JP2011133289A - 超音波式流量計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流路4と、流路4の上流と下流に配置された音波を送信または受信する一対の送受信器5,6と、送受信器5,6間の超音波信号の伝搬時間を計測する計測手段1と、音波伝搬時間に応じて流体の流量を算出する流量算出手段12と、送受信器5,6の送受信面に対抗して設けられた反射体14とを備え、送受信器5,6は、流路4の側方に配置され、送受信器5から発信された超音波が反射体14により90度方向を変えられて、被測定流体を伝搬した後、再度反射体14により90度方向が変えられて送受信器6に受信されるように配置すると共に、流路4から送受信器に至る経路に、不要な超音波信号を排除する反射面15を配置した。
【選択図】図3
Description
図1における4は被測定流体が流れる流路、5,6は流路4の流れの上流と下流に配置された送受信器、計測手段1は、送受信器5,6の使用周波数を発信する発振回路7、発振回路7に接続され送受信器5,6を駆動する駆動回路8、送受信器5,6の送信と受信を切り替える切替回路9、超音波パルスを検知する受信検知回路10、超音波パルスの伝搬時間を計測するタイマ11及び、駆動回路8とタイマ11に制御信号を出力する制御部13で構成されており、流量演算手段12は、タイマ11の出力より流量を演算する。
路7の信号から送受信器5,6を駆動するため方形波が数波のバースト信号からなる駆動信号を出力可能ととしている。
t1=L/(C+Vcosθ)・・・(式1)
t2=L/(C−Vcosθ)・・・(式2)
で示される。(式1)(式2)より音速Cを消去して、流速Vを求めると
V=L/2cosθ(1/t1−1/t2)・・・(式3)
が得られる。L、θは既知であるのでt1とt2を測定すれば流速Vが求められる。この流速Vと流量測定部1の面積をS、補正係数をKとすれば、流量Qは
Q=KSV・・・(式4)
で演算できる。
射状に広がりながら伝搬していく様子を示す。そして、不要な音波を減衰させる減衰部としての反射面15を送受信器5の流路側の手前に設けてある。反射面15を設けることで、矢印D1、D2、D3のような計測に不要な音波を受信器5に到達させることを防げるため、ノイズの影響を受けずに音波伝搬時間の計測ができるようになり、精度の高い計測が可能となる。なお、他方の送受信器6側にも同様の反射面を設けてあり、同様の効果を有する。
図4は本発明の第2の実施の形態を示す断面図であり、不要な音波を減衰させる減衰部としての吸音材16を送受信器5の流路側の手前に設けてある。吸音材16の材質としては、被計測流体に耐えうる材料を選定し、気孔径が音波の波長λの1/4よりも大きい多孔体を用いた。吸音材16により、流路4から出た音波が送受信器5に到達するまでに、ノイズの要因の音波を吸収させるので、送受信面5aの前方の空間で共鳴する音波を低減させることが可能となり、より高精度な計測が可能となる。なお、他方の送受信器6側にも同様の吸音材を設けてあり、同様の効果を有する。
図5は本発明の第3の実施の形態を示す断面図であり、不要な音波を減衰させる減衰部としてのくぼみ部17を送受信器5の流路側の手前に設けてある。くぼみ部17の高さhとしては、音波の波長λの1/4よりも大きくしており、流路4から出た計測に不要な音波を反射させて、送受信器5まで伝搬させないようにした。従って、音波を壁面反射させて不要な音波を直接受信させないようにすることにより、容易な形状で高精度な計測が可能となる。なお、他方の送受信器6側にも同様のくぼみ部を設けてあり、同様の効果を有する。
4 流路
6、6 送受信器
12 流量演算手段
14 反射体
15 反射面(減衰部)
16 吸音材(減衰部)
17 くぼみ部(減衰部)
Claims (4)
- 被測定流体が流れる流路と、前記流路の上流と下流に配置された音波を送信または受信する一対の送受信器と、前記送受信器間の超音波信号の伝搬時間を計測する計測手段と、前記伝搬時間に応じて流体の流量を算出する流量算出手段と、前記一対の送受信器のそれぞれの送受信面に対抗して設けられた反射体とを備え、前記一対の送受信器は、共に前記流路の側方に配置され、一方の送受信器から発信された超音波が前記反射体により90度方向を変えられて、前記被測定流体を伝搬した後、再度反射体により90度方向が変えられて他方の送受信器に受信されるように配置すると共に、前記流路から前記送受信器に至る経路に、不要な超音波信号を排除する減衰部を配置したことを特徴とする超音波式流量計測装置。
- 減衰部は、流路から送受信器に至る経路の一部に不要な超音波信号を反射する反射面で構成したことを特徴とする請求項1記載の超音波式流量計測装置。
- 減衰部は、吸音材で構成したことを特徴とする請求項1記載の超音波式流量計測装置。
- 減衰部は、段差状の空間で構成したことを特徴とする請求項1記載の超音波式流量計測装置。
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JP2001311636A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流量計測装置 |
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