JP2008275556A - Ultrasonic flow meter - Google Patents
Ultrasonic flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008275556A JP2008275556A JP2007122413A JP2007122413A JP2008275556A JP 2008275556 A JP2008275556 A JP 2008275556A JP 2007122413 A JP2007122413 A JP 2007122413A JP 2007122413 A JP2007122413 A JP 2007122413A JP 2008275556 A JP2008275556 A JP 2008275556A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- rod
- tube
- fluid
- transmitted
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
本発明は、管体内の流体中に超音波反射面を備えた超音波流量計に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic flowmeter provided with an ultrasonic reflection surface in a fluid in a tubular body.
従来から時間差方式の超音波流量計においては、一般に図9に示すような管体1の外側の流れに沿った上流側、下流側位置に超音波送受波器2、3を設置している。これらの超音波送受波器2、3間で交互に超音波ビームBを発信、受信して、上流側から下流側への管体1の内壁で反射する超音波ビームBの伝播と、下流側から上流側への同様の超音波ビームBの伝播とにより生ずる時間差から、管体1内を流れる流体の流速及び流量を求めている。
Conventionally, in a time difference type ultrasonic flowmeter,
しかし、超音波ビームBが管体1から液体中に進むとき、及び流体中から管体1内に進むときに屈折が生ずる。更には、このときの屈折は液体の密度、粘度、温度などの動粘度により屈折角に変化が生じ、測定に不具合をもたらす。
However, refraction occurs when the ultrasonic beam B travels from the
例えば、流体が水の場合に、例えば温度が1℃と99℃では動粘度が大きく異なって屈折角が変化し、超音波送受波器2、3の位置を移動させないと十分な信号を得ることができない。
For example, when the fluid is water, for example, when the temperature is 1 ° C. and 99 ° C., the kinematic viscosity is greatly different and the refraction angle changes, and a sufficient signal can be obtained unless the positions of the
そこで、図10に示すように超音波送受波器2、3に角度を持たせて直線で結ぶようにすれば、この点については解決されるが、管体1を斜めに正確に加工し、防水対策を行うことは極めて困難である。
Therefore, as shown in FIG. 10, if the
このような問題に対応するための1つの方策として、特許文献1の手段が知られている。この特許文献1によれば、図11に示すように管体4中に一対の金属製の反射体5、6を吊り下げ、超音波送受波器7から発生した超音波ビームBを管体4内に導入して反射体5で反射して管軸方向に向け、再び相手側の反射体6で受け、相手側の超音波送受波器8に導くようになっている。超音波送受波器8で発生した超音波ビームBも逆の経路を経て超音波送受波器7に至る。
As one measure for dealing with such a problem, the means of
しかし、上述の特許文献1においては、管体1内に超音波ビームBを直角に進入させるため、管体1と流体間での屈折角が生ずることはないが、次のような問題がある。
However, in the above-mentioned
(1)管体1と反射体5、管体1と反射体6との間の超音波伝播経路において、超音波ビームBが流体の流速により偏向され、超音波ビームBが効率的に相手側の超音波送受波器7、8に到達せず、S/Nが大きくなり誤差が介入し易い。
(2)管体1中に吊り下げた反射体5、6が動き易く、超音波ビームBの伝達距離が変化し易い。
(3)管体1への反射体5、6の取り付け作業が容易ではない。
(1) In the ultrasonic wave propagation path between the
(2) The
(3) It is not easy to attach the
本発明の目的は、上述の課題を解消し、簡易に流体中に超音波反射面を配置でき、良好な測定精度が得られる超音波流量計を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic flowmeter that solves the above-described problems and that can easily arrange an ultrasonic reflection surface in a fluid and that can obtain good measurement accuracy.
上記目的を達成するための本発明に係る超音波流量計の技術的特徴は、流路用管体を流れる流体の流量を測定する超音波流量計において、前記管体内に一対の超音波伝播用の棒状体を管軸方向に間隔をおいてかつ管軸方向と直交する方向に挿入し、前記管体内の前記棒状体の先端の前記棒状体同士の対向する側の反対側にそれぞれ傾斜反射面を形成すると共に、前記棒状体の前記管体外の外端部にそれぞれ超音波送受波器を取り付け、前記超音波送受波器により超音波ビームの発信、受信を交互に繰り返し、前記超音波ビームを前記一方の棒状体、前記傾斜反射面から、前記流体、相手側傾斜反射面、相手側棒状体を経て相手側の前記超音波送受波器に伝達することにある。 In order to achieve the above object, the technical feature of the ultrasonic flowmeter according to the present invention is that an ultrasonic flowmeter for measuring a flow rate of a fluid flowing through a flow path tube body is used for a pair of ultrasonic wave propagation in the tube body. Are inserted in a direction perpendicular to the tube axis direction at intervals in the tube axis direction, and inclined reflecting surfaces are respectively provided on the opposite sides of the ends of the rod bodies in the tube body to the opposite sides of the rod bodies. And an ultrasonic transducer is attached to each outer end of the rod-shaped body outside the tubular body, and the ultrasonic beam is alternately transmitted and received by the ultrasonic transducer, and the ultrasonic beam is It is to be transmitted from the one rod-like body and the inclined reflection surface to the ultrasonic transducer on the other side via the fluid, the other-side inclined reflection surface and the other-side rod-like body.
本発明に係る超音波流量計によれば、取り付けが容易で流量を正確に計測することができる。 According to the ultrasonic flowmeter of the present invention, it is easy to mount and the flow rate can be accurately measured.
本発明を図1〜図5に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は実施例における超音波流量計の構成図を示しており、例えば内径20mmの流路用管体11内に、例えばPPSなどの合成樹脂材料から成り、超音波ビーム伝播用の例えば直径7mmの丸棒状の2本の棒状体12a、12bが、その先端を管径の1/3程度の位置にして挿入されている。棒状体12a、12bの挿入方向は、管軸Oと直交する平面内において、管軸Oに向けて挿入され、棒状体12a、12b同士の管軸方向の間隔は例えば80mmとされている。
The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows a configuration diagram of an ultrasonic flowmeter according to the embodiment. For example, a
図2、図3に示すように、棒状体12a、12bの先端の対向する反対側には、斜め45度に切削された傾斜反射面13a、13bが形成され、これらの傾斜反射面13a、13bは互いに相反する方向に向けられている。更に、棒状体12a、12bの先端には、管軸方向と直交する平面14a、14bが互いに対向して形成されている。この平面14a、14bは棒状体12a、12bに段差が生じないように、棒状体12a、12bの中間部から滑らかな曲面を経て平面状に切削されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, inclined reflecting
棒状体12a、12bの管体11の外部に位置する外端部15a、15bには、それぞれ超音波送受波器16a、16bが取り付けられ、これらの超音波送受波器16a、16bには図示しない超音波発信回路が接続されていると共に、超音波送受波器16a、16bの出力は演算制御手段17に接続され、演算制御手段17の出力は表示手段18に接続されている。
流量測定に際しては、超音波送受波器16a、16bにおいて、交互に超音波ビームBを繰り返して発信かつ受信する。上流側の超音波送受波器16aから発信された超音波ビームBは棒状体12a内を伝播して先端の傾斜反射面13aで管軸方向に反射され、平面14aを経て流体中に出射される。超音波ビームは平面14a、14b間の所定距離の流体中を通過し、相手側の平面14b、傾斜反射面13bを経て棒状体12bを進行し、下流側の超音波送受波器16bに至る。下流側の超音波送受波器16bからの超音波ビームBは、逆の経路を経て上流側の超音波送受波器16aに至ることになる。
When measuring the flow rate, the
超音波ビームBが棒状体12a、12bの平面14a、14b間を通過する際には流速の影響を受け、上流側から下流側に到達するまでの時間と、下流側から上流側に到達する時間が異なり、伝播時間差を演算制御手段17で測定する。この伝播時間差により、演算制御手段17において公知の方法により流量値を算出し、表示手段18に表示又は他の回路に出力する。
When the ultrasonic beam B passes between the
このように本実施例においては、超音波ビームBの管体中に入射は棒状体12a、12bに伝達されることにより、屈折や流体の流速の影響を受けることなく、棒状体12a、12b間においてのみ流速に伝達するので、精度の良い測定が可能となる。また、棒状体12a、12bの管体11への取り付けも、管体11に管軸Oとの直交平面方向に孔を穿孔すればよいので、簡便に固定ができる。
As described above, in this embodiment, the incidence of the ultrasonic beam B into the tubular body is transmitted to the rod-
上述の実施例においては、断面円形の棒状体12a、12bに平面14a、14bを形成しており、曲面、傾斜面を形成せざるを得ず、超音波ビームBがこれらの曲面等で乱反射し、ノイズ成分が大きくなることが考えられる。
In the above-described embodiment, the
この対策として、図4に示すように棒状体12a、12bに断面角型のものを使用してもよい。この場合に、上述のノイズ発生の問題は解決され、傾斜反射面13a、13bの面積を大きくすることができるが、流体に対する抵抗となり、流れを大きく乱すことにもなる。
As a countermeasure against this, as shown in FIG. 4, the rod-
そこで、図5又は図6に示すように、棒状体12として断面半円状、半楕円状又は三角状のものを使用し、平面14は予め素材に作成されているものとし、棒状体12aの上流側の面、棒状体12bの下流側の面は円形、楕円形、又は三角形とすると、流れを大きく乱すことがないので好適である。
Therefore, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, a rod-
更に、棒状体12a、12bの先端の平面14a、14bは球状面に加工してレンズ効果を持たせることができる。これにより、相手側の棒状体12a、12bの球状面に至る過程における超音波ビームBを任意の形状に収束することができ、効率的な伝播を行わせることが可能となる。また、傾斜反射面13a、13bを曲面として、レンズ効果を持たせてもよい。
Furthermore, the
更には、棒状体12a、12bの管体11内への挿入深さは流体抵抗が生ずること、層流を考慮して、深く挿入しないことが望ましい。また、挿入方向は必ずしも管軸Oに向ける必要はなく、図7に示すように管軸Oに対して偏心していてもよい。
Furthermore, it is desirable not to insert the rod-
更に、棒状体12a、12bは管軸方向から見て平行に揃えることなく、図8に示すように管体11への挿入方向が異なっていても、傾斜反射面13a、13b同士が管軸方向で一致していれば支障はない。
Further, the rod-
また、棒状体12a、12bの材料は必ずしも合成樹脂とは限らず金属であってもよい。
The material of the rod-
11 流路用管体
12a、12b 棒状体
13a、13b 傾斜反射面
14a、14b 平面
15a、15b 外端部
16a、16b 超音波送受波器
17 演算制御手段
18 表示手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007122413A JP2008275556A (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Ultrasonic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007122413A JP2008275556A (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Ultrasonic flow meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008275556A true JP2008275556A (en) | 2008-11-13 |
Family
ID=40053668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007122413A Pending JP2008275556A (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Ultrasonic flow meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008275556A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102288328A (en) * | 2011-05-12 | 2011-12-21 | 铜陵德瑞曼电子科技有限公司 | Ultrasonic heat meter base tube |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6140512A (en) * | 1984-07-23 | 1986-02-26 | ウエスチングハウス エレクトリック コーポレーション | Measuring device for velocity of flow of fluid |
JP2003194601A (en) * | 2001-11-28 | 2003-07-09 | Krohne Ag | Instrument for measuring flow rate |
JP2005037219A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic transmitter/receiver and manufacturing method therefor |
EP1775560A2 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | Kamstrup A/S | Flow straightener for an ultrasonic flow meter |
-
2007
- 2007-05-07 JP JP2007122413A patent/JP2008275556A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6140512A (en) * | 1984-07-23 | 1986-02-26 | ウエスチングハウス エレクトリック コーポレーション | Measuring device for velocity of flow of fluid |
JP2003194601A (en) * | 2001-11-28 | 2003-07-09 | Krohne Ag | Instrument for measuring flow rate |
JP2005037219A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic transmitter/receiver and manufacturing method therefor |
EP1775560A2 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | Kamstrup A/S | Flow straightener for an ultrasonic flow meter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102288328A (en) * | 2011-05-12 | 2011-12-21 | 铜陵德瑞曼电子科技有限公司 | Ultrasonic heat meter base tube |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3268701B1 (en) | Hybrid sensing ultrasonic flowmeter | |
EP2513611B1 (en) | Ultrasonic transducer, flow meter and method | |
KR101798716B1 (en) | Ultrasonic flowmeter and method for measuring flow rate | |
CN103575378A (en) | Ultrasonic wedge and method for determining the speed of sound in same | |
US10151610B2 (en) | Flow rate measurement device and flow rate measurement method | |
JP2015232519A (en) | Clamp-on type ultrasonic flow meter and flow measurement method | |
RU2637381C2 (en) | Ultrasonic waveguide | |
RU2708904C1 (en) | Method and system for ultrasonic overhead flow measurement and body for measurement | |
RU154441U1 (en) | SENSOR FOR ULTRASONIC FLOW METER | |
EP3063508B1 (en) | A flow meter for ultrasonically measuring the flow velocity of fluids | |
KR101097405B1 (en) | Non-intrusive ultrasonic current meter | |
JP2008122317A (en) | Ultrasonic flow meter for gas | |
JP2008275556A (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP2008122317A5 (en) | ||
EP2657658B1 (en) | Ultrasonic flow measurement system | |
RU2649421C1 (en) | Ultrasonic flowmeter with metal sensor | |
RU2576551C1 (en) | Sensor of ultrasonic flowmeter | |
JP4931550B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
JP2008026213A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
JP2007033115A (en) | Detection part of ultrasonic flowmeter | |
JP2008014833A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
RU2780963C1 (en) | Ultrasonic gas flow meter | |
JP2009216496A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
JP2010181321A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
JP2008196924A (en) | Ultrasonic flowmeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120508 |