JP2004264251A

JP2004264251A - 温度測定装置

Info

Publication number: JP2004264251A
Application number: JP2003057451A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kashimura; 修鹿志村
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】簡易な構成で、流体の温度測定を行うことができる超音波流体温度測定装置を提供すること。
【解決手段】導管９を通過する流体の温度を測定する温度測定装置であって、導管９の外周部に配設される１対の超音波送受信器１０ａ，１０ｂと、導管９内を伝播する超音波の伝播時間と音速、流体内を伝播する超音波の伝播時間と音速を演算する演算部５とを備え、１対の超音波送受信器１０ａ，１０ｂ間で双方向に超音波を伝播させるとともに、互いに受信させ、演算部５が、演算した超音波の音速値に基づいて、流体の温度を特定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波流量計を利用して流体の温度を測定する温度測定装置に関し、発泡性飲料水の自動供給装置に適し、特に飲料水に注入するガスの量を制御するうえで、飲料水の温度計測に適した温度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発泡性飲料の供給装置、例えば、ビールディスペンサにおいては、温度変化のよる発泡量抑制のため、ビールを供給する導管に温度センサを挿入してビールの温度を測定しており、供給するビールの量を図示しない流量検出手段によって測定している。このようなビールディスペンサの温度測定装置として、例えば、図７に示す温度測定装置は、ビールの導管９に挿入された温度センサ１１と、変換器１とを有している。
【０００３】
変換器１は、温度センサ１１からの信号に基づいてビールの温度を計測する温度測定部１２と、温度測定部１２からの温度信号に基づいてビールに注入する炭酸ガスの量を制御する制御部１３とを有している。
【０００４】
温度センサ１１は、導管９内のビールの温度を検出し、温度に対応した電気信号を温度測定部１２へ出力するもので、種々のものが知られている（特許文献１〜３参照）。温度測定部１２は、温度センサ１１から入力された電気信号を温度信号に変換し、制御部１３へ出力する。
【０００５】
制御部１３は、ビールの温度と炭酸ガスの含有率との関係が予め記憶され、温度信号を入力すると、入力した温度に対応した炭酸ガスの含有率を読み出すことができる。そして、制御部１３は、ビールの温度に対応した炭酸ガスの含有率となるように炭酸ガスボンベの圧力調整バルブに対して圧力調整信号を出力するように設定されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−０２３３７３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２６０７０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２９２２６９公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発泡性飲料の供給装置、例えば、ビールディスペンサにおいては、上記のように、温度変化による発泡量抑制のため、測定したビールの温度から制御部１３を介して炭酸ガスの圧力制御を行うと共に、定量抽出のため、温度測定手段と流量検出手段という別個独立の測定手段を設けていた。このように、流体の温度と流量とを測定する装置においては、２種類の測定手段を用いていることから、大型化すると共に、価格が高価になるという問題を生じさせていた。
【０００８】
この発明は上記に鑑みてなされたものであって、大型化を抑えてコンパクトにし、コストダウンを図りつつ流体の温度を測定することが可能な温度測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる温度測定装置は、導管を通過する流体の温度を測定する温度測定装置であって、前記導管の外周部に配設される１対の超音波送受信器と、前記導管内を伝播する超音波の伝播時間と音速、前記流体内を伝播する超音波の伝播時間と音速を演算する演算部とを備え、前記１対の超音波送受信器間で双方向に超音波を伝播させるとともに、互いに受信させ、前記演算部が、演算した前記超音波の音速値に基づいて、前記流体の温度を特定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２にかかる温度測定装置は、上記の発明において、前記演算部は、前記流体の温度と、前記流体内を伝播する音速値との関係を記憶する記憶部を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３にかかる温度測定装置は、上記の発明において、前記流体内を伝播する超音波の伝播時間を、前記流体を前記導管に封止して、測定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４にかかる温度測定装置は、上記の発明において、前記演算部は、特定された前記流体の温度に基づいて、前記流体に注入するガスの量を制御することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる温度測定装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明にかかる温度測定装置は、上記目的を達成するため、超音波流量計を利用することによって、簡易な構成で、流体の温度を安価に測定可能としたことを特徴としている。また、本発明は、流体の温度が、その流体の音速と相関関係を有していることを利用し、流体の音速から、流体の温度を導き出すことを基本原理としている。
【００１５】
まず、超音波流量計の測定原理から説明する。超音波を利用した超音波流量計とは、被測定流体を通過させる導管に配設した１対の超音波送受信器を用いて、超音波を互いに送受信させる。そして、移動流体中の超音波速度が音速と流速のベクトル和になることを利用し、流れ方向および逆方向に超音波を発信し、伝播時間差、信号の位相差などによって流量を求めるものである。
【００１６】
したがって、本発明にかかる温度測定装置は、超音波流量計としての機能も有しているため、基本的な構成も超音波流量計と共通している。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態１である温度測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、この温度測定装置は、流体を通過させる導管９の外周部に配設され、超音波を互いに送受信する１対の超音波送受信器１０ａ，１０ｂと、超音波送受信器１０ａ，１０ｂから入力される超音波信号を処理し流体の温度を特定し、流体に含有させるガスの量を制御するための制御信号を出力する変換器１とを有している。
【００１８】
まず、送信部２は、制御部８からの超音波信号の送信指示を受けると、切替器７を介して超音波送受信器１０ａに超音波発信信号を送信する。ここで、切替器７は、制御部８の制御のもとに、送信部２から超音波送受信器１０ａ，１０ｂに対する信号と、超音波送受信器１０ａ，１０ｂから受信部３に対する信号の切替を行う。
【００１９】
送信部２から超音波発信信号が超音波送受信器１０ａに送信されると、超音波送受信器１０ａから超音波が発信され、超音波送受信器１０ｂに受信される。そして、超音波送受信器１０ｂから受信した超音波に基づく超音波受信信号は、切替器７を介して受信部３に送信される。
【００２０】
受信部３は、予め設定された所定の基準値に基づいて、受信した超音波信号を２値化して、受信信号として認識し、受信したと認識した時刻を時間計測部４に送信する。時間計測部４は、超音波信号を送信した時刻が制御部８から通知されており、送信信号と受信信号との時間差を計測することによって、超音波送受信器１０ａから超音波送受信器１０ｂへの伝播時間を特定する。同様にして、切替器７の伝送路を切替えることによって、時間計測部４は、超音波送受信器１０ｂから超音波送受信器１０ａへの伝播時間を特定し、これら２種類の伝播時間を、演算部５に送信する。
【００２１】
演算部５は、流体の温度と音速との関係特性を記憶している記憶部６を有している。演算部５は、時間計測部４から入力された流体内を伝播した２種類の超音波の伝播時間から、流体内の音速を算出し、記憶部５に記憶されている流体温度と音速の関係特性によって、流体温度を特定する。
【００２２】
ここで、２種類の超音波の伝播時間をもとにして導管９を流れる流体の温度を特定する方法を詳細に説明する。図２は、送信部２での送信信号（ａ）、受信部３での受信信号（ｂ）、時間計測部４での時間計測部発信パルス（ｃ）の変化を示すタイムチャートである。また、図３は、超音波の伝播経路を詳しく説明するための導管９の断面図である。
【００２３】
まず、制御部８から、超音波の発信指示が出力されると、送信部２においては、図２（ａ）に示すような送信信号ａ１を出力する。送信部２の送信信号ａ１によって、導管９に配設された超音波送受信器１０ａから超音波が発信される。発信された超音波の一部は、図３に示すように経路Ｒ_Ａを経由し、導管内で反射して経路Ｒ_Ａ´を経由して超音波送受信器１０ｂに到達する。このような経路（Ｒ_Ａ→Ｒ_Ａ´）を経由した超音波信号は、伝播距離が最短であるため、受信部３では、図２（ｂ）に示すように最も速く、超音波受信信号ｂ１を受信する。
【００２４】
また、発信された超音波は、図３に示すように導管９経路Ｒ_Ｂを経由し、一旦、所定の屈折角をもって流体内に進入し、流体経路Ｒ_Ｃを経由し、導管９で反射して、流体経路Ｒ_Ｃ´を経由して、再び所定の屈折角をもって導管９に進入し、導管９経路Ｒ_Ｂ´を経由して、超音波送受信器１０ｂに到達する。このような経路（Ｒ_Ｂ→Ｒ_Ｃ→Ｒ_Ｃ´→Ｒ_Ｂ´）を経由した超音波信号は、流体内を経由する経路としては最短であるため、受信部３では、図２（ｂ）に示すような受信信号ｂ２を受信する。
【００２５】
本発明にかかる温度測定装置に用いられる導管９の材質として、ポリサルホン等の樹脂材が知られているが、ポリサルホン材中を伝播する超音波の音速は３ＭＨｚ，１０℃のときに、２，３００ｍ／ｓであり、一方、流体の主成分である水を伝播する超音波の音速は、３ＭＨｚ，１０℃のときに、１，４００ｍ／ｓである。したがって、導管９のみを経路とした超音波が最も速く伝播する。
【００２６】
しかし、超音波は、媒質の密度、粘性、比熱、熱伝導率等の様々な要因によって、減衰するため、超音波の減衰率は経路長のみに依存しない。そのため、図２（ｂ）に示すように、導管９のみを経由した音波ｂ１は速いが、振幅は小さく受信され、逆に、導管９と流体の両方を経由した音波ｂ２は遅いが、振幅は大きく受信される。
【００２７】
つぎに、時間計測部４では、送信部２から送信した送信信号ａ１と、受信部３で受信した受信信号ｂ１，ｂ２に対応して、パルスｃ１，ｃ２，ｃ３を発信する。この結果、導管９のみを伝播する超音波の伝播時間をＴ_１とすると、Ｔ_１＝ｃ２−ｃ１となり、導管９と流体の両方を経路（Ｒ_Ｂ→Ｒ_Ｃ→Ｒ_Ｃ´→Ｒ_Ｂ´）とする超音波の下流方向への伝播時間をＴ_２ａとすると、Ｔ_２ａ＝ｃ３−ｃ１となる。
【００２８】
つぎに、切替器７を介して超音波信号の授受が反対方向になる場合を説明する。つまり、流体の下流にある超音波送受信器１０ｂから、超音波が発信され、流体の上流にある超音波送受信器１０ａに受信される場合である。
【００２９】
この場合、送信部２では、図２（ａ）に示すように送信信号ａ２が送信され、受信部３では、図２（ｂ）に示すように、受信信号ｂ３，ｂ４が受信される。そして、所定の基準値によって２値化を行い、受信信号ｂ３，ｂ４を時間計測部４に出力する。時間計測部４では、送信部２で送信した送信信号ａ２と、受信部３で受信した受信信号ｂ３，ｂ４に対応して、図２（ｃ）に示すようにパルスｃ４，ｃ５，ｃ６を発信し、演算部５に出力する。
【００３０】
そこで、導管９のみを伝播する超音波経路（Ｒ_Ａ→Ｒ_Ａ´）の伝播時間をＴ_１´とすると、Ｔ_１´＝ｃ５−ｃ４となり、導管９と流体の両方を経路（Ｒ_Ｂ´→Ｒ_Ｃ´→Ｒ_Ｃ→Ｒ_Ｂ）とする超音波の上流方向への伝播時間をＴ_２ｂとすると、Ｔ_２ｂ＝ｃ６−ｃ５となる。
【００３１】
ところで、Ｔ_１とＴ_１´は導管９のみを伝播した伝播時間であり、流体の流れとは無関係であるので、Ｔ_１＝Ｔ_１´としてよい。一方、Ｔ_２ａは上流から下流への伝播時間であって、Ｔ_２ｂは逆に、下流から上流への伝播時間であるから、流体の流れの影響を受けて、Ｔ_２ａ≠Ｔ_２ｂとなる。
【００３２】
しかし、仮に導管９と静止流体の両方を経由した総伝播時間をＴ_３とすると、導管９内の流体の流れが一定であれば、下流方向への伝播時間Ｔ_２ａと、上流方向への伝播時間Ｔ_２ｂの相加平均を用いて、総伝播時間Ｔ_３を式（１）のように表すことができる。
Ｔ_３＝（Ｔ_２ａ＋Ｔ_２ｂ）／２・・・・（１）
【００３３】
ここで、導管９と静止流体の両方を経由する総伝播時間Ｔ_３が求まるが、総伝播時間Ｔ_３と、流体の温度との関係特性を示す図４から分かるように、総伝播時間Ｔ_３は、温度の２次関数になっており、総伝播時間Ｔ_３からは、一意的に流体の温度は特定できない。これは、伝播媒質の違いによって、音速も異なることに起因する。換言すれば、音速は媒質に依存するからである。
【００３４】
そこで、導管９と流体を経由する超音波の総伝播時間Ｔ_３を、導管９経路（Ｒ_Ｂ←→Ｒ_Ｂ´）を伝播する時間Ｔ_Ｂと、静止流体経路（Ｒ_Ｃ←→Ｒ_Ｃ´）を伝播する時間Ｔ_Ｃとに分けると、総伝播時間Ｔ_３は以下の式（２）で表される。
Ｔ_３＝Ｔ_Ｂ＋Ｔ_Ｃ・・・・（２）
さらに、夫々導管９の音速をＶ_Ｂとし、流体の音速をＶ_Ｃとすると、夫々の伝播時間Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃは以下の式（３），（４）で表される。
Ｔ_Ｂ＝（Ｒ_Ｂ＋Ｒ_Ｂ´）／Ｖ_Ｂ・・・・（３）
Ｔ_Ｃ＝（Ｒ_Ｃ＋Ｒ_Ｃ´）／Ｖ_Ｃ・・・・（４）
【００３５】
また、導管９の音速Ｖ_Ｂは、次式（５）で表される。
Ｖ_Ｂ＝（Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ａ´）／Ｔ_１・・・・（５）
ここで、各経路Ｒ_Ａ，Ｒ_Ａ´，Ｒ_Ｂ，Ｒ_Ｂ´，Ｒ_Ｃ，Ｒ_Ｃ´の長さは、いずれも幾何学的に導き出される値である。また、伝播時間Ｔ_１，Ｔ_２ａ，Ｔ_２ｂは、時間計測部４において発信されたパルス間の時間差を測定することによって求められる。したがって、伝播時間Ｔ_１が求まれば、式（５）から導管９の音速Ｖ_Ｂが求まり、音速Ｖ_Ｂが求まれば、式（３）より、導管９の伝播時間Ｔ_Ｂが求まる。
【００３６】
導管９の伝播時間Ｔ_Ｂが求まれば、総伝播時間Ｔ_３は式（１）によって求められているので、式（２）に代入して、流体の伝播時間Ｔ_Ｃが求まる。そして、伝播時間Ｔ_Ｃの値が求まれば、式（４）より、流体の音速Ｖ_Ｃが得られる。つまり、伝播時間Ｔ_１，Ｔ_２ａ，Ｔ_２ｂが時間計測部４から演算部５に出力されれば、上記の演算を演算部５で行うことによって、流体の音速Ｖ_Ｃが算出されることになる。
【００３７】
そこで、流体の音速Ｖ_Ｃと温度との関係特性（図５）を記憶部６に入力しておけば、演算部５で算出された音速Ｖ_Ｃの値と、関係特性（図５）から流体の温度が特定される。流体の温度が特定されると、この特定された流体温度を制御部８に出力する。制御部８は、特定された流体温度における炭酸ガスの含有率を記憶しており、その含有率の値が所定の値と一致するように、ガスボンベの圧力調整バルブに対して、圧力の加減制御信号を出力し、所定量の炭酸ガスを含有する飲料を供給するようにする。
【００３８】
実施の形態１で説明した、温度測定装置は、超音波流量計を利用することで、流体の温度が測定でき、また、演算部５での演算処理は、流量測定の演算と平行して行うことができるため、温度測定と流量測定とが、同時に行えるという利点を有する。
【００３９】
更に、温度測定装置は、流体温度測定のために新たな測定器等を導管９等に付加する必要がないため、コストアップせずに、流体の温度を測定できるという利点を有する。
【００４０】
更に、温度測定装置は、導管９等に温度センサ１１等の突起物を設ける必要がないため、発泡性の飲料が導管９を通過する際に、それらの突起物によって、ガスが気化して気泡となり、超音波流量計における測定誤差を誘引する原因を除去できるという利点も有する。
【００４１】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、導管中の流体が一定の流れを伴っている場合での、流体温度測定について説明したが、実施の形態２では、導管中の流体の流れを一時的に止めて、封止状態にして、流体温度の測定を行うことを特徴としている。
【００４２】
なお、超音波流量計としての測定原理は、実施の形態１でした説明と同一であるので、省略する。また、実施の形態２にかかる発明においては、実施の形態１で説明した装置構成は同一であるので、実施の形態２の説明においても、同一の構成ブロック図（図１）と、同一の導管９の断面図（図３）を用いて説明する。
【００４３】
まず、導管９に流体を導入した状態で、制御部８から飲料水供給バルブに制御信号を出力して、導管９の流体の流れを止め、導管９に流体を封止する。制御部８は、その封止状態を確認してから、導管９に楔状に配設されている１対超音波送受信器１０ａ，１０ｂの一方の超音波送受信器１０ａに対して、送信部２から超音波発信信号を伝送するように指示を出す。
【００４４】
超音波送受信器１０ａから超音波信号が発信されると、超音波送受信器１０ｂでは、超音波信号を受信して、受信した超音波信号を受信部３に送信する。受信部３では、受信した前記受信信号を時間計測部４に出力する。時間計測部４では、超音波送信時において、送信部２から送信信号を入力しており、受信部３から受信した受信信号に対して、夫々に対して発信パルスを発信して、伝播時間（送信時刻と受信時刻の時間差）が分かるようになっている。
【００４５】
この伝播時間を演算部５に出力すると、演算部５では、超音波の伝播時間に基づいて、流体内を伝播する超音波の音速を演算し、記憶部６に記憶されている流体の温度と音速の関係特性（図５）とを照合することによって、流体の温度を特定する。そして、特定された流体の温度に基づいて、飲料水が所定量の炭酸ガスを含有するように、ガスボンベの圧力調整バルブに対して、圧力の加減制御信号を出力する。そして、所定量の炭酸ガスを含有する飲料が供給される。
【００４６】
図６は、送信部２での送信信号（ａ）、受信部３での受信信号（ｂ）、時間計測部４での時間計測部発信パルス（ｃ）の変化を示すタイムチャートである。まず、制御部８から超音波の発信指示が出力されると、送信部２においては、図６（ａ）に示すような送信信号ａ１を出力する。
【００４７】
送信部２から切替器７を介して、超音波送受信器１０ａから超音波が発信されると、他方の超音波受信器１０ｂに受信された超音波は、切替器７を介して、受信部３で、図６（ｂ）に示すような受信信号ｂ１，ｂ２として受信される。受信された受信信号は、所定の基準値を用いて２値化され、受信されたと認識した時刻が時間計測部４に出力される。
【００４８】
図３に示すようにｂ１は、導管９経路（Ｒ_Ａ→Ｒ_Ａ´）のみを経由して伝播してきた超音波であり、ｂ２は、導管９と流体の両方を経路（Ｒ_Ｂ→Ｒ_Ｃ→Ｒ_Ｃ´→Ｒ_Ｂ´）とする超音波である。時間計測部４では、送信部２で送信した送信信号ａ１と、受信部３で受信した受信信号ｂ１，ｂ２に対応して、図６（ｃ）に示すようにパルスｃ１，ｃ２，ｃ３を発信し、演算部５に出力する。
【００４９】
実施の形態１で説明した同様な理由によって、導管９のみを経由した超音波は速いが、振幅は小さく受信され、一方、導管９と流体の両方を経由した超音波は遅いが、振幅は大きく受信される。
【００５０】
そして、導管９のみを伝播した超音波の伝播時間をＴ_１とし、導管９と流体の両方を経由して伝播した超音波の総伝播時間をＴ_３とすると、伝播時間Ｔ_１と、総伝播時間Ｔ_３は、夫々以下の式（６），（７）で表される。
Ｔ_１＝ｃ２−ｃ１・・・・（６）
Ｔ_３＝ｃ３−ｃ１・・・・（７）
【００５１】
演算部５においては、時間計測部４から出力されたパルスｃ１，ｃ２，ｃ３から、上式（６），（７）によって伝播時間Ｔ_１と、総伝播時間Ｔ_３が算出される。伝播時間Ｔ_１は、導管９を伝播した時間であり、導管９経路（Ｒ_Ａ→Ｒ_Ａ´）は幾何学的に導き出される。したがって、導管９内を伝播する超音波の音速Ｖ_Ａは以下の式（８）によって求まる。
Ｖ_Ａ＝（Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ａ´）／Ｔ_１・・・・（８）
【００５２】
一方、流体を伝播する超音波の音速をＶ_Ｂとすると、総伝播時間Ｔ_３は以下の式（９）によって表される。
Ｔ_３＝｛（Ｒ_Ｂ＋Ｒ_Ｂ´）／Ｖ_Ａ｝＋｛（Ｒ_Ｃ＋Ｒ_Ｃ´）／Ｖ_Ｂ｝・・・（９）
ここで、総伝播時間Ｔ_３は測定によって求められ、また流体経路（Ｒ_Ｃ→Ｒ_Ｃ´）は幾何学的に求められるので、総伝播時間Ｔ_３を表す式（９）に、式（８）で求められた導管９を伝播する超音波の音速Ｖ_Ａを代入することによって、流体の音速Ｖ_Ｂが求まる。
【００５３】
ここで、演算部５は、上記の演算によって算出された流体の音速Ｖ_Ｂを記憶部６に記憶されている、流体の温度と音速の関係特性（図５）と照合することによって、流体の温度を特定する。そして、演算部５は特定された流体の温度を制御部８に出力する。制御部８は、特定された流体温度における炭酸ガスの含有率を記憶しており、その含有率の値が所定の値と一致するように、ガスボンベの圧力調整バルブに対して、圧力加減制御信号を出力し、所定量の炭酸ガスを含有する飲料を供給する。
【００５４】
なお、上述した実施の形態２では、超音波の発信側を超音波送受信器１０ａとし、受信側を超音波送受信器１０ｂとしたが、流体は封止されており、双方の超音波送受信器１０ａ，１０ｂの流体に対して上流と下流との位置関係が無いから、送受信方向を逆にしてもよい。
【００５５】
この実施の形態２の発明によれば、流体温度の特定のための超音波の発信は１回で済むため、超音波の発信回数を減らして、超音波送受信器１０ａ，１０ｂおよび送信部２、受信部３の負担を減らし、夫々の寿命を延ばせるという利点を有する。
【００５６】
また、実施の形態２の発明によれば、流体を封止するため、流体が静止状態となって、飲料中に含有するガスが気泡化する可能性を小さくし、超音波信号の授受に対して、擾乱を起こさず、正確な温度特定ができるという利点も有する。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、既存の超音波流量計を利用して、流体の温度が測定できるため、流体温度測定のために追加の部品等を設けること無しに、つまりコストアップをせずに、かつコンパクトに流体の温度が測定できるという効果を奏する。
【００５８】
また、この発明によれば、流量を止めている封止状態でも、流れを伴っている場合の両方の場合においても、流体の温度が測定できるので、発泡性飲料の自動供給装置に用いられる場合、自由な時に流体温度が測定でき、温度測定のために、新たな時間を設定する必要が無く、稼働時間を下げずに流体の温度測定ができるという効果を奏する。
【００５９】
また、この発明によれば、流体温度測定のために、導管９に、部品を付加する必要が無いので、温度測定のためのセンサ類などの突起物によってガスが気化して、気泡による超音波の伝播時間の誤差を招来して、超音波流量計および、本発明にかかる温度測定装置への悪影響を無くすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１で説明した温度測定装置の送信部、受信部、および時間計測部における信号の変化を示すタイムチャートである。
【図３】図１に示した温度測定装置の導管における超音波の伝播経路を説明する導管断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１で説明した、導管と流体を経由した超音波の総伝播時間と、流体の温度との関係を示すグラフ図である。
【図５】この発明にかかる温度測定装置の記憶部に記憶されている、流体の音速と温度との関係特性を示すグラフ図である。
【図６】この発明の実施の形態２で説明した温度測定装置の送信部、受信部、時間計測部における信号の変化を示すフローチャートである。
【図７】従来の温度測定装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１変換器
２送信部
３受信部
４時間計測部
５演算部
６記憶部
７切替器
８制御部
９導管
１０ａ超音波送受信器
１０ｂ超音波送受信器
１１温度センサ
１２温度測定部
１３制御部

Claims

導管を通過する流体の温度を測定する温度測定装置であって、前記導管の外周部に配設される１対の超音波送受信器と、
前記導管内を伝播する超音波の伝播時間と音速、前記流体内を伝播する超音波の伝播時間と音速を演算する演算部とを備え、
前記１対の超音波送受信器間で双方向に超音波を伝播させるとともに、互いに受信させ、前記演算部が、演算した前記超音波の音速値に基づいて、前記流体の温度を特定することを特徴とする温度測定装置。
前記演算部は、前記流体の温度と、前記流体内を伝播する音速値との関係を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度測定装置。
前記流体内を伝播する超音波の伝播時間を、前記流体を前記導管に封止して、測定することを特徴とする請求項１または２に記載の温度測定装置。
前記演算部は、特定された前記流体の温度に基づいて、前記流体に注入するガスの量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度測定装置。