JP2632200B2 - 超音波による温度分布測定方法及び装置 - Google Patents
超音波による温度分布測定方法及び装置Info
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波により液体あるいは固体内の温度分
布を非接触で測定する超音波による温度分布測定装方法
及び装置に関する。
布を非接触で測定する超音波による温度分布測定装方法
及び装置に関する。
［従来技術］ 一般に、例えば円管内の温度分布を測定するには、熱
電対や抵抗温度計等の電気的温度計を円管内に装着し、
それぞれの場所で測定した値より、その間の温度勾配を
推定して温度分布を測定していた。
電対や抵抗温度計等の電気的温度計を円管内に装着し、
それぞれの場所で測定した値より、その間の温度勾配を
推定して温度分布を測定していた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の温度測定装置では、
例えば流体の中の温度測定素子を設置した場合には、流
体の流れが変化して元の流体の流れにおける温度分布が
測定されないという問題があり、また固体の温度を測定
する場合には、固体の内部に複数の温度測定素子を挿入
しなければならず、それによって固体の温度分布が変化
してしまうという問題があった。
例えば流体の中の温度測定素子を設置した場合には、流
体の流れが変化して元の流体の流れにおける温度分布が
測定されないという問題があり、また固体の温度を測定
する場合には、固体の内部に複数の温度測定素子を挿入
しなければならず、それによって固体の温度分布が変化
してしまうという問題があった。
本発明は、複数の振動子を円管の周囲に装着し、それ
ぞれ送信振動子から送られた超音波を受信振動子で受信
し、これにより平均音速の分布から温度分布を測定する
超音波による温度分布測定方法及び装置を提供すること
を目的とするものである。
ぞれ送信振動子から送られた超音波を受信振動子で受信
し、これにより平均音速の分布から温度分布を測定する
超音波による温度分布測定方法及び装置を提供すること
を目的とするものである。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記目的を達成するために、円管を挟んで
少なくとも対の超音波送信振動子及び受信振動子を配置
し、それぞれの対の振動子間の超音波の伝搬時間より平
均音速を測定し、かつ前記複数対の超音波送信振動子及
び受信振動子を回転しながら平均音速の分布を測定し、
この値から水温の分布を求める方法であり、また、円管
を挟んで対向した複数対の超音波送信振動子及び受信振
動子と、該複数対の超音波送信振動子及び受信振動子を
順次切り換えるスイッチング回路と、それぞれ対の超音
波送信振動子及び受信振動子の出力によって、対の超音
波送信振動子及び受信振動子間の超音波の伝搬時間より
音速を測る測定回路と、該測定回路によって測定された
音速をフーリエ変換するフーリエ変換回路と、該フーリ
エ変換出力を逆変換するフーリエ逆回路と、該フーリエ
逆変換回路の出力を記録またた表示する回路とからなる
装置である。さらに、円管に無指向性の複数の振動子を
装着し、超音波を送信する振動子を順次切り換え、送信
以外の振動子は受信振動子として超音波を受信して平均
音速の分布を測定し、この値から水温の分布を求める方
法であり、また、円管の周囲に設けた複数の振動子と、
該複数振動子のいずれか１つを超音波送信振動子とし、
その他の振動子を受信振動子として順次切り換えるスイ
ッチング回路と、前記送信振動子と受信振動子間の超音
波の伝搬時間より音速を測定する測定回路と、該測定回
路によって測定された音速の値をフーリエ変換するフー
リエ変換回路と、該フーリエ変換出力を逆変換するフー
リエ逆回転と、該フーリエ逆変換回路の出力を記録また
は表示する回路とからなる装置である。
少なくとも対の超音波送信振動子及び受信振動子を配置
し、それぞれの対の振動子間の超音波の伝搬時間より平
均音速を測定し、かつ前記複数対の超音波送信振動子及
び受信振動子を回転しながら平均音速の分布を測定し、
この値から水温の分布を求める方法であり、また、円管
を挟んで対向した複数対の超音波送信振動子及び受信振
動子と、該複数対の超音波送信振動子及び受信振動子を
順次切り換えるスイッチング回路と、それぞれ対の超音
波送信振動子及び受信振動子の出力によって、対の超音
波送信振動子及び受信振動子間の超音波の伝搬時間より
音速を測る測定回路と、該測定回路によって測定された
音速をフーリエ変換するフーリエ変換回路と、該フーリ
エ変換出力を逆変換するフーリエ逆回路と、該フーリエ
逆変換回路の出力を記録またた表示する回路とからなる
装置である。さらに、円管に無指向性の複数の振動子を
装着し、超音波を送信する振動子を順次切り換え、送信
以外の振動子は受信振動子として超音波を受信して平均
音速の分布を測定し、この値から水温の分布を求める方
法であり、また、円管の周囲に設けた複数の振動子と、
該複数振動子のいずれか１つを超音波送信振動子とし、
その他の振動子を受信振動子として順次切り換えるスイ
ッチング回路と、前記送信振動子と受信振動子間の超音
波の伝搬時間より音速を測定する測定回路と、該測定回
路によって測定された音速の値をフーリエ変換するフー
リエ変換回路と、該フーリエ変換出力を逆変換するフー
リエ逆回転と、該フーリエ逆変換回路の出力を記録また
は表示する回路とからなる装置である。
［作用］ 本発明によれば、超音波は液体の中で比較的減衰しに
くく、さらに超音波の伝搬速度は温度依存性を有するの
で、円管の周囲に設けた対の振動子順次作動するか、ま
たは１つの振動子を送信用として順次作動することによ
り、それぞれの振動子で超音波の伝搬時間の変化を測定
し、この測定値から温度分布を測定することができる。
くく、さらに超音波の伝搬速度は温度依存性を有するの
で、円管の周囲に設けた対の振動子順次作動するか、ま
たは１つの振動子を送信用として順次作動することによ
り、それぞれの振動子で超音波の伝搬時間の変化を測定
し、この測定値から温度分布を測定することができる。
［実施例］ 第１図を参照すると、本発明の実施例では、液体を通
す管体１の周囲にそれぞれ対の振動子2a、2b、3a、3b、
4a、4bが装着され、これらの振動子2a、2b、3a、3b、4
a、4bは第２図に示すようにモータ５で回転するように
構成されている。また、振動子2a、3a、4aは第１のスイ
ッチ回路６を介して送信装置７に接続され、振動子2b、
3b、4bは第２のスイッチ回路８を介して超音波の伝搬時
間測定回路９に接続されている。また、超音波の伝搬時
間測定回路９の出力はフーリエ変換回路10に接続され、
フーリエ変換回路10の出力はフーリエ逆変換回路11に接
続され、さらに、フーリエ逆変換回路11の出力はプロッ
タ12に接続されている。なお、モータ５の回転及び第
１、第２のスイッチ回路６、８の切換えはCPU13で制御
されている。
す管体１の周囲にそれぞれ対の振動子2a、2b、3a、3b、
4a、4bが装着され、これらの振動子2a、2b、3a、3b、4
a、4bは第２図に示すようにモータ５で回転するように
構成されている。また、振動子2a、3a、4aは第１のスイ
ッチ回路６を介して送信装置７に接続され、振動子2b、
3b、4bは第２のスイッチ回路８を介して超音波の伝搬時
間測定回路９に接続されている。また、超音波の伝搬時
間測定回路９の出力はフーリエ変換回路10に接続され、
フーリエ変換回路10の出力はフーリエ逆変換回路11に接
続され、さらに、フーリエ逆変換回路11の出力はプロッ
タ12に接続されている。なお、モータ５の回転及び第
１、第２のスイッチ回路６、８の切換えはCPU13で制御
されている。
このように構成した本実施例では、第１のスイッチ回
路６を順次切換えて振動子2a、3a、4aに送信装置７から
信号を送り、振動子2a、3a、4aから管体１内に超音波を
出力すると、振動子2b、3b、4bでそれぞれ超音波が受信
され、電気信号に変換される。それぞれの電気信号は第
２のスイッチ回路８を介して超音波の伝搬時間測定回路
９で距離の信号に変換され、さらにそれらの信号はフー
リエ変換回路10及びフーリエ逆変換回路11でフーリエ変
換及び逆変換処理が行われ、それぞれの位置における温
度がプロッタ12でプロットされる。
路６を順次切換えて振動子2a、3a、4aに送信装置７から
信号を送り、振動子2a、3a、4aから管体１内に超音波を
出力すると、振動子2b、3b、4bでそれぞれ超音波が受信
され、電気信号に変換される。それぞれの電気信号は第
２のスイッチ回路８を介して超音波の伝搬時間測定回路
９で距離の信号に変換され、さらにそれらの信号はフー
リエ変換回路10及びフーリエ逆変換回路11でフーリエ変
換及び逆変換処理が行われ、それぞれの位置における温
度がプロッタ12でプロットされる。
本実施例では、このように送信振動子2a、3a、4aで送
信した超音波をそれぞれの振動子2b、3b、4bで検出し、
それらの超音波の伝搬時間からそれぞれの距離の変化を
検出し、これらの信号をフーリエ変換及び逆変換するこ
とにより、温度の変化として検出できるので、管体１内
を流れる流体の温度分布を測定することができる。
信した超音波をそれぞれの振動子2b、3b、4bで検出し、
それらの超音波の伝搬時間からそれぞれの距離の変化を
検出し、これらの信号をフーリエ変換及び逆変換するこ
とにより、温度の変化として検出できるので、管体１内
を流れる流体の温度分布を測定することができる。
なお、管体１の代りに円筒状物体に振動子2a、2b、3
a、3b、4a、4bをそれぞれ非対称に対向させると、円筒
状物体の内部の温度分布を測定することができる。
a、3b、4a、4bをそれぞれ非対称に対向させると、円筒
状物体の内部の温度分布を測定することができる。
第３図を参照すると、本発明の他の実施例において、
管体１の内壁に無指向性の振動子141、142、・・・・、
148が装着され、これらの振動子141〜148はスイッチ回
路15に接続されている。また、スイッチ回路15には、送
信装置７及びCPU13が接続され、さらにスイッチ回路15
の出力は超音波の伝搬時間測定回路９の出力にフーリエ
変換回路10、フーリエ逆変換回路11、プロッタ12がそれ
ぞれ順次接続されている。
管体１の内壁に無指向性の振動子141、142、・・・・、
148が装着され、これらの振動子141〜148はスイッチ回
路15に接続されている。また、スイッチ回路15には、送
信装置７及びCPU13が接続され、さらにスイッチ回路15
の出力は超音波の伝搬時間測定回路９の出力にフーリエ
変換回路10、フーリエ逆変換回路11、プロッタ12がそれ
ぞれ順次接続されている。
このように構成された本実施例では、１つの振動子、
例えば振動子141が選択され、それに送信装置７から信
号が送られると、振動子141は超音波を発射する。この
超音波は管体１の内壁に設けられた振動子142〜148でそ
れぞれ受信され、また受信された信号はスイッチ回路15
を介してそれぞれ超音波の伝搬時間測定回路９で速度の
信号に変換され、さらに、それらの信号はフーリエ変換
回路10及びフーリエ逆変換回路11でフーリエ変換及び逆
変換処理が行われ、それぞれの位置における温度がプロ
ッタ12でプロットされる。
例えば振動子141が選択され、それに送信装置７から信
号が送られると、振動子141は超音波を発射する。この
超音波は管体１の内壁に設けられた振動子142〜148でそ
れぞれ受信され、また受信された信号はスイッチ回路15
を介してそれぞれ超音波の伝搬時間測定回路９で速度の
信号に変換され、さらに、それらの信号はフーリエ変換
回路10及びフーリエ逆変換回路11でフーリエ変換及び逆
変換処理が行われ、それぞれの位置における温度がプロ
ッタ12でプロットされる。
［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、管体内
の平均音速から平均水温が非接触で測定され、振動子で
内部流体の流れが変更されるようにことがなく、従来の
接触式の温度分布測定装置より精度良く測定できるとい
う利点がある。
の平均音速から平均水温が非接触で測定され、振動子で
内部流体の流れが変更されるようにことがなく、従来の
接触式の温度分布測定装置より精度良く測定できるとい
う利点がある。
第１図は本発明の実施例の管体に振動子を装着した概略
構成図、第２図は本発明の実施例の構成図、第３図は本
発明の他の実施例の構成図である。 １……管体、2a、2b、3a、3b、4a、4b……振動子、５…
…モータ、６……第１のスイッチ回路、７……送信装
置、８……第２のスイッチ回路、９……伝搬時間測定回
路、10……フーリエ変換回路、11……フーリエ逆変換回
路、12……プロッタ、13……CPU、141〜148……振動
子。
構成図、第２図は本発明の実施例の構成図、第３図は本
発明の他の実施例の構成図である。 １……管体、2a、2b、3a、3b、4a、4b……振動子、５…
…モータ、６……第１のスイッチ回路、７……送信装
置、８……第２のスイッチ回路、９……伝搬時間測定回
路、10……フーリエ変換回路、11……フーリエ逆変換回
路、12……プロッタ、13……CPU、141〜148……振動
子。
Claims (4)
- 【請求項１】円管を挟んで少なくとも対の超音波送信振
動子及び受信振動子を配置し、それぞれの対の振動子間
の超音波の伝搬時間より平均音速を測定し、かつ前記複
数対の超音波送信振動子及び受信振動子を回転しながら
平均音速の分布を測定し、この値から水温の分布を求め
ることを特徴とする超音波による温度分布測定方法。 - 【請求項２】円管を挟んで対向した複数対の超音波送信
振動子及び受信振動子と、該複数対の超音波送信振動子
及び受信振動子を順次切り換えるスイッチング回路と、
それぞれ対の超音波送信振動子及び受信振動子の出力に
よって、対の超音波送信振動子及び受信振動子間の超音
波の伝搬時間より音速を測る測定回路と、該測定回路に
よって測定された音速をフーリエ変換するフーリエ変換
回路と、該フーリエ変換出力を逆変換するフーリエ逆回
路と、該フーリエ逆変換回路の出力を記録または表示す
る回路とからなる超音波による温度分布測定装置。 - 【請求項３】円管に無指向性の複数の振動子を装着し、
超音波を送信する振動子を順次切り換え、送信以外の振
動子は受信振動子として超音波を受信して平均音速の分
布を測定し、この値から水温の分布を求めることを特徴
とする超音波による温度分布測定装置。 - 【請求項４】円管の周囲に設けた複数の振動子と、該複
数振動子のいずれか１つを超音波送信振動子とし、その
他の振動子を受信振動子として順次切り換えるスイッチ
ング回路と、前記送信振動子と受信振動子間の超音波の
伝搬時間より音速を測定する測定回路と、該測定回路に
よって測定された音速の値をフーリエ変換するフーリエ
変換回路と、該フーリエ変換出力を逆変換するフーリエ
逆回路と、該フーリエ逆変換回路の出力を記録または表
示する回路とからなることを特徴とする超音波による温
度分布測定置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30241888A JP2632200B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波による温度分布測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30241888A JP2632200B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波による温度分布測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02147928A JPH02147928A (ja) | 1990-06-06 |
| JP2632200B2 true JP2632200B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=17908678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30241888A Expired - Fee Related JP2632200B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波による温度分布測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632200B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE540297T1 (de) * | 2000-11-06 | 2012-01-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zum erfassen der raumtemperatur mit hilfe von schallwellen |
| DE102010014038B4 (de) * | 2010-04-06 | 2011-12-15 | Krohne Ag | Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30241888A patent/JP2632200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02147928A (ja) | 1990-06-06 |
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