JP3135193B2 - 超音波式液面レベル計の超音波導波管 - Google Patents
超音波式液面レベル計の超音波導波管Info
- Publication number
- JP3135193B2 JP3135193B2 JP06241620A JP24162094A JP3135193B2 JP 3135193 B2 JP3135193 B2 JP 3135193B2 JP 06241620 A JP06241620 A JP 06241620A JP 24162094 A JP24162094 A JP 24162094A JP 3135193 B2 JP3135193 B2 JP 3135193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- tube
- pipe
- waveguide
- inner diameter
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
る液体の液面の位置を超音波の反射波を用いて検出する
超音波式液面レベル計の超音波導波管に関する。
信用超音波素子から超音波を放射し、これが液面に反射
して戻ってくるのを受信用超音波素子で受け、その間の
時間を計測することにより、超音波素子から液面までの
距離を求めるものである。
の基本原理そのままに構成されていたため、温度や気圧
の変化などの測定環境の影響を補正するための手段を別
に設ける必要があった。また、放射された超音波が拡散
するために、大出力の超音波素子を用いる必要があっ
た。
送受信用を兼ねた1個の超音波素子を管の一端に挿入
し、該超音波素子から一定の距離を隔てた管内に反射板
を設けると共に、管の他端を液中に浸すことにより、測
定経路を超音波導波管内に閉じ込めるように構成し、該
超音波素子から該反射板までの距離を基準として液面の
距離を比較測定するようにした新しい計測方式の超音波
式液面レベル計(特開平5−52635号)が発明され
た。
音波式液面レベル計の一例を示す断面図であり、図6
(b)は反射板の斜視図である。送信と受信を共用する
超音波素子19は超音波素子ホーン21の内部に挿入さ
れ、さらに超音波素子ホーン21は管22の一端に挿入
されており、管22の他端は、液面25に浸っている。
超音波素子ホーン21は送信と受信の効率を高めると共
に、超音波素子19を管22の断面の中心に保持する。
また、超音波素子19から一定距離dだけ隔てた管22
内部の断面の一部に微小な反射板23が設置されてい
る。反射板23の形状は、一例として、リング状のもの
が用いられる。また、24は液面25のレベルが変化し
たときに管22内部の空気が出入りするための通気孔で
あり、管22の一部、あるいは超音波素子ホーン21の
一部に設けられている。
波が反射板23で反射されて戻ってくるまでの時間をT
1 、超音波素子19から放射された超音波が液面25で
反射されて戻ってくるまでの時間をT2 、超音波素子1
9から液面25までの距離をX、音速をCとすると、2
d=CT1 、2x=CT2 の関係があるから、液面25
までの距離Xは、 X=d×(T2 /T1 ) 上式において、dは既知であるから、T1 とT2 との比
(T2 /T1 )を計測することにより、Xが求まる。同
式には音速Cが含まれないから、温度、気圧などの変動
により、音速Cが変化しても計測の精度には影響しな
い。
入し、超音波を液面25まで管22内に封じ込めた状態
で送信する構成のため、超音波の拡散が少なく、効率よ
く反射波を受けることができる。この結果、小形の超音
波素子で十分な測定範囲を確保できる。また、送信、受
信を1個の超音波素子19で共用するため、取り付け面
積を小さくできる。
号には、反射板としてリング状の例が図示されている
が、それらの具体的な形状や取付構造例は示されていな
い。
5(a)〜図5(d)が想到される。
に直径を指し渡して小孔を開け、図5(a)のように該
小孔に超音波反射細線31を貫通させて固定する。また
は、図5(b)のように超音波導波管2内に挿入した超
音波反射細線リング32の端末32−1,中間突起32
−2を該小孔に突き出し引っかけて固定する。別の構造
としては、図5(c)のように超音波導波管2の管壁の
所定位置に小孔を複数個開け、管内に挿入した超音波反
射リング3を管外からピンまたは小ねじ5で固定する。
あるいは、図5(d)のように超音波導波管2に開けた
該小孔から接着剤6を注入して超音波反射リング3を固
定する。
い管の中間位置の内部に微少な反射板を設定すること
は、実構造として専用工具を使用しても、なお作業に困
難を伴う。このほか、完成した液面レベル計は長尺であ
るが故に、精密測定器としての保管や運搬上の取り扱い
が面倒である、という欠点があった。
で、超音波導波管を継ぎ管構造とし、製造組立を簡易に
すると共に、完成後の保管や運搬上の取り扱いを容易に
する超音波式液面レベル計の超音波導波管を提供するこ
とを目的とする。
に本発明の超音波式液面レベル計の超音波導波管は、超
音波素子を管の内部の一端に挿入し、該超音波素子から
一定の距離を隔てた管内部の断面の一部に微小な反射板
を設け、管の他端を液中に浸すように構成すると共に、
該管を導波管として超音波を液面に放射し、該反射板で
反射された超音波の受信時間と、液面で反射された超音
波の受信時間とを計測し、それらの受信時間の比を求め
ることにより、液面までの距離を検出する超音波式液面
レベル計において、反射板を設けるべき位置で管を切断
し、該切断部に反射板が配置され、継ぎ手で前記管が接
続されていることを特徴とするものである。
波導波管は、前記超音波素子を挿入した第1の管と、こ
の第1の管の内径と等しい内径を持つ第2の管と、前記
第1の管と第2の管の突き当て部位に相当する位置に第
1の管の内径よりわずかに内径が小さい超音波反射リン
グを組み込み、導波管を構成することを特徴とするもの
である。
波導波管は、前記超音波素子を挿入した第1の管と、こ
の第1の管の内径と等しい内径を持つ第2の管と、前記
第1の管と第2の管の突き当て部位に相当する位置に第
1の管の内径よりわずかに内径が小さいリング状超音波
反射突起を一体化成形加工した継ぎ手を用いて、導波管
を構成することを特徴とするものである。
波導波管は、前記超音波素子を挿入した第1の管と、該
第1の管に継ぎ足された、該第1の管の内径よりわずか
に内径が小さい第2の管とで構成され、前記第1の管と
第2の管の継ぎ目にリング状の超音波反射段差を設けた
ことを特徴とするものである。
窪みを作ることのないように該超音波導波管を切断し、
また、反射板および継ぎ手を構成して接続するために、
液面レベル計として組立後は、所定の反射板機能を果た
すこと以外には超音波を乱さず、切断部を持たない1本
の超音波導波管に単に反射板を設けたのと機能上何ら変
わるところがない。
は、該超音波導波管を分割してコンパクトに保管・運搬
することができ、使用時には容易に組立ることができ
る。
を詳細に説明する。図1〜図3は本発明の各実施例を示
す断面図であり、図4は図1〜図3の各実施例の各構成
部材を示す斜視図である。
である。
管の内側にバリや面取りが生じないように切断して第1
の超音波導波管2−1と第2の超音波導波管2−2に分
割する。切断された両管2−1,2−2には、端部から
一定の長さの外周面に雄ねじ7−1,7−2を切る。こ
れを組み立てるには、超音波素子1を挿入した第1の超
音波導波管2−1を、該雄ねじ7−1と適合する雌ねじ
8をもつ継ぎ手4の中央部までねじ込む。その後、第1
の超音波導波管2−1の端部に雄ねじ7−1の内径に等
しい外径と該管2−1の内径よりわずかに小さい内径を
持つ同心円板状の超音波反射リング3を挿入する。その
後、接続すべき第2の超音波導波管2−2を該継ぎ手4
にねじ込み、該リング3をしっかりと挟み込む。第2の
超音波導波管2−2をさらに伸長したいときには、第2
の超音波導波管2−2の他端にも雄ねじを切り、同様に
ねじ切りした第3の超音波導波管を継ぎ足すことができ
る。ただし、第2の超音波導波管2−2と第3の超音波
導波管との接続にはリング3を用いない。このようにし
て継ぎ手4で管を接続することにより、測定に必要な長
さの超音波導波管を構成することができる。
手4のねじピッチと同等以外になるため、図1の実施例
では組立時に該リング3が該継ぎ手4の雌ねじ8に引っ
かかったり、雌ねじ8の谷に落ち込み易く、それに気付
かずにねじを締め込むと該リング3が変形したり偏心し
て固定される恐れがあり、誤動作の原因となる。
で実現性が高く、経済的な構造を実現するためになされ
たのが、図2および図3の実施例である。
である。継ぎ手41の雌ねじ8の中央部に、図1の実施
例に用いた超音波反射リング3相当のリング状超音波反
射突起3−1を一体成形加工してあり、このリング状超
音波反射突起3−1付き継ぎ手41の両側に、超音波素
子1を挿入した第1の超音波導波管2−1と、この第1
の超音波導波管2−1に接続すべき第2の超音波導波管
2−2とをねじ込み、しっかりと締め付ける。
波導波管2−1と、該第1の超音波導波管2−1と比べ
て外径が等しく、内径がわずかに小さい第2の超音波導
波管2−3とを継ぎ手4により継ぎ足すことにより、第
1の超音波導波管2−1と第2の超音波導波管2−3の
継ぎ目にリング状超音波反射段差9を設ける。このリン
グ状超音波反射段差9を設けることにより、特別な反射
板を用いることなく、両管2−1,2−3の継ぎ目の内
径の段差9が反射板の機能を果たすようにしたものであ
る。
じ8とリング状超音波反射突起3−1を一体成形加工す
るために、細心の注意を払って高精度の加工をする必要
があるが、図3の実施例では図1における継ぎ手と同等
の、単に雌ねじ8を切っただけの継ぎ手4を使用するだ
けでよい利点がある。
長い管の中間位置の内部に超音波反射板を設置するとい
う、大変やり辛い作業を行うことなく、これを管端にお
ける簡単な作業に置き換えることができる。このため、
高精度液面レベル計としての基準位置検出に必要な超音
波反射板機能を容易に実現することができる。この結
果、組立作業工数が削減でき、経済化が図れるほか、完
成した液面レベル計を長尺のまま保管・運搬する際の不
便さを解消し、コンパクトに分割して保管・運搬するこ
とができるため、精密測定器としての管理が容易に経済
的に行われるようになる効果がある。
図である。
示す超音波導波管の横断面図である。
図である。
音波導波管、2−2…第2の超音波導波管、2−3…第
2の超音波導波管、3…超音波反射リング、4…継ぎ
手、41…継ぎ手、5…ピンまたは小ねじ、6…接着
剤、7−1,7−2…雄ねじ、8…雌ねじ、9…リング
状超音波反射段差、31…超音波反射細線、32…超音
波反射細線リング、32−1…細線リング32の両端
末、32−2…細線リング32の中間突起。
Claims (4)
- 【請求項1】 超音波素子を管の内部の一端に挿入し、
該超音波素子から一定の距離を隔てた管内部の断面の一
部に微小な反射板を設け、管の他端を液中に浸すように
構成すると共に、該管を導波管として超音波を液面に放
射し、該反射板で反射された超音波の受信時間と、液面
で反射された超音波の受信時間とを計測し、それらの受
信時間の比を求めることにより、液面までの距離を検出
する超音波式液面レベル計において、反射板を設けるべ
き位置で管を切断し、該切断部に反射板が配置され、継
ぎ手で前記管が接続されていることを特徴とする超音波
式液面レベル計の超音波導波管。 - 【請求項2】 前記超音波素子を挿入した第1の管と、
この第1の管の内径と等しい内径を持つ第2の管と、前
記第1の管と第2の管の突き当て部位に相当する位置に
第1の管の内径よりわずかに内径が小さい超音波反射リ
ングを組み込み、導波管を構成することを特徴とする請
求項1記載の超音波式液面レベル計の超音波導波管。 - 【請求項3】 前記超音波素子を挿入した第1の管と、
この第1の管の内径と等しい内径を持つ第2の管と、前
記第1の管と第2の管の突き当て部位に相当する位置に
第1の管の内径よりわずかに内径が小さいリング状超音
波反射突起を一体化成形加工した継ぎ手を用いて、導波
管を構成することを特徴とする請求項1記載の超音波式
液面レベル計の超音波導波管。 - 【請求項4】 前記超音波素子を挿入した第1の管と、
該第1の管に継ぎ足された、該第1の管の内径よりわず
かに内径が小さい第2の管とで構成され、前記第1の管
と第2の管の継ぎ目にリング状の超音波反射段差を設け
たことを特徴とする請求項1記載の超音波式液面レベル
計の超音波導波管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06241620A JP3135193B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 超音波式液面レベル計の超音波導波管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06241620A JP3135193B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 超音波式液面レベル計の超音波導波管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08105784A JPH08105784A (ja) | 1996-04-23 |
JP3135193B2 true JP3135193B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=17077040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06241620A Expired - Lifetime JP3135193B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 超音波式液面レベル計の超音波導波管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3135193B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100511206B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-08-31 | 한국과학기술원 | 초음파를 이용한 이상류 혼합물 수위 측정장치 |
JP2013140099A (ja) | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波原子炉水位計測装置および計測方法 |
HUE060990T2 (hu) | 2019-01-22 | 2023-04-28 | Grieshaber Vega Kg | Nagy vezetõképességû hullámvezetõ, magas hõmérsékletekhez és nagy frekvenciákhoz, töltésszint-mérõkhöz |
EP3686567B1 (de) | 2019-01-24 | 2023-09-06 | VEGA Grieshaber KG | Metallisierter dielektrischer wellenleiter |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP06241620A patent/JP3135193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08105784A (ja) | 1996-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4930358A (en) | Method of and apparatus for measuring flow velocity by using ultrasonic waves | |
JP2911833B2 (ja) | 超音波変換器 | |
US8047081B2 (en) | Flow monitoring apparatus having an ultrasonic sensor with a coupling adapter having securing mechanism | |
KR101037732B1 (ko) | 초음파 유량계 | |
WO1994020822A1 (en) | Fluid meter construction | |
JP3135193B2 (ja) | 超音波式液面レベル計の超音波導波管 | |
JPH054005B2 (ja) | ||
JP2005338055A (ja) | 超音波流量計 | |
US6717553B2 (en) | Primary radiator having excellent assembly workability | |
EP0817307A2 (en) | Microwave antenna feed structure | |
US20160187171A1 (en) | Reflector Array For Transit-Time Flow Measurement | |
JP3013596B2 (ja) | 透過式超音波流量計 | |
WO1997011337A1 (en) | Cell for ultrasonically measuring the rate of fluid flow | |
CN212340340U (zh) | 一种超声波测量结构 | |
JP5365034B2 (ja) | 積分球 | |
JPS6312440B2 (ja) | ||
JP2505647Y2 (ja) | 超音波流量計 | |
CN211954289U (zh) | 一种超声水表换能器及其超声水表 | |
JP2001133551A (ja) | 測距装置 | |
CN213579548U (zh) | 一种新型超声测流传感器管段反射结构 | |
CN218270902U (zh) | 一种用于测量流动介质的超声波测量装置 | |
JPS60151516A (ja) | 超音波流量計 | |
JP2000065613A (ja) | 超音波流量計 | |
CN214096351U (zh) | 多孔通道式超声波探测器 | |
CN111595399A (zh) | 一种超声波测量结构及其组装方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071201 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081201 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091201 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131201 Year of fee payment: 13 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |