JP2005091332A - Ultrasonic flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定精度が向上出来る超音波流量計に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic flowmeter capable of improving measurement accuracy.
超音波流量計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
図９はこのような従来の超音波流量計の一例を示す要部構成説明図である。
図において、測定流体ＦＬが流れる測定管１の上流と下流に各１個の超音波送受信振動子２が設けられている。
変換器３は超音波送受信振動子２に接続されている。
FIG. 9 is an explanatory view of the main part configuration showing an example of such a conventional ultrasonic flowmeter.
In the figure, one ultrasonic transmitting / receiving
The
以上の構成において、変換器３より，送信信号を上流（または下流）の超音波振動子２に送り、超音波を発信させる。
発信した超音波は，測定管１内の測定流体ＦＬを通り、下流（または上流）の超音波振動子２に受信され，受信信号として変換器３に送られる．
In the above configuration, a transmission signal is sent from the
The transmitted ultrasonic wave passes through the measurement fluid FL in the measurement tube 1 and is received by the
変換器３では，上流から下流へ，また，下流から上流へ送信した超音波信号の到達時間を測定し，測定管１内の流速を計算する。
測定した流速から，測定管１の外径と測定管１の厚さを用いて，測定管１の流路の断面積を計算し，断面積と流速から流量を求める。
なお、点線は、超音波伝播経路ａを示す。
In the
From the measured flow velocity, the cross-sectional area of the flow channel of the measuring tube 1 is calculated using the outer diameter of the measuring tube 1 and the thickness of the measuring tube 1, and the flow rate is obtained from the cross-sectional area and the flow velocity.
The dotted line indicates the ultrasonic propagation path a.
超音波流量計で流量を測定するためには，配管の厚さの測定が必要である。
従来は，配管厚さ測定用の検出器を用いて配管の厚さを測定している。
そのため，流量測定用の変換器と検出器とは別に配管厚さ測定用の変換器と検出器とが必要である。
また，配管の厚さを測定した値は、検出器を設置する際に測定した値であり、設置後は固定した値である。
In order to measure the flow rate with an ultrasonic flow meter, it is necessary to measure the thickness of the pipe.
Conventionally, pipe thickness is measured using a pipe thickness measurement detector.
Therefore, a converter and a detector for measuring the pipe thickness are required in addition to the converter and the detector for measuring the flow rate.
Moreover, the value which measured the thickness of piping is a value measured when installing a detector, and is a fixed value after installation.
そのため，測定管１の内部に付着物が付着した場合や測定管１が測定流体ＦＬ内部の混合物によって削られた場合など，測定管１の厚みが変化すると、流量測定に誤差が発生する。
また，上記のような測定管１内部の変化によって，管内の流速分布が変化することがあり、そのときに流量測定の誤差になる。
For this reason, if the thickness of the measuring tube 1 changes, such as when a deposit adheres to the inside of the measuring tube 1 or the measuring tube 1 is scraped by the mixture inside the measuring fluid FL, an error occurs in the flow rate measurement.
In addition, the flow velocity distribution in the pipe may change due to the change in the measurement pipe 1 as described above, which causes an error in flow rate measurement.
次に、クランプオンの超音波流量計では、配管や流体を透過して伝わる超音波の強度と質は、
１）配管に関連する超音波伝播要因：配管の材質・厚み・状態・形状，ライニングの材質・厚み・状態・形状。
２）流体に関連する超音波伝播要因：流体の種類，混入物の量、気泡の量。
３）超音波に関する要因：超音波の周波数。
によって変化する。
Next, in the clamp-on ultrasonic flowmeter, the intensity and quality of the ultrasonic wave transmitted through the pipe and fluid are:
1) Ultrasonic propagation factors related to piping: piping material, thickness, condition, shape, lining material, thickness, condition, shape.
2) Ultrasonic propagation factors related to fluid: the type of fluid, the amount of contaminants, the amount of bubbles.
3) Ultrasonic factors: frequency of ultrasonic waves.
It depends on.
しかも、その度合いは個々の設置環境でも異なるため、最適な周波数は、机上で決めることは困難である。
従来は，事前に超音波の伝播特性を実測で確認して、最適な検出器の周波数を決定し，周波数の異なる検出器を使い分けて測定する必要があった。
Moreover, since the degree varies depending on the installation environment, it is difficult to determine the optimum frequency on the desk.
Conventionally, it has been necessary to confirm the propagation characteristics of ultrasonic waves in advance, determine the optimal detector frequency, and use different detectors for different frequencies.
また、従来の超音波流量計検出器では，周波数特性があるので，超音波の送受信周波数によって利用する検出器を変更する必要がある。
即ち、ひとつの検出器について、１種類の送受信周波数しか発信できないので，適していると推定される送受信周波数の種類だけ検出器を用意する必要があった。
Further, since the conventional ultrasonic flowmeter detector has frequency characteristics, it is necessary to change the detector to be used depending on the transmission / reception frequency of the ultrasonic wave.
That is, since only one type of transmission / reception frequency can be transmitted with respect to one detector, it is necessary to prepare detectors for the types of transmission / reception frequencies estimated to be suitable.
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、測定精度が向上出来る超音波流量計を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide an ultrasonic flowmeter that can improve measurement accuracy.
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の超音波流量計においては、
測定管内を流れる測定流体の流量を超音波を利用して計測する超音波流量計において、
前記測定管に設けられ前記測定管の管厚を測定する管厚測定超音波振動子を具備したことを特徴とする。
In order to achieve such a problem, in the ultrasonic flowmeter according to claim 1 of the present invention,
In an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of the measurement fluid flowing in the measurement tube using ultrasonic waves,
A tube thickness measurement ultrasonic transducer for measuring the tube thickness of the measurement tube provided in the measurement tube is provided.
本発明の請求項２においては、請求項１記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子は、超音波の送受信面が前記測定管の半径方向に直交して設けられたことを特徴とする。
In
The tube thickness measurement ultrasonic transducer is characterized in that an ultrasonic transmission / reception surface is provided perpendicular to the radial direction of the measurement tube.
本発明の請求項３においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子は、前記測定管の周面に沿って所定個配置されたことを特徴とする。
In
A predetermined number of the tube thickness measurement ultrasonic transducers are arranged along the peripheral surface of the measurement tube.
本発明の請求項４においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子は、前記測定管の管軸方向に所定個配置されたことを特徴とする。
In Claim 4 of this invention, in the ultrasonic flowmeter in any one of Claim 1 thru | or 3,
A predetermined number of the tube thickness measurement ultrasonic transducers are arranged in the tube axis direction of the measurement tube.
本発明の請求項５においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子の管厚の測定信号に基づき流量補正を行う流量補正回路を具備したことを特徴とする。
In Claim 5 of this invention, in the ultrasonic flowmeter in any one of Claim 1 thru | or 4,
It is characterized by comprising a flow rate correction circuit for performing flow rate correction based on a tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer.
本発明の請求項６においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子の管厚測定信号に基づき測定管の詰まりを検知する詰まり状態検知回路を具備したことを特徴とする。
According to claim 6 of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 5,
A clogging state detection circuit for detecting clogging of a measurement tube based on a tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer is provided.
本発明の請求項７においては、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の超音波流量計において、
前記管厚測定超音波振動子の管厚測定信号に基づき管厚が所定厚さに達した時に警報を発する警報発生回路を具備したことを特徴とする。
According to claim 7 of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 6,
An alarm generating circuit is provided that issues an alarm when the tube thickness reaches a predetermined thickness based on the tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer.
本発明の請求項８記載の超音波流量計においては、
測定管内を流れる測定流体の流量を超音波を利用して計測する超音波流量計において、
前記測定管の管軸方向に所定間隔を保って配置された複数の送受信超音波振動子対を具備したことを特徴とする。
In the ultrasonic flowmeter according to claim 8 of the present invention,
In an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of the measurement fluid flowing in the measurement tube using ultrasonic waves,
A plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs arranged at a predetermined interval in the tube axis direction of the measurement tube is provided.
本発明の請求項９においては、請求項８に記載の超音波流量計において、
前記複数の送受信超音波振動子対は、周波数特性がそれぞれ異なることを特徴とする。
According to claim 9 of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to claim 8,
The plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs have different frequency characteristics.
本発明の請求項１０においては、請求項９記載の超音波流量計において、
前記送受信超音波振動子対は、前記測定管の管軸方向に順次ずらして配置されたことを特徴とする。
According to claim 10 of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to claim 9,
The transmission / reception ultrasonic transducer pairs are sequentially shifted in the tube axis direction of the measurement tube.
本発明の請求項１１においては、請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の超音波流量計において、
前記送受信超音波振動子対は、前記測定管の周面に沿って所定個配置されたことを特徴とする。
According to
A predetermined number of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs are arranged along the peripheral surface of the measurement tube.
本発明の請求項１２においては、請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の超音波流量計において、
前記それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から最適の送受信超音波振動子対を選択する振動子対切替回路を具備したことを特徴とする。
According to
It is characterized by comprising a transducer pair switching circuit for selecting an optimum transmission / reception ultrasonic transducer pair from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs.
本発明の請求項１３においては、請求項８乃至請求項１２の何れかに記載の超音波流量計において、
前記それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から前記測定管の詰まり状態を検知する詰まり状態検知回路具備したことを特徴とする。
In Claim 13 of this invention, in the ultrasonic flowmeter in any one of Claims 8 thru | or 12,
A clogging state detection circuit for detecting a clogging state of the measuring tube from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs is provided.
本発明の請求項１４においては、請求項８乃至請求項１３の何れかに記載の超音波流量計において、
前記それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から前記測定流体の異常状態を検知する異常状態検知回路を具備したことを特徴とする。
In the fourteenth aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of the eighth to thirteenth aspects,
An abnormal state detection circuit that detects an abnormal state of the measurement fluid from the signal intensity or signal waveform of each of the pair of transmitting and receiving ultrasonic transducers is provided.
本発明の請求項１５においては、請求項８乃至請求項１４の何れかに記載の超音波流量計において、
前記それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から前記測定管あるいは前記測定流体の異常状態の警報を発する警報発生回路を具備したことを特徴とする。
According to Claim 15 of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of Claims 8 to 14,
An alarm generation circuit for issuing an alarm of an abnormal state of the measurement tube or the measurement fluid from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs is provided.
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
流量測定用の変換器のみで，厚さ測定と流量測定が可能な超音波流量計が得られる。
流量測定中に測定管の厚み測定が可能なので，変換器を設置後に厚みが変化した際に厚みの補正が可能な超音波流量計が得られる。
厚み測定の状態をモニターし，測定管の詰まり等の状態の変化の診断が可能な超音波流量計が得られる。
According to claim 1 of the present invention, there are the following effects.
An ultrasonic flowmeter capable of thickness measurement and flow measurement can be obtained using only a flow measurement transducer.
Since the thickness of the measuring tube can be measured during the flow rate measurement, an ultrasonic flowmeter capable of correcting the thickness when the thickness changes after installing the transducer is obtained.
An ultrasonic flowmeter capable of monitoring the thickness measurement state and diagnosing changes in the state such as clogging of the measurement tube can be obtained.
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
超音波の送受信面が、測定管の半径方向に直交して設けられたので、超音波の送受信の効率が良い超音波流量計が得られる。
According to
Since the ultrasonic transmission / reception surface is provided perpendicular to the radial direction of the measurement tube, an ultrasonic flowmeter with high ultrasonic transmission / reception efficiency can be obtained.
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
管厚測定超音波振動子は、測定管の周面に沿って所定個配置されたので、測定管の断面積の測定がより正確に測定出来る超音波流量計が得られる。
According to
Since a predetermined number of the tube thickness measurement ultrasonic transducers are arranged along the peripheral surface of the measurement tube, an ultrasonic flowmeter capable of more accurately measuring the cross-sectional area of the measurement tube is obtained.
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
管厚測定超音波振動子は、測定管の管軸方向に所定個配置されたので、管軸方向の断面積の変化をより正確に測定出来る超音波流量計が得られる。
According to claim 4 of the present invention, there are the following effects.
Since a predetermined number of tube thickness measuring ultrasonic transducers are arranged in the tube axis direction of the measurement tube, an ultrasonic flowmeter capable of measuring the change in the cross-sectional area in the tube axis direction more accurately is obtained.
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
管厚測定超音波振動子の管厚の測定信号に基づき流量補正を行う流量補正回路が設けられたので、流量補正が正確に出来て、精度が向上された超音波流量計が得られる。
According to claim 5 of the present invention, there are the following effects.
Since the flow rate correction circuit for correcting the flow rate based on the tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer is provided, the flow rate can be corrected accurately and an ultrasonic flowmeter with improved accuracy can be obtained.
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
管厚測定超音波振動子の管厚測定信号に基づき、測定管の詰まり状態を検知する詰まり状態検知回路が設けられたので、測定管の詰まり状態を検知出来る超音波流量計が得られる。
According to claim 6 of the present invention, there are the following effects.
Since the clogged state detection circuit for detecting the clogged state of the measuring tube is provided based on the tube thickness measuring signal of the tube thickness measuring ultrasonic transducer, an ultrasonic flowmeter capable of detecting the clogged state of the measuring tube is obtained.
本発明の請求項７によれば、次のような効果がある。
管厚測定超音波振動子の管厚測定信号に基づき、管厚が所定厚さに達した時に警報を発する警報発生回路が設けられたので、測定誤差が大きな測定を警報により回避出来る超音波流量計が得られる。
According to claim 7 of the present invention, there are the following effects.
Based on the tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer, an alarm generation circuit is provided to issue an alarm when the tube thickness reaches the specified thickness. A total is obtained.
本発明の請求項８によれば、次のような効果がある。
測定管内を流れる測定流体の流量を超音波を利用して計測する超音波流量計において、
測定管の管軸方向に所定間隔を保って配置された複数の送受信超音波振動子対が設けられたので、例えば、一組の検出器で複数の周波数に対応出来るようになり，検出器を変えなくても超音波の伝播特性がよい超音波周波数での測定が出来る超音波流量計が得られる。
According to claim 8 of the present invention, there are the following effects.
In an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of the measurement fluid flowing in the measurement tube using ultrasonic waves,
Since a plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs arranged at predetermined intervals in the tube axis direction of the measurement tube are provided, for example, a set of detectors can cope with a plurality of frequencies. Even if it does not change, the ultrasonic flowmeter which can measure at the ultrasonic frequency with the good propagation characteristic of the ultrasonic wave can be obtained.
事前の測定流体の伝播特性の確認が不要になる超音波流量計が得られる。
最適でない超音波周波数の検出器を使用しため、超音波が透過せず測定出来ない等の不具合が無くなる超音波流量計が得られる。
An ultrasonic flowmeter that eliminates the need to confirm the propagation characteristics of the measurement fluid in advance is obtained.
Since a detector having an ultrasonic frequency that is not optimal is used, an ultrasonic flowmeter that eliminates the inconvenience that ultrasonic waves cannot pass through and cannot be measured is obtained.
本発明の請求項９によれば、次のような効果がある。
複数の送受信超音波振動子対は、周波数特性がそれぞれ異なるので、一組の検出器で複数の周波数に対応出来るようになり，検出器を変えなくても超音波の伝播特性がよい超音波周波数での測定が出来る超音波流量計が得られる。
According to the ninth aspect of the present invention, the following effect can be obtained.
Multiple transmission / reception ultrasonic transducer pairs have different frequency characteristics, so a set of detectors can handle multiple frequencies, and the ultrasonic frequency has good ultrasonic propagation characteristics without changing the detector. An ultrasonic flowmeter that can be measured with is obtained.
本発明の請求項１０によれば、次のような効果がある。
送受信超音波振動子対は、測定管の管軸方向に順次ずらして配置されたので、管軸方向に同一条件で測定出来る超音波流量計が得られる。
According to the tenth aspect of the present invention, the following effects can be obtained.
Since the transmission / reception ultrasonic transducer pairs are sequentially shifted in the tube axis direction of the measurement tube, an ultrasonic flowmeter capable of measuring under the same conditions in the tube axis direction is obtained.
本発明の請求項１１によれば、次のような効果がある。
送受信超音波振動子対は、測定管の周面に沿って所定個配置されたので、測定管の管軸方向を短く出来、コンパクトな超音波流量計が得られる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the following effects can be obtained.
Since a predetermined number of transmission / reception ultrasonic transducer pairs are arranged along the circumferential surface of the measurement tube, the tube axis direction of the measurement tube can be shortened, and a compact ultrasonic flowmeter can be obtained.
本発明の請求項１２によれば、次のような効果がある。
それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から、最適の送受信超音波振動子対を選択する送受信超音波振動子対切替回路が設けられたので、測定精度が向上された超音波流量計が得られる。
According to claim 12 of the present invention, the following effects can be obtained.
Transmission / reception ultrasonic transducer pair switching circuit that selects the optimal transmission / reception ultrasonic transducer pair from the signal intensity or signal waveform of each transmission / reception ultrasonic transducer pair is provided, so the ultrasonic flow rate with improved measurement accuracy A total is obtained.
本発明の請求項１３によれば、次のような効果がある。
それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から、測定管の詰まり状態を検知する詰まり状態検知回路が設けられたので、測定管の詰まり状態を検知出来る超音波流量計が得られる。
According to claim 13 of the present invention, there are the following effects.
Since the clogged state detection circuit for detecting the clogged state of the measurement tube is provided from the signal intensity or signal waveform of each pair of transmission / reception ultrasonic transducers, an ultrasonic flowmeter capable of detecting the clogged state of the measurement tube is obtained.
本発明の請求項１４によれば、次のような効果がある。
それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から、測定流体の異常状態を検知する異常状態検知回路が設けられたので、測定流体の異常状態を検知出来る超音波流量計が得られる。
The fourteenth aspect of the present invention has the following effects.
Since an abnormal state detection circuit for detecting an abnormal state of the measurement fluid is provided from the signal intensity or signal waveform of each pair of transmission / reception ultrasonic transducers, an ultrasonic flowmeter capable of detecting the abnormal state of the measurement fluid can be obtained.
本発明の請求項１５によれば、次のような効果がある。
それぞれの送受信超音波振動子対の信号強度あるいは信号波形から、測定管あるいは測定流体の異常状態の警報を発する警報発生回路が設けられたので、測定誤差が大きな測定を警報により回避出来る超音波流量計が得られる。
The fifteenth aspect of the present invention has the following effects.
An alarm generation circuit is provided to issue an alarm for abnormal conditions of the measurement tube or measurement fluid from the signal intensity or signal waveform of each transmitting / receiving ultrasonic transducer pair. A total is obtained.
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図である。
図において、図７と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図７と相違部分のみ説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of the main part configuration of an embodiment of the present invention.
In the figure, the same symbol structure as in FIG. 7 represents the same function.
Only the differences from FIG. 7 will be described below.
図において、測定流体ＦＬが流れる測定管１の上流と下流に１対の流量測定用の超音波送受信振動子１１が設けられている。
変換器３は流量測定用の超音波送受信振動子１１に接続されている。
In the figure, a pair of
The
管厚測定超音波振動子１２は、測定管１に設けられ、測定管１の管厚を測定する。
この場合は、管厚測定超音波振動子１２は、超音波の送受信面が、測定管１の半径方向に直交して設けられている。
管厚測定超音波振動子１２は、測定管１の管軸方向に所定個配置されている。
この場合は、２個配置されている。なお、１個でも良いことは勿論である。
The tube thickness measurement
In this case, the tube thickness measurement
A predetermined number of tube thickness measuring
In this case, two are arranged. Needless to say, one piece may be used.
図２は図１の電気回路の要部ブロック図である。
流量補正回路２１は、管厚測定超音波振動子１２の管厚の測定信号に基づき流量補正を行う。
詰まり状態検知回路２２は、管厚測定超音波振動子１２の管厚測定信号に基づき測定管の詰まりを検知する。
FIG. 2 is a main block diagram of the electric circuit of FIG.
The flow
The clogging
警報発生回路２３は、管厚測定超音波振動子１２の管厚測定信号に基づき管厚が所定厚さに達した時に警報を発する。
なお、流量測定回路２４は、流量測定用振動子１１の測定信号により、流量測定を行う。
管厚測定回路２５は、厚さ測定用振動子１２の測定信号により、管厚測定を行う。
The alarm generation circuit 23 issues an alarm when the tube thickness reaches a predetermined thickness based on the tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement
The flow rate measurement circuit 24 performs flow rate measurement based on the measurement signal from the flow
The tube
以上の構成において、変換器３から超音波の送信信号を厚さ測定用の超音波振動子１２に送り、超音波信号を発信させる。
発信した超音波信号は，測定管１の内壁部分から反射され、超音波振動子１２に再度入力し、受信信号に変換され変換器３に送られる。
変換器３では、超音波の伝播時間を演算し、その伝播時間から測定管１の厚さを計算する。
In the above configuration, an ultrasonic transmission signal is sent from the
The transmitted ultrasonic signal is reflected from the inner wall portion of the measuring tube 1, input again to the
The
この結果、
流量測定用の変換器３のみで，厚さ測定と流量測定が可能な超音波流量計が得られる。
流量測定中に測定管１の厚み測定が可能なので，変換器３を設置後に厚みが変化した際に厚みの補正が可能な超音波流量計が得られる。
厚み測定の状態をモニターし，測定管１の詰まり等の状態の変化の診断が可能な超音波流量計が得られる。
As a result,
An ultrasonic flowmeter capable of measuring the thickness and measuring the flow rate can be obtained by using only the
Since the thickness of the measuring tube 1 can be measured during the flow rate measurement, an ultrasonic flowmeter capable of correcting the thickness when the thickness changes after the
An ultrasonic flowmeter capable of monitoring the thickness measurement state and diagnosing a change in the state such as clogging of the measurement tube 1 can be obtained.
超音波の送受信面が、測定管１の半径方向に直交して設けられたので、超音波の送受信の効率が良い超音波流量計が得られる。
管厚測定超音波振動子１２a，１２b，‥‥‥は、測定管１の管軸方向に所定個配置されたので、管軸方向の断面積の変化をより正確に測定出来る超音波流量計が得られる。
Since the ultrasonic transmission / reception surface is provided orthogonal to the radial direction of the measuring tube 1, an ultrasonic flowmeter with high ultrasonic transmission / reception efficiency can be obtained.
Since the tube thickness measuring
管厚測定超音波振動子１２a，１２b，‥‥の管厚の測定信号に基づき、流量補正を行う流量補正回路２１が設けられたので、流量補正が正確に出来て、精度が向上された超音波流量計が得られる。
Since the flow
管厚測定超音波振動子１２a，１２b，‥‥の管厚測定信号に基づき、測定管１の詰まり状態を検知する詰まり状態検知回路が設けられたので、測定管１の詰まり状態を検知出来る超音波流量計が得られる。
Since a clogging state detection circuit for detecting the clogging state of the measurement tube 1 is provided based on the tube thickness measurement signals of the tube thickness measurement
管厚測定超音波振動子１２a，１２b，‥‥の管厚測定信号に基づき、管厚が所定厚さに達した時に警報を発する警報発生回路２３が設けられたので、測定誤差が大きな測定を警報により回避出来る超音波流量計が得られる。
Based on the tube thickness measurement signals of the tube thickness measurement
図３は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、管厚測定超音波振動子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……は、測定管１の周面に沿って所定個配置されている。
この場合は、３個は配置されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In this embodiment, a predetermined number of the tube thickness measurement
In this case, three are arranged.
この結果、管厚測定超音波振動子１２a，１２b，‥‥‥は、測定管１の周面に沿って所定個配置されたので、測定管１の断面積の測定が、より正確に測定出来る超音波流量計が得られる。
As a result, since the pipe thickness measuring
図４は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、複数の送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……が、測定管１の管軸方向に、所定間隔を保って配置されている。この場合は、２対が使用されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a plurality of transmission / reception
また、この場合は、複数の送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……は、周波数特性がそれぞれ異なっている。
送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……は、測定管１の管軸方向に順次ずらして配置されている。
In this case, the plurality of transmission / reception
The transmitting / receiving
図５は図４の電気回路の要部ブロック図である。
送受信周波数切替器４１は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……への送受信周波数を切替る。
送受信切り替え器４２は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……の送受信方向を切り替える。
FIG. 5 is a principal block diagram of the electric circuit of FIG.
The transmission /
The transmission /
演算器４３は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……の測定結果を演算し，測定流体ＦＬの流量を演算する。
詰まり検知回路４４は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……の信号強度あるいは信号波形から、測定管１の詰まり状態を検知する。
The
The clogging
異常状態検知回路４５は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……の信号強度あるいは信号波形から、測定流体ＦＬの異常状態を検知する。
警報発生回路４６は、送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……の信号強度あるいは信号波形から、測定管１あるいは測定流体ＦＬの異常状態の警報を発する。
The abnormal state detection circuit 45 detects the abnormal state of the measurement fluid FL from the signal intensity or signal waveform of the transmission / reception
The
なお、送受信周波数ｆ１用，ｆ２用の２種類の超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，……が、測定管１に設置された場合に、超音波の伝播経路ａ，ｂの長さが等しくなるように組み込まれている。
Note that when two types of
以上の構成において、演算器４３からの指令を受けて，切り替え回路４１によってｆ１用またはｆ２用超音波振動子対３１ａ，３１ｂを選択して、超音波振動子対３１ａ，３１ｂに送信信号を発信し，流れと同じ方向に周波数ｆ１またはｆ２の超音波を送信し，もう一方の超音波振動子対３１ａ，３１ｂで測定管と測定流体ＦＬの中を伝わってきた超音波信号を受信し、その伝播時間を測定する。
In the above configuration, upon receiving a command from the
次に、送受信切り替え器４２で超音波振動子対３１ａ，３１ｂの送受信を切り替えて流れと逆の方向に超音波を発信し、その伝播時間を測定する（信号の処理方法については、図７従来例と同じ）。
Next, transmission / reception of the
なお、
１）起動時に送受信周波数ｆ１とｆ２で測定を行い，超音波の伝播の強度の測定や超音波信号の質の判定を行って，測定対象に対して送受信周波数を決める。
In addition,
1) Measurement is performed at the transmission / reception frequencies f1 and f2 at the time of activation, and the transmission / reception frequency is determined for the measurement object by measuring the intensity of ultrasonic propagation and determining the quality of the ultrasonic signal.
２）その後は、送受信周波数ｆ１またはｆ２のいずれかの超音波振動子対３１ａ，３１ｂで測定を行う．
2) Thereafter, measurement is performed with the
３）信号の強度や質が劣化した場合には、再度、送受信周波数ｆ１とｆ２で測定を行い、超音波の伝播の強度の測定や超音波信号の質の判定を行って、測定対象に対して、最適なほうの送受信周波数を再度決める。 3) If the signal strength or quality deteriorates, measure again at the transmission and reception frequencies f1 and f2, measure the intensity of ultrasonic propagation and determine the quality of the ultrasonic signal, Then, the optimum transmission / reception frequency is determined again.
この結果
測定管１の管軸方向に所定間隔を保って配置された複数の超音波振動子対３１ａ，３１ｂｂが設けられたので、例えば、一組の検出器で、複数の周波数に対応出来るようになり，検出器を変えなくても超音波の伝播特性がよい超音波周波数での測定が出来る超音波流量計が得られる。
As a result, since a plurality of ultrasonic transducer pairs 31a and 31bb arranged at predetermined intervals in the tube axis direction of the measuring tube 1 are provided, for example, a set of detectors can handle a plurality of frequencies. Thus, an ultrasonic flowmeter capable of measuring at an ultrasonic frequency with good ultrasonic propagation characteristics without changing the detector can be obtained.
事前の測定流体の伝播特性の確認が不要になる超音波流量計が得られる。
最適でない超音波周波数の検出器を使用しため、超音波が透過せず測定出来ない等の不具合が無くなる超音波流量計が得られる。
An ultrasonic flowmeter that eliminates the need to confirm the propagation characteristics of the measurement fluid in advance is obtained.
Since a detector having an ultrasonic frequency that is not optimal is used, an ultrasonic flowmeter that eliminates the inconvenience that ultrasonic waves cannot pass through and cannot be measured is obtained.
複数の送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂは、周波数特性がそれぞれ異なるので、一組の検出器で複数の周波数に対応出来るようになり，検出器を変えなくても超音波の伝播特性がよい超音波周波数での測定が出来る超音波流量計が得られる。
送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂは、測定管１の管軸方向に順次ずらして配置されたので、管軸方向に同一条件で測定出来る超音波流量計が得られる。
Since the plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs 31a and 31b have different frequency characteristics, one set of detectors can cope with a plurality of frequencies, and the ultrasonic propagation characteristics are good without changing the detectors. An ultrasonic flowmeter capable of measuring at an ultrasonic frequency is obtained.
Since the transmission / reception ultrasonic transducer pairs 31a and 31b are sequentially shifted in the tube axis direction of the measurement tube 1, an ultrasonic flowmeter capable of measuring under the same conditions in the tube axis direction is obtained.
それぞれの送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂの信号強度あるいは信号波形から、最適の送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂを選択する送受信超音波振動子対切替回路４１が設けられたので、測定精度が向上された超音波流量計が得られる。
Since the transmission / reception ultrasonic transducer
それぞれの送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂの信号強度あるいは信号波形から、測定管１の詰まり状態を検知する詰まり状態検知回路４４が設けられたので、測定管１の詰まり状態を検知出来る超音波流量計が得られる。
Since the clogged
それぞれの送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂの信号強度あるいは信号波形から、測定流体ＦＬの異常状態を検知する異常状態検知回路４５が設けられたので、測定流体ＦＬの異常状態を検知出来る超音波流量計が得られる。 Since an abnormal state detection circuit 45 for detecting an abnormal state of the measurement fluid FL is provided from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs 31a and 31b, an ultrasonic wave that can detect the abnormal state of the measurement fluid FL. A flow meter is obtained.
それぞれの送受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂの信号強度あるいは信号波形から、測定管１あるいは測定流体ＦＬの異常状態の警報を発する警報発生回路４６が設けられたので、測定誤差が大きな測定を警報により回避出来る超音波流量計が得られる。
Since an
図６は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、３組の受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，３２ｃが設けられたものである。
なお、図６では，一方の受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，３２ｃのみが示されていて、他方の受信超音波振動子対３１ａ，３１ｂ，３２ｃは示されていない。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In this embodiment, three pairs of reception
In FIG. 6, only one reception
この結果、測定流体ＦＬの状態により，更に、適した超音波周波数を選択出来る超音波流量計が得られる。 As a result, an ultrasonic flowmeter capable of further selecting a suitable ultrasonic frequency depending on the state of the measurement fluid FL is obtained.
図７は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、送受信超音波振動子対５１ａ，５１ｂ……は、測定管１の周面に沿って所定個配置されている。この場合は、２対配置されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In this embodiment, a predetermined number of transmission / reception ultrasonic transducer pairs 51 a, 51 b... Are arranged along the peripheral surface of the measurement tube 1. In this case, two pairs are arranged.
この結果、送受信超音波振動子対５１ａ，５１ｂ……は、測定管１の周面に沿って所定個配置されたので、測定管１の管軸方向を短く出来、コンパクトな超音波流量計が得られる。 As a result, since a predetermined number of transmission / reception ultrasonic transducer pairs 51a, 51b,... Are arranged along the peripheral surface of the measurement tube 1, the tube axis direction of the measurement tube 1 can be shortened, and a compact ultrasonic flowmeter can be obtained. can get.
図８は、本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、検出器の取付方式としてＺ法を用いたものを示したものである。
なお、検出器の取付方式としてＮ法、Ｗ法を用いても良いことは勿論である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the main part of another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the detector mounting method using the Z method is shown.
Of course, the N method and the W method may be used as the detector mounting method.
１ 測定管
３ 保護体
１１ 流量測定用の超音波送受信振動子
１２ 管厚測定超音波振動子
２１ 流量補正回路
２２ 詰まり状態検知回路
２３ 警報発生回路
２４ 流量測定回路
２５ 管厚測定回路
３１ 送受信超音波振動子対
４１ 送受信周波数切替器
４２ 送受信切り替え器
４３ 演算器
４４ 詰まり検知回路
４５ 異常状態検知回路
５１ 送受信超音波振動子対
ａ 超音波の伝播経路
ｂ 超音波の伝播経路
ｆ１ 超音波の伝播経路
ｆ２ 超音波の伝播経路
ＦＬ 測定流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (15)
前記測定管に設けられ前記測定管の管厚を測定する管厚測定超音波振動子
を具備したことを特徴とする超音波流量計。 In an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of the measurement fluid flowing in the measurement tube using ultrasonic waves,
An ultrasonic flowmeter comprising a tube thickness measurement ultrasonic transducer provided in the measurement tube and measuring the tube thickness of the measurement tube.
を特徴とする請求項１記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the tube thickness measurement ultrasonic transducer has an ultrasonic transmission / reception surface orthogonal to a radial direction of the measurement tube.
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein a predetermined number of the tube thickness measurement ultrasonic transducers are arranged along a peripheral surface of the measurement tube.
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 3, wherein a predetermined number of the tube thickness measurement ultrasonic transducers are arranged in a tube axis direction of the measurement tube.
を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1, further comprising a flow rate correction circuit that performs flow rate correction based on a tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer.
を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の超音波流量計。 The ultrasonic flow rate according to any one of claims 1 to 5, further comprising a clogging state detection circuit that detects clogging of a measurement tube based on a tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer. Total.
を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の超音波流量計。 7. An alarm generation circuit that issues an alarm when the tube thickness reaches a predetermined thickness based on a tube thickness measurement signal of the tube thickness measurement ultrasonic transducer. The described ultrasonic flowmeter.
前記測定管の管軸方向に所定間隔を保って配置された複数の送受信超音波振動子対
を具備したことを特徴とする超音波流量計。 In an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of the measurement fluid flowing in the measurement tube using ultrasonic waves,
An ultrasonic flowmeter comprising a plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs arranged at predetermined intervals in the tube axis direction of the measurement tube.
を特徴とする請求項８記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 8, wherein the plurality of transmission / reception ultrasonic transducer pairs have different frequency characteristics.
を特徴とする請求項９記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 9, wherein the transmission / reception ultrasonic transducer pairs are sequentially shifted in a tube axis direction of the measurement tube.
を特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 8 to 10, wherein a predetermined number of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs are arranged along a peripheral surface of the measurement tube.
を具備したことを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の超音波流量計。 12. A transducer pair switching circuit for selecting an optimum transmission / reception ultrasonic transducer pair from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs. The ultrasonic flowmeter described in 1.
を具備したことを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れかに記載の超音波流量計。 The clogged state detection circuit for detecting a clogged state of the measuring tube from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs is provided. Ultrasonic flow meter.
を具備したことを特徴とする請求項８乃至請求項１３の何れかに記載の超音波流量計。 The abnormal state detection circuit which detects the abnormal state of the said measurement fluid from the signal intensity | strength or signal waveform of each said transmission-and-reception ultrasonic transducer | vibrator pair was comprised, The any one of Claims 8 thru | or 13 characterized by the above-mentioned. Ultrasonic flow meter.
を具備したことを特徴とする請求項８乃至請求項１４の何れかに記載の超音波流量計。
15. An alarm generation circuit that issues an alarm of an abnormal state of the measurement tube or the measurement fluid from the signal intensity or signal waveform of each of the transmission / reception ultrasonic transducer pairs. The ultrasonic flowmeter according to Crab.
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