JP2005127786A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005127786A JP2005127786A JP2003361918A JP2003361918A JP2005127786A JP 2005127786 A JP2005127786 A JP 2005127786A JP 2003361918 A JP2003361918 A JP 2003361918A JP 2003361918 A JP2003361918 A JP 2003361918A JP 2005127786 A JP2005127786 A JP 2005127786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- propagation path
- receiver
- propagation
- transmitter
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
【解決手段】 伝搬経路L1とL2には経路差L3が設定されているため、超音波送波器2により、超音波伝搬部5a,5bに同時に送波された超音波は、およそ経路差L3の伝搬時間分の遅延時間により分離された超音波パルスとして超音波受波器3によって受波されため、送波時の信号漏れによる精度低下を抑制し、極少量の流量計測にも対応できる高感度な超音波流量計を実現する。
【選択図】図1A
Description
逆に、超音波送受波器102を送波器として、超音波送受波器101を受波器として用いたときのシング・アラウンド周期をt2、シング・アラウンド周波数f2とすれば、次式(2)の関係が成立する。
上記式(1)及び(2)に基づいて、両シング・アラウンド周波数の周波数差Δfは、次式(3)で示される。
式(3)からわかるように、超音波の伝搬経路の距離L及び周波数差Δfから、流体の流速Vを求めることができる。そして、流路断面積Sが決まっているため、流速Vから流量を決定することができる。
上記流量測定部の管壁に囲まれた流路空間の外側に設けられ、超音波の送波を行う超音波送波器と上記超音波の受波を行う超音波受波器と、
上記超音波送波器あるいは/ならびに上記超音波受波器と上記流路空間との間に配置され、上記超音波の伝搬経路を形成する伝搬経路部を備えた超音波流量計であって、
上記超音波送波器から上記超音波受波器までの上記超音波の伝搬経路が少なくとも2つあり、かつ、上記2つの上記伝搬経路が互いに異なる長さを有する超音波流量計を提供する。
上記流量測定部の管壁に囲まれた流路空間の外側に設けられ、超音波の送波を行う超音波送波器と上記超音波の受波を行う超音波受波器と、
上記超音波送波器あるいは/ならびに上記超音波受波器と上記流路空間との間に配置され、上記超音波の伝搬経路を形成する伝搬経路部を備えた超音波流量計であって、
上記超音波送波器から上記超音波受波器までの上記超音波の伝搬経路が少なくとも2つあり、かつ、上記2つの上記伝搬経路が互いに異なる長さを有する超音波流量計を提供する。
まず、図1A〜図1Cを参照しながら、本発明の第1実施形態による超音波流量計を説明する。図1Aは、第1実施形態における超音波流量計の長手方向に沿った断面を示している。また、図1B、図1Cは第1実施形態における超音波流量計の図1A内のA−A'における矩形の流路断面形状を示している。
図1A〜図1Cの構成において、計測用流路9の断面は、図1Bに示される矩形形状であっても、図1Cに示される円形であってもよい。
ここで、図2Aに、駆動回路200と計測回路201を含む全体のシステムブロック図を示す。図2Aにおいて、駆動回路200は、駆動パルス信号を発生する、パルス発生器などより構成されるパルス発生部202と、上記信号を増幅する、電力増幅器などより構成される電力増幅部203とで構成され、計測回路201は、受波電気信号を増幅又は帯域制限してS/N改善を図るプリアンプ&フィルタ205と、波形の立ち上がり又は0クロス点を計測する波形計測部206と、波形計測部206によって計測された時刻を伝搬時間として計測するタイマー部として機能するタイマー回路207と、タイマー回路207の計測した伝搬時間から、流量を換算する流量換算部208とより構成される。全体を制御するコントローラー210からの指示で、タイミング発生部211からパルス発生部202とタイマー回路207にトリガ信号が供給され、超音波の送信及び伝搬時間の計測が開始される。
まず、超音波送波器2から伝搬経路部5aに送波された超音波は、大略逆Z字状の伝搬経路L1に沿って伝搬する。すなわち、まず、伝搬経路部5aを直進した後に、ハウジング部4aの一部に設けられかつ流量測定部1aの長手方向に対して、音響窓7aに到達可能な任意の角度(例えば、経路L1が流れに対して45度の角度の場合、長手方向に対して67.5度)だけ傾斜した反射面4gにより反射されて音響窓7aに到達し、音響窓7aを貫通して音響窓7aから流量測定部1a内の計測用流路9内に放射される。
この第1実施形態の場合、超音波受波器3は、前後方向からの超音波を受波する構成である。
T1=L/(C+Vcosθ)+△L/C ・・・・(5)
T2=L/(C−Vcosθ)+(△L+L3)/C ・・・・(6)
となる。
第1実施形態においては、超音波パルスを分離するために送波側の伝搬経路部5a,5bに伝搬経路差L3を設定し、下流から上流に向かう伝搬経路L2に遅延時間を持たせたが、伝搬経路L3は、受波側にのみ設定しても、あるいは送波側及び受波側の両方に設定してもかまわない。また、伝搬経路L1において、遅延時間を持たせる設定でもかまわない。
図3A及び図3Bは第1実施形態における上記超音波送波器2を示している。図3A及び図3Bにおいて、10は超音波送波器2に相当する超音波送波器、11は超音波送波器10の一対の音響整合層、12は一対の音響整合層11間に配置された積層型圧電素子、13は積層型圧電素子12内に配置された正負の積層電極、14は正負の積層電極13にそれぞれ接続された正負の電気端子、15は一対の音響整合層11と積層型圧電素子12と正負の積層電極13とを収納するホルダーケースを示している。
図4A及び図4Bにおける構成において、圧電素子17は例えば、高分子圧電材料や圧電コンポジット材料などで構成されており、超音波の受信に有利な圧電g定数が大きな材料により構成されている。図4A及び図4Bでは、電極を兼ねる金属板19の周囲に貼り付けられた構造になっており、超音波受波器16の外部を電極18で覆われている。超音波は、図4A中の矢印の方向から到来し、電気信号として、電気端子20を介して計測回路201に伝達される。
図5を参照しながら、本発明の第2実施形態による超音波流量計を説明する。図5は、第2実施形態における超音波流量計41の長手方向に沿った断面を示している。第2実施形態と前述の第1実施形態との間で共通する部材について同様の参照符号を与えている。
1a 流量測定部
2 超音波送波器
3 超音波受波器
4a,4b ハウジング部
4g,4h,4i,4j 反射面
5a,5b 伝搬経路部
6a,6b 伝搬経路部
7a,7b 音響窓
8a,8c 音響窓
9 計測用流路
10 超音波送波器
11 音響整合層
12 積層圧電素子
13 積層電極
14 電気端子
15 ホルダーケース
16 超音波受波器
17 圧電素子
18 電極
19 金属板
20 電気端子
21 ホルダーケース
41 超音波流量計
42 音速の遅い材料
Claims (8)
- 被測定流体の流路(9)を規定する管壁を有する管状流量測定部(1a)と、
上記流量測定部の管壁に囲まれた流路空間の外側に設けられ、超音波の送波を行う超音波送波器(2)と上記超音波の受波を行う超音波受波器(3)と、
上記超音波送波器あるいは/ならびに上記超音波受波器と上記流路空間との間に配置され、上記超音波の伝搬経路を形成する伝搬経路部(5a,5b、6a,6b)を備えた超音波流量計であって、
上記超音波送波器から上記超音波受波器までの上記超音波の伝搬経路が少なくとも2つあり、かつ、上記2つの上記伝搬経路が互いに異なる長さを有する超音波流量計。 - 上記伝搬経路部と上記流路空間との間に音響窓(7a,7b,8a,8c)を備える請求項1に記載の超音波流量計。
- 上記伝搬経路の長さの差が、上記超音波送波器及び超音波受波器が送受信する超音波パルス長よりも長い請求項1又は2に記載の超音波流量計。
- 上記音響窓がメッシュ構造より構成される請求項2又は3に記載の超音波流量計。
- 上記音響窓が、無機酸化物又は有機高分子の乾燥ゲルから形成されている請求項2あるいは3のいずれか1つに記載の超音波流量計。
- 上記乾燥ゲルの密度は、500kg/m3以下であり、上記乾燥ゲルの平均細孔直径は、100nm以下である請求項5に記載の超音波流量計。
- 上記伝搬経路部の一部あるいは全部が上記伝搬経路部を満たす媒質とは音速の異なる物質で構成される請求項1又は6に記載の超音波流量計。
- 上記音速の異なる物質が、無機酸化物又は有機高分子の乾燥ゲルから形成されている請求項7に記載の超音波流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003361918A JP2005127786A (ja) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003361918A JP2005127786A (ja) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | 超音波流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005127786A true JP2005127786A (ja) | 2005-05-19 |
JP2005127786A5 JP2005127786A5 (ja) | 2006-09-28 |
Family
ID=34641719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003361918A Withdrawn JP2005127786A (ja) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005127786A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005035265A1 (de) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Mediums durch eine Rohrleitung |
US9536996B2 (en) | 2014-08-05 | 2017-01-03 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Apparatus and method of manufacturing a support layer |
-
2003
- 2003-10-22 JP JP2003361918A patent/JP2005127786A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005035265A1 (de) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Mediums durch eine Rohrleitung |
US9536996B2 (en) | 2014-08-05 | 2017-01-03 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Apparatus and method of manufacturing a support layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3104956B2 (ja) | 混合ガスの音響分析装置と方法 | |
US7162930B2 (en) | Ultrasonic sensor | |
CN110383014B (zh) | 用于测量管道中流体的流速的设备和方法 | |
JP2005127786A (ja) | 超音波流量計 | |
JP3708226B2 (ja) | 流速測定装置 | |
JP3324720B2 (ja) | 流速測定装置 | |
JP6149250B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JP2004072461A (ja) | 超音波送受波器およびそれを用いた超音波流量計 | |
JP2006030142A (ja) | 超音波流量計 | |
JP2003139591A (ja) | 超音波流量計 | |
JP3692689B2 (ja) | 流量計 | |
JP2011007763A (ja) | 超音波流量計 | |
JP3680635B2 (ja) | 超音波センサ、超音波センシング装置および超音波流量計 | |
JP2000298045A5 (ja) | ||
JP2007064792A (ja) | 超音波式流れ計測装置 | |
JP2000298047A (ja) | 超音波流量計 | |
JP2018063114A (ja) | 音響整合層および超音波送受波器および超音波流量計 | |
JP2010249788A (ja) | 気体用超音波流量計 | |
JPH11108714A (ja) | 超音波送受波器、超音波送受波器の駆動方法及び流速測定装置 | |
JP2005172657A (ja) | 超音波送受波器およびそれを用いた超音波流量計 | |
JPS631217Y2 (ja) | ||
JP2001330485A (ja) | 超音波流量計 | |
SU735922A1 (ru) | Коррел ционный измеритель скорости потока | |
JP2005031034A (ja) | 超音波流量計 | |
JPH10170318A (ja) | 超音波流速測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060811 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060811 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20061206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081224 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090130 |