JP3036800B2 - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
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- JP3036800B2 JP3036800B2 JP2218375A JP21837590A JP3036800B2 JP 3036800 B2 JP3036800 B2 JP 3036800B2 JP 2218375 A JP2218375 A JP 2218375A JP 21837590 A JP21837590 A JP 21837590A JP 3036800 B2 JP3036800 B2 JP 3036800B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、渦流量計に係り、特に、流体温度が大幅
に変化する場合に位相補償を不要とする渦流量計に関す
るものである。
に変化する場合に位相補償を不要とする渦流量計に関す
るものである。
［従来の技術］ 従来、流量を測定する流量計としては、超音波で渦を
検出する渦流量計が知られている。
検出する渦流量計が知られている。
この渦流量計は、管路内に設けられた渦発生柱の下流
側にいわゆるカルマン渦列を発生させ、その渦の発生周
期に基づいて管路内を流れる流体の流量を測定するもの
である。
側にいわゆるカルマン渦列を発生させ、その渦の発生周
期に基づいて管路内を流れる流体の流量を測定するもの
である。
以下、第２図を基に、従来より一般に用いられている
渦流量計１を説明する。
渦流量計１を説明する。
この渦流量計１は、渦発生柱２、管路３、超音波送信
子４、超音波受信子５、発振回路６、復調回路７、移相
回路８から略構成されている。
子４、超音波受信子５、発振回路６、復調回路７、移相
回路８から略構成されている。
渦発生柱２は管路３内に固定されている。また、超音
波送信子４及び超音波受信子５は渦発生柱２の下流側の
管路３の内壁の対称位置にそれぞれ取り付けられてい
る。この超音波送信子４には発振回路６が取り付けら
れ、また、超音波受信子５には復調回路７が取り付けら
れ、発振回路６から分岐した回路は移相回路８を経由し
て復調回路７に接続されている。
波送信子４及び超音波受信子５は渦発生柱２の下流側の
管路３の内壁の対称位置にそれぞれ取り付けられてい
る。この超音波送信子４には発振回路６が取り付けら
れ、また、超音波受信子５には復調回路７が取り付けら
れ、発振回路６から分岐した回路は移相回路８を経由し
て復調回路７に接続されている。
この渦流量計１を用いて流量を測定する方法を説明す
る。
る。
管路３内を流体が流れると、この流れにより管路３内
に設けられた渦発生柱２の下流側にカルマン渦９が発生
する。ここで、発振回路６により駆動された超音波送信
子４から管路３内に超音波が送信されると、この超音波
は流れの中を伝搬してカルマン渦９により変調を受け、
超音波受信子５により検出され、更に、復調回路７によ
り渦周波数に復調され出力される。復調時に移相回路８
により基準信号の定数化がなされる。
に設けられた渦発生柱２の下流側にカルマン渦９が発生
する。ここで、発振回路６により駆動された超音波送信
子４から管路３内に超音波が送信されると、この超音波
は流れの中を伝搬してカルマン渦９により変調を受け、
超音波受信子５により検出され、更に、復調回路７によ
り渦周波数に復調され出力される。復調時に移相回路８
により基準信号の定数化がなされる。
このようにして、渦流量計１により管路３内を流れる
流体の流量を測定することができる。
流体の流量を測定することができる。
また、従来の渦流量計１を改良したものとして第３図
に示す様な渦流量計11が提案され、実用に供されてい
る。
に示す様な渦流量計11が提案され、実用に供されてい
る。
この渦流量計11は、渦発生柱12が設けられた管路13、
２個の超音波送信子14,15、２個の超音波受信子16,17、
発振回路18、復調回路19から略構成されている。
２個の超音波送信子14,15、２個の超音波受信子16,17、
発振回路18、復調回路19から略構成されている。
渦発生柱12は管路13内に固定されている。また、２個
の超音波送信子14,15及び超音波受信子16,17それぞれは
渦発生柱12の下流側の管路13の内壁に対称位置に対応す
る様にそれぞれ取り付けられている。これらの超音波送
信子14,15には発振回路18が取り付けられ、また、超音
波受信子16,17には復調回路19が取り付けられている。
そして、超音波送信子14（15）から送信された超音波は
流体中を伝搬し超音波受信子16（17）により検出される
構成になっている。
の超音波送信子14,15及び超音波受信子16,17それぞれは
渦発生柱12の下流側の管路13の内壁に対称位置に対応す
る様にそれぞれ取り付けられている。これらの超音波送
信子14,15には発振回路18が取り付けられ、また、超音
波受信子16,17には復調回路19が取り付けられている。
そして、超音波送信子14（15）から送信された超音波は
流体中を伝搬し超音波受信子16（17）により検出される
構成になっている。
この渦流量計11を用いて流量を測定する方法を説明す
る。
る。
管路13内を流体が流れると、この流れにより管路13内
に設けられた渦発生柱12の下流側にカルマン渦20が発生
する。発振回路18はこのカルマン渦20により変調され
る。ここで、発振回路18により駆動された２個の超音波
送信子14,15それぞれから管路13内に超音波が送信され
ると、これらの超音波は流れの中を伝搬してカルマン渦
20によりそれぞれ異なる変調を受け、これらの超音波は
２個の超音波受信子16,17によりそれぞれ別々に検出さ
れる。その後、復調回路７によりこれらの超音波の位相
差が求められ、この位相差により渦信号が検出される。
に設けられた渦発生柱12の下流側にカルマン渦20が発生
する。発振回路18はこのカルマン渦20により変調され
る。ここで、発振回路18により駆動された２個の超音波
送信子14,15それぞれから管路13内に超音波が送信され
ると、これらの超音波は流れの中を伝搬してカルマン渦
20によりそれぞれ異なる変調を受け、これらの超音波は
２個の超音波受信子16,17によりそれぞれ別々に検出さ
れる。その後、復調回路７によりこれらの超音波の位相
差が求められ、この位相差により渦信号が検出される。
このようにして、渦流量計11により管路13内を流れる
流体の流量を測定することができる。
流体の流量を測定することができる。
［発明が解決しようとする課題］ ところで上記の渦流量計１では、流体温度が変化する
とそれに伴い超音波の音速が大きく変化するために、復
調時に基準となる信号の定数化ができず、常に移相回路
８により変化させ続けないと、正しい渦信号検出ができ
ないという問題があった。特に、流体の温度が大幅かつ
急激に変化した場合には、従来の渦流量計１では移相回
路８による基準信号の定数化に時間差が生じるために、
この急激な変化に追随できず、測定値に大きな誤差が生
じることとなる。したがって、従来の渦流量計１では計
測に限界があり、特に流体の温度が大幅かつ急激に変化
した場合には、正しい計測が不可能になるという欠点が
あった。
とそれに伴い超音波の音速が大きく変化するために、復
調時に基準となる信号の定数化ができず、常に移相回路
８により変化させ続けないと、正しい渦信号検出ができ
ないという問題があった。特に、流体の温度が大幅かつ
急激に変化した場合には、従来の渦流量計１では移相回
路８による基準信号の定数化に時間差が生じるために、
この急激な変化に追随できず、測定値に大きな誤差が生
じることとなる。したがって、従来の渦流量計１では計
測に限界があり、特に流体の温度が大幅かつ急激に変化
した場合には、正しい計測が不可能になるという欠点が
あった。
また、従来の渦流量計１を改良したものとして渦流量
計11が実用に供されているが、この渦流量計11では、移
相回路８は不必要になるものの、それぞれ２個の超音波
送信子14,15及び超音波受信子16,17を渦発生柱12の下流
側に流体の流れに沿って一定の間隔で設ける必要があ
り、管路13が長くなるという欠点があった。この場合、
面間が大きい製品になってしまうために、設計上及び実
装上においてさまざまな問題が発生する恐れがある。ま
た、それぞれ２個の超音波送信子14,15及び超音波受信
子16,17を用いているので、これらの素子の電気的特性
が異なる場合にはそれぞれの素子の最適条件も異なり、
最も効率（Ｑ値）の良い条件ですべての素子を駆動する
ことはほぼ不可能である。したがって、最も効率（Ｑ
値）の良い条件下でこの渦流量計11を駆動させることは
非常に困難となる。更に、それぞれ２個の超音波送信子
14,15及び超音波受信子16,17を用いているので、消費電
力が２倍になるという欠点もある。
計11が実用に供されているが、この渦流量計11では、移
相回路８は不必要になるものの、それぞれ２個の超音波
送信子14,15及び超音波受信子16,17を渦発生柱12の下流
側に流体の流れに沿って一定の間隔で設ける必要があ
り、管路13が長くなるという欠点があった。この場合、
面間が大きい製品になってしまうために、設計上及び実
装上においてさまざまな問題が発生する恐れがある。ま
た、それぞれ２個の超音波送信子14,15及び超音波受信
子16,17を用いているので、これらの素子の電気的特性
が異なる場合にはそれぞれの素子の最適条件も異なり、
最も効率（Ｑ値）の良い条件ですべての素子を駆動する
ことはほぼ不可能である。したがって、最も効率（Ｑ
値）の良い条件下でこの渦流量計11を駆動させることは
非常に困難となる。更に、それぞれ２個の超音波送信子
14,15及び超音波受信子16,17を用いているので、消費電
力が２倍になるという欠点もある。
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以
上の問題点や欠点を有効に解決するとともに、流体温度
が大幅かつ急激に変化する場合においても正しい計測が
可能となる渦流量計を提供することにある。
上の問題点や欠点を有効に解決するとともに、流体温度
が大幅かつ急激に変化する場合においても正しい計測が
可能となる渦流量計を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明は次の様な渦流
量計を採用した。すなわち、管路内に渦発生柱を設け、
この渦発生柱によって発生されたカルマン渦列に基づい
て流量を測定する渦流量計において、前記渦発生柱内に
超音波送信子を設け、前記渦発生柱の下流側かつ前記管
路の対称位置にそれぞれ超音波受信子を設けたことを特
徴としている。
量計を採用した。すなわち、管路内に渦発生柱を設け、
この渦発生柱によって発生されたカルマン渦列に基づい
て流量を測定する渦流量計において、前記渦発生柱内に
超音波送信子を設け、前記渦発生柱の下流側かつ前記管
路の対称位置にそれぞれ超音波受信子を設けたことを特
徴としている。
［作用］ この発明では、前記渦発生柱内に超音波送信子を設
け、前記渦発生柱の下流側かつ前記管路の対称位置にそ
れぞれ超音波受信子を設けたことにより、流体中を伝搬
する超音波を前記管路の内壁の対称位置に設けた複数の
超音波受信子により検出し、流体の温度変化による位相
のずれを取り除く。
け、前記渦発生柱の下流側かつ前記管路の対称位置にそ
れぞれ超音波受信子を設けたことにより、流体中を伝搬
する超音波を前記管路の内壁の対称位置に設けた複数の
超音波受信子により検出し、流体の温度変化による位相
のずれを取り除く。
また、１個の超音波送信子を用いて回路を構成するこ
とにより、この超音波送信子の最適条件（最も効率（Ｑ
値）の良い条件）下で駆動することが可能になる。
とにより、この超音波送信子の最適条件（最も効率（Ｑ
値）の良い条件）下で駆動することが可能になる。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１図はこの発明に係る渦流量計21を示す図である。
この渦流量計21は、渦発生柱22、管路23、超音波送信
子24、超音波受信子25,26、発振回路27、復調回路28か
ら概略構成されている。
子24、超音波受信子25,26、発振回路27、復調回路28か
ら概略構成されている。
渦発生柱22は管路23内に固定されており、この渦発生
柱22には超音波送信子24が設けられている。また、２個
の超音波受信子25,26は渦発生柱22の下流側の管路23の
内壁の対称位置にそれぞれ取り付けられている。この超
音波送信子24には発振回路27が取り付けられ、また、超
音波受信子25,26には復調回路28が取り付けられてい
る。そして、超音波送信子24から送信された超音波は流
体中を伝搬し超音波受信子25,26によりそれぞれ検出さ
れる構成になっている。
柱22には超音波送信子24が設けられている。また、２個
の超音波受信子25,26は渦発生柱22の下流側の管路23の
内壁の対称位置にそれぞれ取り付けられている。この超
音波送信子24には発振回路27が取り付けられ、また、超
音波受信子25,26には復調回路28が取り付けられてい
る。そして、超音波送信子24から送信された超音波は流
体中を伝搬し超音波受信子25,26によりそれぞれ検出さ
れる構成になっている。
この渦流量計21を用いて流量を測定する方法を説明す
る。
る。
管路23内を流体が流れると、この流れにより管路23内
に設けられた渦発生柱22の下流側にカルマン渦29が発生
する。ここで、発振回路27により駆動された超音波送信
子24から管路23内に超音波が送信されると、この超音波
は流れの中を伝搬してカルマン渦29により交番的に変調
を受け、超音波受信子25,26によりそれぞれ検出され
る。この交番的に変調された信号は、復調回路28により
渦周波数に復調され出力される。
に設けられた渦発生柱22の下流側にカルマン渦29が発生
する。ここで、発振回路27により駆動された超音波送信
子24から管路23内に超音波が送信されると、この超音波
は流れの中を伝搬してカルマン渦29により交番的に変調
を受け、超音波受信子25,26によりそれぞれ検出され
る。この交番的に変調された信号は、復調回路28により
渦周波数に復調され出力される。
このようにして、渦流量計21により管路23内を流れる
流体の流量を測定することができる。
流体の流量を測定することができる。
以上説明した様に、この発明の渦流量計21によれば、
渦発生柱22内に超音波送信子24を設け、渦発生柱22の下
流側かつ管路23の内壁の対称位置にそれぞれ超音波受信
子25,26を設けたので、流体中を伝搬する超音波を管路2
3の内壁の対称位置に設けた複数の超音波受信子25,26に
より検出し、流体の温度変化による位相のずれを取り除
くことにより、流体の温度変動の影響のない正しい計測
が可能になる。
渦発生柱22内に超音波送信子24を設け、渦発生柱22の下
流側かつ管路23の内壁の対称位置にそれぞれ超音波受信
子25,26を設けたので、流体中を伝搬する超音波を管路2
3の内壁の対称位置に設けた複数の超音波受信子25,26に
より検出し、流体の温度変化による位相のずれを取り除
くことにより、流体の温度変動の影響のない正しい計測
が可能になる。
また、超音波受信子25,26を渦発生柱22の近傍の管路2
3の内壁に設けることができるので、管路23を短くとる
ことができる。
3の内壁に設けることができるので、管路23を短くとる
ことができる。
また、１個の超音波送信子24を用いて回路を構成する
ことができるので、この超音波送信子24の最適条件（最
も効率（Ｑ値）の良い条件）下で渦流量計21を駆動する
ことができ、２個の超音波送信子を用いる場合と比較し
て消費電力も低減することができる。
ことができるので、この超音波送信子24の最適条件（最
も効率（Ｑ値）の良い条件）下で渦流量計21を駆動する
ことができ、２個の超音波送信子を用いる場合と比較し
て消費電力も低減することができる。
以上により、従来の渦流量計の問題点や欠点を有効に
解決するとともに、流体温度が大幅かつ急激に変化する
場合においても正しい計測が可能となる渦流量計21を提
供することができる。
解決するとともに、流体温度が大幅かつ急激に変化する
場合においても正しい計測が可能となる渦流量計21を提
供することができる。
［発明の効果］ 以上詳細に説明した様に、この発明によれば、管路内
に渦発生柱を設け、この渦発生柱によって発生されたカ
ルマン渦列に基づいて流量を測定する渦流量計におい
て、前記渦発生柱内に超音波送信子を設け、前記渦発生
柱の下流側かつ前記管路の対称位置にそれぞれ超音波受
信子を設けたので、流体中を伝搬する超音波を管路の内
壁の対称位置に設けた複数の超音波受信子により検出
し、流体の温度変化による位相のずれを取り除くことに
より、流体の温度変動の影響のない正しい計測が可能に
なる。
に渦発生柱を設け、この渦発生柱によって発生されたカ
ルマン渦列に基づいて流量を測定する渦流量計におい
て、前記渦発生柱内に超音波送信子を設け、前記渦発生
柱の下流側かつ前記管路の対称位置にそれぞれ超音波受
信子を設けたので、流体中を伝搬する超音波を管路の内
壁の対称位置に設けた複数の超音波受信子により検出
し、流体の温度変化による位相のずれを取り除くことに
より、流体の温度変動の影響のない正しい計測が可能に
なる。
また、超音波受信子を渦発生柱の近傍の管路の内壁に
設けることができるので、管路を短くとることができ
る。
設けることができるので、管路を短くとることができ
る。
また、１個の超音波送信子を用いて回路を構成するこ
とができるので、この超音波送信子の最適条件（最も効
率（Ｑ値）の良い条件）下で渦流量計を駆動することが
でき、２個の超音波送信子を用いる場合と比較して消費
電力も低減することができる。
とができるので、この超音波送信子の最適条件（最も効
率（Ｑ値）の良い条件）下で渦流量計を駆動することが
でき、２個の超音波送信子を用いる場合と比較して消費
電力も低減することができる。
以上により、従来の渦流量計の問題点や欠点を有効に
解決するとともに、流体温度が大幅かつ急激に変化する
場合においても正しい計測が可能となる渦流量計を提供
することができる。
解決するとともに、流体温度が大幅かつ急激に変化する
場合においても正しい計測が可能となる渦流量計を提供
することができる。
第１図はこの発明の一実施例である渦流量計の回路図、
第２図及び第３図は従来の渦流量計の回路図であって、
第２図は移相回路を用いた渦流量計の回路図、第３図は
流体の温度変動による位相補償を不要とした渦流量計の
回路図である。 21……渦流量計、22……渦発生柱、23……管路、24……
超音波送信子、25,26……超音波受信子、27……発振回
路、28……復調回路、29……カルマン渦。
第２図及び第３図は従来の渦流量計の回路図であって、
第２図は移相回路を用いた渦流量計の回路図、第３図は
流体の温度変動による位相補償を不要とした渦流量計の
回路図である。 21……渦流量計、22……渦発生柱、23……管路、24……
超音波送信子、25,26……超音波受信子、27……発振回
路、28……復調回路、29……カルマン渦。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉倉 博史 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番 ３号 トキコ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−109759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129619（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−30486（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−25612（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−11206（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平８−1455（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/32
Claims (1)
- 【請求項１】管路内に渦発生柱を設け、この渦発生柱に
よって発生されたカルマン渦列に基づいて流量を測定す
る渦流量計において、 前記渦発生柱内に超音波送信子を設け、前記渦発生柱の
下流側かつ前記管路の対称位置にそれぞれ超音波受信子
を設けたことを特徴とする渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218375A JP3036800B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218375A JP3036800B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499917A JPH0499917A (ja) | 1992-03-31 |
| JP3036800B2 true JP3036800B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16718913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2218375A Expired - Fee Related JP3036800B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036800B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2218375A patent/JP3036800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0499917A (ja) | 1992-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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