JP2758680B2 - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JP2758680B2 JP2758680B2 JP1339470A JP33947089A JP2758680B2 JP 2758680 B2 JP2758680 B2 JP 2758680B2 JP 1339470 A JP1339470 A JP 1339470A JP 33947089 A JP33947089 A JP 33947089A JP 2758680 B2 JP2758680 B2 JP 2758680B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は超音波流量計、より詳細には、非定常で流通
する流体の乱流モデルをベースにして管路モデルを近似
し、該管路モデルに部分観測点の流速に計測値を代入し
て流量を予測演算するモデルベースト法と超音波流速検
知手段とを組み合わせた技術に関する。
する流体の乱流モデルをベースにして管路モデルを近似
し、該管路モデルに部分観測点の流速に計測値を代入し
て流量を予測演算するモデルベースト法と超音波流速検
知手段とを組み合わせた技術に関する。
背景技術 超音波流量計は被測流体中に超音波を発射し、この超
音波の被測流体中における伝搬速度と被測流体の流速と
の相互関係から流速を求めるものであって、代表として
シングアランド方式がある。シングアランド方式は管路
軸を含む平面上において、管路軸に対して所定の角度を
もって交叉する直線上の管壁に、管路軸を挾んで対向す
るように同一特性の超音波の送波器および受波器を対と
する超音波送受波器を同一角度で交叉配設し、交叉され
た各々の超音波送受波器対において送波器からの超音波
送波方向を一方は流れの順方向に、他方は逆方向に向け
るものとし各々の対に関し超音波送波器に戻る循環回路
を形成して超音波伝播の循環周波数を求め、流量を各々
の循環周波数の差に比例した量として演算出力するもの
である。また他の方式として、この循環周波数の差を管
路軸に対し斜めに配設された一対に循環路において、超
音波送受波器の送波器と受波器とを互いに切り替えて前
期と同一の原理により流量を求めることも試みられてい
る。しかし、上述のシングアランド方式においては流体
中に気泡、および懸濁物等の粒子が存在する場合は、こ
れらより超音波が遮断された受波器に到達することがな
いか、または到達したとしても微弱な信号となるので正
しい循環周波数を求めることができず、結果的に精度低
下をもたらすという問題があるので、気泡、懸濁物等の
超音波遮断物がある場合は超音波ドップラ方式の流量計
が用いられている。超音波ドップラ方式は粒子に向けて
発射した超音波がこの粒子により反射され散乱するが、
反射波を所定角度で管路壁に固定された受波器で受波し
た場合、流速は発射した超音波の周波数と受波した超音
波の周波数との周波数差に比例した量として求められ
る。
音波の被測流体中における伝搬速度と被測流体の流速と
の相互関係から流速を求めるものであって、代表として
シングアランド方式がある。シングアランド方式は管路
軸を含む平面上において、管路軸に対して所定の角度を
もって交叉する直線上の管壁に、管路軸を挾んで対向す
るように同一特性の超音波の送波器および受波器を対と
する超音波送受波器を同一角度で交叉配設し、交叉され
た各々の超音波送受波器対において送波器からの超音波
送波方向を一方は流れの順方向に、他方は逆方向に向け
るものとし各々の対に関し超音波送波器に戻る循環回路
を形成して超音波伝播の循環周波数を求め、流量を各々
の循環周波数の差に比例した量として演算出力するもの
である。また他の方式として、この循環周波数の差を管
路軸に対し斜めに配設された一対に循環路において、超
音波送受波器の送波器と受波器とを互いに切り替えて前
期と同一の原理により流量を求めることも試みられてい
る。しかし、上述のシングアランド方式においては流体
中に気泡、および懸濁物等の粒子が存在する場合は、こ
れらより超音波が遮断された受波器に到達することがな
いか、または到達したとしても微弱な信号となるので正
しい循環周波数を求めることができず、結果的に精度低
下をもたらすという問題があるので、気泡、懸濁物等の
超音波遮断物がある場合は超音波ドップラ方式の流量計
が用いられている。超音波ドップラ方式は粒子に向けて
発射した超音波がこの粒子により反射され散乱するが、
反射波を所定角度で管路壁に固定された受波器で受波し
た場合、流速は発射した超音波の周波数と受波した超音
波の周波数との周波数差に比例した量として求められ
る。
問題点 超音波ドップラ方式による流量計測は被計測流体中に
含まれている粒子が流体と略同一速度で移動しているこ
とが前提とされる流量計であるが、流体の管路内に均等
に分布している粒子の粒子速度も管路の粒子分布に従っ
て変化する。従って、反射信号を検出するためには管路
内の流速分布において平均流速を代表する地点を選ぶ必
要がある。流体の流れが定常流であれば前記代表点を定
めることが出来るが、この代表点は非定常な流れにおい
ては平均流速を代表することにはならず、正確な流量計
測は得られないという問題点があった。
含まれている粒子が流体と略同一速度で移動しているこ
とが前提とされる流量計であるが、流体の管路内に均等
に分布している粒子の粒子速度も管路の粒子分布に従っ
て変化する。従って、反射信号を検出するためには管路
内の流速分布において平均流速を代表する地点を選ぶ必
要がある。流体の流れが定常流であれば前記代表点を定
めることが出来るが、この代表点は非定常な流れにおい
ては平均流速を代表することにはならず、正確な流量計
測は得られないという問題点があった。
問題点解決の手段 本発明は、叙上の問題点に鑑みなされたもので、非接
触な流速検出手段により非定常に流れる流体の流量でも
高精度に流量計測を可能にする超音波流量計を提供する
ことを目的とする。本発明の要旨とするものは、非定常
に流れる流体を流通する管路に直交して管壁に配設され
た超音波の送波器と、該送波器から発射される超音波中
心軸と管路軸とのなす平面と交わる管壁に配設され、流
体中の懸濁物により反射される超音波信号を受波する複
数の超音波受波器と、該受波信号と送波信号とから送波
超音波の中心軸上複数位置の流速を検知するドップラ流
速計測手段と、流れを渦粘性係数を含む偏微分方程式の
乱流モデルであらわし、該乱流モデルに前記複数位置の
流速を各々代入することにより管路内の流速分布を推定
して流量を求める予測演算手段とで構成した超音波流量
計である。
触な流速検出手段により非定常に流れる流体の流量でも
高精度に流量計測を可能にする超音波流量計を提供する
ことを目的とする。本発明の要旨とするものは、非定常
に流れる流体を流通する管路に直交して管壁に配設され
た超音波の送波器と、該送波器から発射される超音波中
心軸と管路軸とのなす平面と交わる管壁に配設され、流
体中の懸濁物により反射される超音波信号を受波する複
数の超音波受波器と、該受波信号と送波信号とから送波
超音波の中心軸上複数位置の流速を検知するドップラ流
速計測手段と、流れを渦粘性係数を含む偏微分方程式の
乱流モデルであらわし、該乱流モデルに前記複数位置の
流速を各々代入することにより管路内の流速分布を推定
して流量を求める予測演算手段とで構成した超音波流量
計である。
実施例 管路内を非定常で流通する流体の流れ計測に関して
は、管路内の非定常流の流体流速分布のモデルを求め、
該モデルに流速観測点の実流速値を代入して流量を算出
するモデルベースト計測法があり、本発明者により第31
回自動制御連合会講演会において報告されている。本発
明は、円形管路を流通する十分発達した軸対称な乱流を
あらわす乱流粘性の概念を導入したレイノルズ方程式を
基本として進めるものである。該レイノルズ方程式は、 であらわされる。ここで u:管路方向の時間平均速度成分 p:時間平均圧力 r:管半径方向座標 x:管軸方向座標 t:時間 ρ：流体の密度 ν：流体の動粘性係数 νt：渦粘性係数 であり、境界条件は、管路中心ｒ＝０において 管壁ｒ＝ａ（a:管半径）においてｕ＝νt＝０である。
レイノルズ方程式（１）に基づいて流速分布を求めるた
めに管路内のｍ個の観測点において流速ｕを検知し、該
ｍ点の流速値を計測値とする。しかし計測値は確率値で
あるため計測値Ｙ（ri,t）は Ｙ（ri,t）＝Ciu（ri,t）＋Ｖ（ri,t） （２） ここで、ｕ（ri,t）：真の流速 Ｖ（ri,t）:2次確率過程 Ci：観測行列 ｉ＝1,2,…,m であらわされる。
は、管路内の非定常流の流体流速分布のモデルを求め、
該モデルに流速観測点の実流速値を代入して流量を算出
するモデルベースト計測法があり、本発明者により第31
回自動制御連合会講演会において報告されている。本発
明は、円形管路を流通する十分発達した軸対称な乱流を
あらわす乱流粘性の概念を導入したレイノルズ方程式を
基本として進めるものである。該レイノルズ方程式は、 であらわされる。ここで u:管路方向の時間平均速度成分 p:時間平均圧力 r:管半径方向座標 x:管軸方向座標 t:時間 ρ：流体の密度 ν：流体の動粘性係数 νt：渦粘性係数 であり、境界条件は、管路中心ｒ＝０において 管壁ｒ＝ａ（a:管半径）においてｕ＝νt＝０である。
レイノルズ方程式（１）に基づいて流速分布を求めるた
めに管路内のｍ個の観測点において流速ｕを検知し、該
ｍ点の流速値を計測値とする。しかし計測値は確率値で
あるため計測値Ｙ（ri,t）は Ｙ（ri,t）＝Ciu（ri,t）＋Ｖ（ri,t） （２） ここで、ｕ（ri,t）：真の流速 Ｖ（ri,t）:2次確率過程 Ci：観測行列 ｉ＝1,2,…,m であらわされる。
また、（１）式において渦粘性係数νtを定めなけれ
ばならない。本発明者は乱流の速度分布をあらわす実験
式 ｕ＝αUm(a-r)1/7 （３） 但し、α：定数、Um：平均流速および、平均混合距離
lmを求める実験式として知られるNikuradseの式により
平均混合距離lmを算出し、この平均混合距離lmを次式
（４）に代入して渦粘性係数νtを求める。
ばならない。本発明者は乱流の速度分布をあらわす実験
式 ｕ＝αUm(a-r)1/7 （３） 但し、α：定数、Um：平均流速および、平均混合距離
lmを求める実験式として知られるNikuradseの式により
平均混合距離lmを算出し、この平均混合距離lmを次式
（４）に代入して渦粘性係数νtを求める。
νt（r,t）＝Ｃνlm 2(1-r/a)-6/7Um（ｔ） （４） 但し、Ｃν：定数 次に（１）、（４）式によって表わされた分布定数シス
テムを、有限要素法を用いて集中定数化して、流速分布
ｕを出力とする管路の有限近似モデルを求める。該有限
近似モデルは次の（５），（６）式であらわされる。
テムを、有限要素法を用いて集中定数化して、流速分布
ｕを出力とする管路の有限近似モデルを求める。該有限
近似モデルは次の（５），（６）式であらわされる。
＝Ａ（Um）Ｘ＋Ｂγ （５） ｕ＝Ｃ（ｒ）Ｘ （６） ここで、 により定まる係数 （２）式と（５），（６）式を連立して、流れの観測
システムが得られる。圧力勾配項γを未知入力と考え
て、それを状態変数に取り込むとつぎのように観測シス
テムが拡張される。
システムが得られる。圧力勾配項γを未知入力と考え
て、それを状態変数に取り込むとつぎのように観測シス
テムが拡張される。
＝ｆ（Ｚ）＋GW （７） YK＝HZK＋VK （８） 但し、 Ｚ＝〔ＸＴγ〕T Ｈ＝〔C0〕 であり（７）と（８）式に拡張カルマンフィルタを適用
することにより以下の流速分布と流量の推定フィルタ式
（９）〜（13）が得られる。
することにより以下の流速分布と流量の推定フィルタ式
（９）〜（13）が得られる。
（ｔ）＝Ｆ（）Ｐ（ｔ）＋Ｐ（ｔ）FT（）＋GQWG
T （10）K/K ＝K/K-1＋KK〔YK−ＨK/K＝K/K-1〕 （11） PK/K＝〔Ｉ−KKH〕PK/K-1 （12） KK＝PK/K-1HT〔HPK/K-1H+QV〕-1 （13） 流速分布の推定値と流量の推定値は、それぞれ であらわされる。但し、 は、各々Ｗ、VKの共分散である。
T （10）K/K ＝K/K-1＋KK〔YK−ＨK/K＝K/K-1〕 （11） PK/K＝〔Ｉ−KKH〕PK/K-1 （12） KK＝PK/K-1HT〔HPK/K-1H+QV〕-1 （13） 流速分布の推定値と流量の推定値は、それぞれ であらわされる。但し、 は、各々Ｗ、VKの共分散である。
第１図は、本発明の超音波流量計の構成をしめすブロ
ック図であり、図において１は矢標Ｆ方向に被計測粒子
1aを含む非定常な流体1bを流通させる半径ｒの管路、２
はプラスチックシュー2aを埋設した超音波の送波器で管
路１を貫通して軸に直交して取り付けられ、流体1bに対
して超音波２を微小な放射角度で超音波の中心軸が管路
１の軸を通るよう送波する送波器で、必要により超音波
レンズを装着しより直線に近い放射角で送波される。３
および４は送波される超音波中心軸と管路軸とのなす平
面と交わる管壁に管路軸を所定角度θで各々僅かに離間
して配設される指向性の強い超音波の第１および第２受
波器で、直径上の位置P1、P2における懸濁物からの超音
波反射波を検知し超音波ドップラ信号3r、4rを変換器内
に伝送する。
ック図であり、図において１は矢標Ｆ方向に被計測粒子
1aを含む非定常な流体1bを流通させる半径ｒの管路、２
はプラスチックシュー2aを埋設した超音波の送波器で管
路１を貫通して軸に直交して取り付けられ、流体1bに対
して超音波２を微小な放射角度で超音波の中心軸が管路
１の軸を通るよう送波する送波器で、必要により超音波
レンズを装着しより直線に近い放射角で送波される。３
および４は送波される超音波中心軸と管路軸とのなす平
面と交わる管壁に管路軸を所定角度θで各々僅かに離間
して配設される指向性の強い超音波の第１および第２受
波器で、直径上の位置P1、P2における懸濁物からの超音
波反射波を検知し超音波ドップラ信号3r、4rを変換器内
に伝送する。
第２図は、前記変換器の詳細なブロック構成図の一例
を示すもので、位置P1、P2の流速信号6s、7sを出力す
る。50は超音波の発信器、60、70は各々第１、第２受波
器からの超音波ドップラ信号3r、4rを受信する受信器で
61、71は各々受信器60、70の受波信号出力と発信器出力
とのビート信号を得るためのミキサであり、62、72は前
記ビート信号から高周波ノイズ成分を除去するためのロ
ーパスフィルタ、63、73はビート信号から各々の位置
P1、P2の流速を演算し、流速信号6s、7sを出力する流速
演算回路で、6s、7sは予測演算器10に伝送される。点線
で囲まれた予測演算器10は予測演算手段で、前述のモデ
ルベースド法に基づく予測流量を求めるコンピュータ等
からなる演算手段である。11は円管路内の十分発達した
軸対象な乱流をあらわす前記レイノルズ方程式（１）式
発生部であり、12は（１）式における渦粘性係数νtを
流速分布の近似式としての指数法則（３）式および混合
距離lmを求めるNikuradse式から求められる（４）式を
求める演算部である。13はレイノルズ方程式（１）式と
渦粘性係数νtの（４）式によって表わされた分布定数
システムを、有限要素法を用いて集中定数化する演算部
で、適当に管半径領域を所定個の要素しに分割して各要
素内において４つの節点を設け、各要素における流速ｕ
を節点に付随した形状関数ベクトルと要素内の節点にお
ける速度ベクトルとのベクトル積としあらわし、重み付
き残差方程式との連立として流速分布ｕを出力とする管
路の有限次元近似モデル（５）、（６）式を演算する演
算部である。14は管路半径上の流速点の流速値をあらわ
す（２）式と有限次元近似モデル（５）式とを連立して
得られる未知パラメータを含む確率線形システムから流
速分布（15）式の推定値を求める（９）〜（14）式であ
らわされる拡張カルマンフィルタであり、出力された推
定流量は（16）式の流量算出器15により数値演算され表
示器16に流量表示される。
を示すもので、位置P1、P2の流速信号6s、7sを出力す
る。50は超音波の発信器、60、70は各々第１、第２受波
器からの超音波ドップラ信号3r、4rを受信する受信器で
61、71は各々受信器60、70の受波信号出力と発信器出力
とのビート信号を得るためのミキサであり、62、72は前
記ビート信号から高周波ノイズ成分を除去するためのロ
ーパスフィルタ、63、73はビート信号から各々の位置
P1、P2の流速を演算し、流速信号6s、7sを出力する流速
演算回路で、6s、7sは予測演算器10に伝送される。点線
で囲まれた予測演算器10は予測演算手段で、前述のモデ
ルベースド法に基づく予測流量を求めるコンピュータ等
からなる演算手段である。11は円管路内の十分発達した
軸対象な乱流をあらわす前記レイノルズ方程式（１）式
発生部であり、12は（１）式における渦粘性係数νtを
流速分布の近似式としての指数法則（３）式および混合
距離lmを求めるNikuradse式から求められる（４）式を
求める演算部である。13はレイノルズ方程式（１）式と
渦粘性係数νtの（４）式によって表わされた分布定数
システムを、有限要素法を用いて集中定数化する演算部
で、適当に管半径領域を所定個の要素しに分割して各要
素内において４つの節点を設け、各要素における流速ｕ
を節点に付随した形状関数ベクトルと要素内の節点にお
ける速度ベクトルとのベクトル積としあらわし、重み付
き残差方程式との連立として流速分布ｕを出力とする管
路の有限次元近似モデル（５）、（６）式を演算する演
算部である。14は管路半径上の流速点の流速値をあらわ
す（２）式と有限次元近似モデル（５）式とを連立して
得られる未知パラメータを含む確率線形システムから流
速分布（15）式の推定値を求める（９）〜（14）式であ
らわされる拡張カルマンフィルタであり、出力された推
定流量は（16）式の流量算出器15により数値演算され表
示器16に流量表示される。
次に前記超音波ドップラ流速計について述べる。超音
波の送波器２から被測流体1bの流れに直交して送波され
た超音波ビームは懸濁粒子1aに反射される。反射された
超音波は鋭い指向性をもった第１、第２の受波器３、４
により検知され受波信号3r、4rを各々出力するが、この
出力は受波３、４の指向性から各々の受波器３、４の軸
延長線と超音波ビームとの交点位置P1、P2における超音
波ドップラ信号となる。位置P1、P2のドップラ信号は受
波器３、４に互いに分離されて干渉をおこすことがない
よう充分の距離を隔てて配置しているので、位置P1、P2
の代表流速信号とみてよい。周知のように、ドップラ流
速計は送波された超音波の周波数が受波方向における流
れ成分と音波との比に等しい割合でドップラシフトする
ことを利用するものであるから、流速|v|は であらわされる。ここで c:音速 ft：超音波送波周波数 fr：超音波受波周波数 （16）式は超音波送周波数ft、音速ｃが一定で取り付け
角度θが定められていれば流速ｖは超音波送周波数ftと
受波周波数frとの周波数差としてのビート周波数に比例
する。混合回路62、72はビート周波数を求める回路であ
る。このビート周波数の中には高周波数の雑音成分が多
く含まれるのでローパスフィルタにより雑音成分を除去
し、SN比の優れたビート周波数を求めて、このビート周
波数から予測演算器10により位置P1、P2における部分流
速を求める。
波の送波器２から被測流体1bの流れに直交して送波され
た超音波ビームは懸濁粒子1aに反射される。反射された
超音波は鋭い指向性をもった第１、第２の受波器３、４
により検知され受波信号3r、4rを各々出力するが、この
出力は受波３、４の指向性から各々の受波器３、４の軸
延長線と超音波ビームとの交点位置P1、P2における超音
波ドップラ信号となる。位置P1、P2のドップラ信号は受
波器３、４に互いに分離されて干渉をおこすことがない
よう充分の距離を隔てて配置しているので、位置P1、P2
の代表流速信号とみてよい。周知のように、ドップラ流
速計は送波された超音波の周波数が受波方向における流
れ成分と音波との比に等しい割合でドップラシフトする
ことを利用するものであるから、流速|v|は であらわされる。ここで c:音速 ft：超音波送波周波数 fr：超音波受波周波数 （16）式は超音波送周波数ft、音速ｃが一定で取り付け
角度θが定められていれば流速ｖは超音波送周波数ftと
受波周波数frとの周波数差としてのビート周波数に比例
する。混合回路62、72はビート周波数を求める回路であ
る。このビート周波数の中には高周波数の雑音成分が多
く含まれるのでローパスフィルタにより雑音成分を除去
し、SN比の優れたビート周波数を求めて、このビート周
波数から予測演算器10により位置P1、P2における部分流
速を求める。
なお、叙上の超音波送波器２から送波される超音波の
周波数ftを一定としたが、P1、P2が近接した場合、受波
器３、４の出力3r、4rには各々相手の周波数成分の信号
が含まれSN比を低下させることがあるので、超音波数を
各々異なる中心周波数ft1、ft2のバースト信号を送波器
２に印加して送波し、この周波数ft1を受波器３側で受
波周波数fr1として対応し、周波数ft2を受波器４側で受
波周波数fr2として対応させる。即ち送波側のバースト
信号の周波数ft1と受波器３側の受波周波数の中から周
波数fr1側のみを帯域フィルタで選択し、前記周波数ft1
とfr1とのビート周波数を求めて位置P1側の流量信号と
し、同様に位置P2側でも送波周波数ft2と受波周波数fr2
とのビート周波数を求めて位置P2側の流量信号とするこ
とにより位置P1とP2との受波信号のSN比を高めることが
できる。なお、叙上のバースト信号に対して異なる周波
数ft1、ft2のFM変調周波数としてにより送波器２を駆動
しても同様の効果が得られる。
周波数ftを一定としたが、P1、P2が近接した場合、受波
器３、４の出力3r、4rには各々相手の周波数成分の信号
が含まれSN比を低下させることがあるので、超音波数を
各々異なる中心周波数ft1、ft2のバースト信号を送波器
２に印加して送波し、この周波数ft1を受波器３側で受
波周波数fr1として対応し、周波数ft2を受波器４側で受
波周波数fr2として対応させる。即ち送波側のバースト
信号の周波数ft1と受波器３側の受波周波数の中から周
波数fr1側のみを帯域フィルタで選択し、前記周波数ft1
とfr1とのビート周波数を求めて位置P1側の流量信号と
し、同様に位置P2側でも送波周波数ft2と受波周波数fr2
とのビート周波数を求めて位置P2側の流量信号とするこ
とにより位置P1とP2との受波信号のSN比を高めることが
できる。なお、叙上のバースト信号に対して異なる周波
数ft1、ft2のFM変調周波数としてにより送波器２を駆動
しても同様の効果が得られる。
以上に述べた本発明の超音波流量計においては流体1b
の中には懸濁物等の粒子が含まれていることを条件とし
たものであるが流体中にはこれらの粒子が含まれないも
のが多いので、この場合は本発明の流量計測のために必
要な流速分布に影響を及ぼさない上流に超音波振動子を
挿入してキャビテーションを発生させその気泡を流れの
中に搬送させることにより超音波反射波が得られる。
の中には懸濁物等の粒子が含まれていることを条件とし
たものであるが流体中にはこれらの粒子が含まれないも
のが多いので、この場合は本発明の流量計測のために必
要な流速分布に影響を及ぼさない上流に超音波振動子を
挿入してキャビテーションを発生させその気泡を流れの
中に搬送させることにより超音波反射波が得られる。
効果 叙上の本発明の超音波流量計によれば超音波ドップラ
流速測定を管路断面の複数位置で行い、この流速情報を
非定常な流体におけるモデルベースト法に代入すること
により、正しい平均流速位置に流速計を挿入しなければ
ならない従来技術と異なり正確で、しかも乱流変動の影
響の小さい応答性の優れた非接触式の流量計を提供する
ことが出来る。
流速測定を管路断面の複数位置で行い、この流速情報を
非定常な流体におけるモデルベースト法に代入すること
により、正しい平均流速位置に流速計を挿入しなければ
ならない従来技術と異なり正確で、しかも乱流変動の影
響の小さい応答性の優れた非接触式の流量計を提供する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の超音波流量計を構成するブロック図
で、第２図は、第１図の要部であるドップラ流速変換器
５の回路ブロック図を示す。 １……管路、２……超音波送波器、3,4……超音波受波
器、５……変換器、10……予測演算器。
で、第２図は、第１図の要部であるドップラ流速変換器
５の回路ブロック図を示す。 １……管路、２……超音波送波器、3,4……超音波受波
器、５……変換器、10……予測演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/66 103
Claims (3)
- 【請求項１】非定常で流れる流体を流通する管路に直交
して管壁に配設された超音波の送波器と、該送波器から
送波される超音波中心軸と管路軸とのなす平面と交わる
管壁に管路軸と所定角度で配設され、流体中の懸濁物に
より反射される超音波信号を受波する複数の超音波受波
器と、該受波信号と送波信号とから送波超音波の中心軸
上複数位置の流速を検知するドップラ流速計測手段と、
流体の流れを渦粘性係数を含む偏微分方程式の乱流モデ
ルであらわし、該乱流モデルに前記複数位置の流速を各
々代入することにより管路内の流速分布を推定して流量
を求める予測演算手段とで構成したことを特徴とする超
音波流量計。 - 【請求項２】超音波送波信号を受波器の数に対応した異
なる中心周波数のバースト信号を交互に発信する超音波
バースト信号発生器とし、受波器信号にあらかじめ定め
られた周波数のバースト信号を分離し各々のドップラ流
速信号を検知することを特徴とする請求項１記載の超音
波流量計。 - 【請求項３】超音波発射面より上流中に超音波気泡発生
素子を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の
超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339470A JP2758680B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339470A JP2758680B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03197822A JPH03197822A (ja) | 1991-08-29 |
| JP2758680B2 true JP2758680B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=18327772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1339470A Expired - Lifetime JP2758680B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758680B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5726358A (en) * | 1993-01-25 | 1998-03-10 | Koelling; Christian | Method and device for measuring the discharge in partly filled or completely filled ducts and in open channels |
| JP2006226904A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Water Resources Environment Technology Center | 音響式懸濁物質濃度測定装置 |
| WO2020110393A1 (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | ピクシーダストテクノロジーズ株式会社 | 温度計測装置、計測装置、音波受信装置、及び、プログラム |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1339470A patent/JP2758680B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03197822A (ja) | 1991-08-29 |
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