JP2005337911A - 超音波流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の超音波流量計100は、ガスが流通する流通管10の上流側と下流側とにセンサ取り付け凹部10a,10bが形成され、該センサ取り付け凹部10a,10bのそれぞれに超音波センサ2a,2bがガスと直接接するように配置されたものである。センサ取り付け凹部10a,10bによって形成された凹所には、超音波を減衰させる超音波減衰体7,8が配置されている。
【選択図】 図1
Description
図1は、一般住宅用ガスメータ等として用いられる超音波流量計100の一実施例の基本構成を示す。流通管10には、流路1が形成されている。流路1には、ガスが流れ方向軸線Oに沿って図示の流れ方向に流通(平均流速v)する。流通管10の上流側と下流側には、一対のセンサ取り付け凹部10a,10bが形成されている。センサ取り付け凹部10a,10bには、超音波センサ2a,2bが個別に取り付けられている。超音波センサ2a,2bは流路1に露出しており、流路1を流れるガスと直接接する配置となっている。図1の実施形態では、超音波センサ2aと2bは、流路1を隔てて反対側に位置しているが、同じ側に位置する形態もある。
Td=L/(c+v・cosθ)…(1)
Tu=L/(c−v・cosθ)…(2)
(1)、(2)式の逆数をとり、その差をとれば次式が得られる。
1/Td−1/Tu=2v・cosθ/L…(3)
したがって、順方向到達時間Tdと逆方向到達時間Tuの測定から、ガスの平均流速vと流量Qが次式により求められる。“A”は流路1の断面積である。
v=(1/2Td−1/2Tu)L/cosθ…(4)
Q=v・A…(5)
このように、ガスの温度・含有成分等に依存する音速cを(4)式から消去することで、測定値(到達時間Td,Tu)と一定値(L,θ)とから流速vが得られる利点を有している。
(3次反射波の減衰率)=20log10(e3_3)/(e3)…(1)
平面波は、伝搬距離が2倍になると1/2に減衰するので、3次反射波(1.5往復反射波)に関していえば、(e3_3)/(e3)=1/4である。故に、(3次反射波の減衰率)≒−12dBとなる。
(3次反射波の減衰率)=20log10(e3_3’)/(e3’)…(2)
ここで、(e3_3’)/(e3’)=(1/4)2*(3/5)2となり、(3次反射波の減衰率)≒−21dBとなる。
1−{(e3_3’)/(e3’)}/{(e3_3)/(e3)}…(3)
(3)式=1−9/25であるから、結局、超音波減衰体7,8を設ける場合と設けない場合とで比べると、S/N比は理論上は約64%向上する。
2a,2b 超音波センサ
4,20,21 帯域通過フィルタ
10 流通管
10a,10b センサ取り付け凹部
7,8,81,82 超音波減衰体
100,200 超音波流量計
Hb0,Hb1 空隙層
Claims (7)
- 流体が流通する流通管の上流側と下流側とにセンサ取り付け凹部が形成され、前記センサ取り付け凹部のそれぞれに超音波センサが前記流体と直接接するように配置された超音波流量計において、前記センサ取り付け凹部によって形成された凹所に、超音波を減衰させる超音波減衰体が配置されていることを特徴とする超音波流量計。
- 前記超音波減衰体は、不織布等の繊維集合体で構成されている請求項1記載の超音波流量計。
- 前記超音波減衰体は、グラスウール、ロックウール等の多孔質材料で構成されている請求項1記載の超音波流量計。
- 前記超音波減衰体は、前記超音波センサが配置される側とは反対側の表面が、平面波を反射して球面波を生成する凹凸形状を呈するものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の超音波流量計。
- 前記超音波減衰体と前記超音波センサとの間に空隙層が設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の超音波流量計。
- 前記超音波減衰体は、前記超音波センサに面接触する形で配置されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の超音波流量計。
- 受信波を増幅する増幅器よりも後段に帯域通過フィルタを設けた請求項1ないし6のいずれか1項に記載の超音波流量計。
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JP2019074443A (ja) * | 2017-10-18 | 2019-05-16 | 富士電機株式会社 | 流量計測装置 |
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JPH01250226A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
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