとなる。

【００３３】このようにして受信側の超音波変換器によ
り受信される反射波は、強度は小さいが、時間計測回路
１８で受信時刻を計測する際に誤差として混入する。例
えば、遅延時間Ｔｄが、超音波の伝搬時間Ｔｐと同じで
ある場合には、送信側の超音波変換器がｉ番目の超音波
を送信する時刻は、Ｔtrans（ｉ）＝（ｉ−１）×（Ｔ
ｐ＋Ｔｄ）＝２×（ｉ−１）×Ｔｐとなる。

【００３４】また、受信側の超音波変換器で受信される
ｉ番目の受信時刻は、Ｔrec（ｉ）＝Ｔtrans（ｉ）＋Ｔ
ｐ＝２×（ｉ−１）×Ｔｐ＋Ｔｐ＝２×ｉ×Ｔｐ−Ｔｐ
となる。

【００３５】このとき、ｉ番目の送信によるｊ（＝１）
番目の反射波の、受信側超音波変換器による受信時刻
は、 Ｔhan（ｉ，１）＝Ｔrec（ｉ）＋１×２×Ｔｐ ＝（２×ｉ×Ｔｐ−Ｔｐ）＋１×２×Ｔｐ ＝２×ｉ×Ｔｐ＋Ｔｐとなる。

【００３６】この受信時刻は、（ｉ＋１）番目の受信時
刻と一致することになる。 即ち、Ｔrec（ｉ＋１）＝２×（ｉ＋１）Ｔｐ−Ｔｐ ＝２×ｉ×Ｔｐ＋２×Ｔｐ−Ｔｐ ＝２×ｉ×Ｔｐ＋Ｔｐ このように、遅延時間Ｔｄが伝搬時間Ｔｐと同じあれ
ば、受信時刻と反射波の受信時刻とが同じとなり、受信
時間計測の誤差が入ることになる。

【００３７】このため、本発明では遅延時間Ｔｄを伝搬
時間Ｔｐの０．７〜０．９となるように設定した。この
ように設定することにより、受信時刻と反射の受信時刻
とは、低次の反射回数では一致しなくなった。一致した
としても反射回数が大きいため、反射波の強度が充分小
さくなり、誤差とならないことを確認している。

【００３８】以上説明したように遅延時間を伝搬時間の
０．７〜０．９に設定することにより、高精度のシング
アラウンド計測を実現でき、小型コンパクトな流量計が
実現できる。なお、超音波の伝搬時間Ｔｐは、実施例１
で説明したように、超音波の音速Ｖｓを得、超音波変換
器間の距離Ｌｄから簡単に演算することができる。

【００３９】（実施例５）実施例４では、超音波の音速
Ｖｓから、遅延時間Ｔｄを演算で求めるよう説明した
が、超音波の音速Ｖｓは、流体の温度が変化すると、そ
れに伴って変化するので、常に演算する必要があり、非
常に煩雑である。このため、本実施例においては、遅延
時間を、使用温度範囲における超音波の音速の最も小さ
い値（通常の場合、最も低温での値）の時の伝搬時間の
０．７〜０．９となるように設定した。このように設定
したので、流体の温度が変化しても演算する必要がなく
なった。また、ある程度大きいな反射波が、受信時刻に
一致することなく、高精度なシングアラウンド計測を実
現することができる。

【００４０】（実施例６）次に、シングアラウンド回数
について説明する。実施例２および３において説明した
ように、シングアラウンド回数をある程度大きくする
と、その回数に対する効果は、図３および図４に示した
ように、徐々に低下することになる。従って、適当な回
数に設定することにより効率良く計測誤差を低減するこ
とができる。以下にその設定手順を説明する。シングア
ラウンド回数Ｎｓのときの流量計測結果をＱ（Ｎｓ）と
し、流量計測結果１００回あたりの標準偏差をＳｉｇ
（Ｎｓ）、最大値をＱmax（Ｎｓ）、最小値をＱmin（Ｎ
ｓ）とし、その時の流量平均値をＱaver（Ｎｓ）とす
る。

【００４１】例えば、予めシングアラウンド回数Ｎｓ
を、例えば１００と設定し、移動平均として、流量の平
均値Ｑaver（Ｎｓ）、標準偏差Ｓｉｇ（Ｎｓ）、最大値
Ｑmax（Ｎｓ）、最小値Ｑmin（Ｎｓ）を得たとする、こ
の時の標準偏差Ｓｉｇ（Ｎｓ）が、流量の平均値Ｑaver
（Ｎｓ）の、例えば０．５［％］を越えたとすると、シ
ングアラウンド回数Ｎｓを、Ｎｓ×１．５に再設定し、
同様に移動平均値を得るようにする。また、標準偏差Ｓ
ｉｇ（Ｎｓ）が、流量の平均値Ｑaver（Ｎｓ）の、例え
ば０．５［％］以下となったとすると、シングアラウン
ド回数Ｎｓを、Ｎｓ×０．５と再設定し、移動平均値を
得るようにする。このようにすると、常に安定した計測
結果が、最適のシングアラウンド回数で得られことにな
る。また、例えば、最大値Ｑmax（Ｎｓ）、最小値Ｑmin
（Ｎｓ）の値が、平均流量値から５×Ｓｉｇ（Ｎｓ）以
上離れていた場合には、非常に計測結果が不安定である
と判断することができ、この場合には、再測定とするこ
ともできる。以上説明したようにして、図３および図４
に示した変曲点２１あるいは２３を検出ことができ、最
適なシングアラウンド回数に設定することができる。

【００４２】（実施例７）次に、実施例７について説明
する。本実施例では、予め固定されたシングアラウンド
回数Ｎｓで計測している場合に発生する不具合を回避す
る方法について説明する。例えば、シングアラウンド回
数Ｎｓを１００、流体が空気である場合、計測に必要な
時間Ｔmeasは、遅延時間Ｔｄ＝０．９×Ｔｐであるとす
ると、上記実施例においてＴｐ＝約２９４［μsec］で
あるから、 Ｔmeas＝（１．９×１００×２９４［μsec］） ＝５５．８［ｍsec］となる。

【００４３】上流側から下流側、下流側から上流側の両
測定が必要であるから、総計測時間Ｔsumは、上記の２
倍となり、約１１１．７［ｍsec］となる。この計測を
順次繰り返し実施することになるので、この計測時間と
同期した流体の変動が、例えば、流体不連続部の構成部
品などにより発生した場合には、計測結果が非常に不安
定となる場合がる。従って、このような場合には、シン
グアラウンド開始時間を適当な間隔で、例えば、ランダ
ムに変化させると、回避すること出来、計測結果が安定
することになる。流路を流れる流体の流量を変化させた
場合、突如として計測結果が不安定となる場合がある。
そのような場合には、本実施例で説明したようにシング
アラウンド開始時刻をランダムに変動させると、計測結
果が安定する。

【００４４】

【発明の効果】以上のように請求項１〜７に記載の発明
によれば、流路の流体不連続部に近接して流量計測部を
構成することができ、小型コンパクトで、高精度で、低
圧力損失の流量計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における超音波流量計の断面
図

【図２】同流量計における計測の回路ブロック図

【図３】本発明の実施例２における超音波流量計の特性
図

【図４】本発明の実施例３における超音波流量計の特性
図

【図５】従来の流量計の断面図

【符号の説明】

１ 流量計 ２ 流路 ３ 上流側の流体不連続部 ４ 流量計測部 ５ 上流側の超音波変換器 ６ 下流側の超音波変換器 ９ 下流側の流体不連続部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同種の流路の間に異種の流路である流体
   不連続部を設け、前記流体不連続部の下流側に近接して
   一対の超音波変換器のそれぞれを流れに対して平行又は
   交叉するように設置し、前記超音波変換器間の超音波伝
   搬時間をシングアラウンド法で計測してなる超音波流量
   計。
2. 【請求項２】 流体不連続部を曲がり部で構成し、前記
   曲がり部と超音波変換器との間隔を流路の等価直径の１
   〜５０倍にしてなる請求項１記載の超音波流量計。
3. 【請求項３】 流体不連続部を整流部で構成し、前記曲
   がり部と超音波変換器との間隔を流路の等価直径の１〜
   １０倍に近接してなる請求項１記載の超音波流量計。
4. 【請求項４】 超音波伝搬時間の０．７〜０．９程度の
   遅延時間を有するシングアラウンド計測からなる請求項
   １記載の超音波流量計。
5. 【請求項５】 使用温度範囲内の最短の超音波伝搬時間
   の０．７〜０．９程度の一定の遅延時間を有するシング
   アラウンド計測からなる請求項１記載の超音波流量計。
6. 【請求項６】 シングアラウンド回数を可変してなる請
   求項１記載の超音波流量計。
7. 【請求項７】 シングアラウンド計測開始時間を可変し
   てなる請求項１記載の超音波流量計。