JP3248024B2 - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
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- JP3248024B2 JP3248024B2 JP11653393A JP11653393A JP3248024B2 JP 3248024 B2 JP3248024 B2 JP 3248024B2 JP 11653393 A JP11653393 A JP 11653393A JP 11653393 A JP11653393 A JP 11653393A JP 3248024 B2 JP3248024 B2 JP 3248024B2
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- ultrasonic signal
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の渦流量計の一例として実公昭57-2
5141号公報に示すものがある。この渦流量計は、流体の
流れる管路に渦発生体を設け、管路の渦発生体の下流側
に超音波信号源に接続した超音波送信器及び超音波受信
器を設け、超音波信号源及び超音波受信器に接続して位
相比較器を設け、流体を透過した超音波信号（受信側超
音波信号）と超音波信号源からの信号（送信側超音波信
号）との位相差を検出して渦発生体の下流側に生成する
カルマン渦の周期（発生数）を求め、これにより流体の
流量を検出する。
5141号公報に示すものがある。この渦流量計は、流体の
流れる管路に渦発生体を設け、管路の渦発生体の下流側
に超音波信号源に接続した超音波送信器及び超音波受信
器を設け、超音波信号源及び超音波受信器に接続して位
相比較器を設け、流体を透過した超音波信号（受信側超
音波信号）と超音波信号源からの信号（送信側超音波信
号）との位相差を検出して渦発生体の下流側に生成する
カルマン渦の周期（発生数）を求め、これにより流体の
流量を検出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した渦
流量計では、流体に一定量以上の気泡が混入した場合、
超音波が流体中を透過しなくなって、超音波受信器に受
信される超音波が断続したものとなる。このため、位相
比較器において、位相検出を行えなくなってカルマン渦
の周期を示す渦信号が不安定になるという問題があっ
た。
流量計では、流体に一定量以上の気泡が混入した場合、
超音波が流体中を透過しなくなって、超音波受信器に受
信される超音波が断続したものとなる。このため、位相
比較器において、位相検出を行えなくなってカルマン渦
の周期を示す渦信号が不安定になるという問題があっ
た。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、流体に気泡の混入があっても安定した流量計測を図
ることができる渦流量計を提供することを目的とする。
で、流体に気泡の混入があっても安定した流量計測を図
ることができる渦流量計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、流体の流れる管路に渦発生体を設け、管
路の渦発生体の下流側に超音波信号源に接続した超音波
送信器及び超音波受信器を設け、超音波信号源及び超音
波受信器に接続して位相比較器を設けた渦流量計におい
て、２つの入力部を有するミキサー回路を設け、該ミキ
サー回路の一方の入力部を超音波受信器に接続させて超
音波受信器と位相比較器との接続線の途中に設け、ミキ
サー回路の他方の入力部と超音波信号源とを接続し、超
音波信号源とミキサー回路との接続線の途中に超音波信
号源からの送信側超音波信号の位相をシフトするフェイ
ズシフターを設けると共に、位相比較器が出力する渦信
号に基づいてフェイズシフターを制御する制御回路を設
けたことを特徴とする。
成するために、流体の流れる管路に渦発生体を設け、管
路の渦発生体の下流側に超音波信号源に接続した超音波
送信器及び超音波受信器を設け、超音波信号源及び超音
波受信器に接続して位相比較器を設けた渦流量計におい
て、２つの入力部を有するミキサー回路を設け、該ミキ
サー回路の一方の入力部を超音波受信器に接続させて超
音波受信器と位相比較器との接続線の途中に設け、ミキ
サー回路の他方の入力部と超音波信号源とを接続し、超
音波信号源とミキサー回路との接続線の途中に超音波信
号源からの送信側超音波信号の位相をシフトするフェイ
ズシフターを設けると共に、位相比較器が出力する渦信
号に基づいてフェイズシフターを制御する制御回路を設
けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】このような構成とすれば、液体中に気泡が混入
して受信側超音波信号が遮断した場合でも、信号内容を
調整した送信側超音波信号を位相比較器に継続して入力
することができる。
して受信側超音波信号が遮断した場合でも、信号内容を
調整した送信側超音波信号を位相比較器に継続して入力
することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例の渦流量計を図１及
び図２に基づいて説明する。図において、流体の流れる
管路１中に渦発生体２が設けられており、下流側にカル
マン渦を生成するようになっている。管路１の渦発生体
２の下流側には、超音波信号源３に接続した超音波送信
器４及び超音波受信器５が設けられており、超音波送信
器４から超音波を放射し、この超音波が流体中のカルマ
ン渦による位相変調を受けた後超音波受信器５に受信さ
れるようになっている。
び図２に基づいて説明する。図において、流体の流れる
管路１中に渦発生体２が設けられており、下流側にカル
マン渦を生成するようになっている。管路１の渦発生体
２の下流側には、超音波信号源３に接続した超音波送信
器４及び超音波受信器５が設けられており、超音波送信
器４から超音波を放射し、この超音波が流体中のカルマ
ン渦による位相変調を受けた後超音波受信器５に受信さ
れるようになっている。
【０００８】超音波信号源３及び超音波受信器５に接続
して位相比較器６が設けられており、それぞれからの入
力信号を比較することにより、カルマン渦の周期を示す
渦信号ａを出力するようになっている。超音波受信器５
と位相比較器６との接続線７の途中には、第１、第２の
入力部8a，8bを有するミキサー回路８が、第１の入力部
8aを超音波受信器５に接続させて設けられている。ミキ
サー回路８の第２の入力部8bと超音波信号源３とは接続
線９を介して接続されており、この接続線９の途中に
は、送信側超音波信号λを約１／10に減衰するアッテネ
ータ10及びアッテネータ10からの送信側超音波信号λ
に、前制御周期で得られるコントロール信号ｂの電圧振
幅に比例する位相差ｃを与えるフェイズシフター11が設
けられており、送信側超音波信号λに対して振幅・位相
の制御を行って得られる信号（以下、補助超音波信号と
いう。）βをミキサー回路８に出力するようになってい
る。ミキサー回路８は超音波受信器５からの受信側超音
波信号α及び補助超音波信号βを合成して合成超音波信
号θを出力するようになっている。
して位相比較器６が設けられており、それぞれからの入
力信号を比較することにより、カルマン渦の周期を示す
渦信号ａを出力するようになっている。超音波受信器５
と位相比較器６との接続線７の途中には、第１、第２の
入力部8a，8bを有するミキサー回路８が、第１の入力部
8aを超音波受信器５に接続させて設けられている。ミキ
サー回路８の第２の入力部8bと超音波信号源３とは接続
線９を介して接続されており、この接続線９の途中に
は、送信側超音波信号λを約１／10に減衰するアッテネ
ータ10及びアッテネータ10からの送信側超音波信号λ
に、前制御周期で得られるコントロール信号ｂの電圧振
幅に比例する位相差ｃを与えるフェイズシフター11が設
けられており、送信側超音波信号λに対して振幅・位相
の制御を行って得られる信号（以下、補助超音波信号と
いう。）βをミキサー回路８に出力するようになってい
る。ミキサー回路８は超音波受信器５からの受信側超音
波信号α及び補助超音波信号βを合成して合成超音波信
号θを出力するようになっている。
【０００９】位相比較器６の出力部及びフェイズシフタ
ー11に接続してフェイズシフター制御器12が設けられて
おり、渦信号ａの周波数・振幅を検出し、これと同等内
容のコントロール信号ｂをフェイズシフター11に出力す
るようになっている。また、超音波受信器５には超音波
信号監視器13が接続されており、受信側超音波信号αの
振幅が一定値以下に低下した場合、コントロール信号ｂ
の振幅を一定時間で減衰させる指示信号ｄをフェイズシ
フター制御器12に出力する。
ー11に接続してフェイズシフター制御器12が設けられて
おり、渦信号ａの周波数・振幅を検出し、これと同等内
容のコントロール信号ｂをフェイズシフター11に出力す
るようになっている。また、超音波受信器５には超音波
信号監視器13が接続されており、受信側超音波信号αの
振幅が一定値以下に低下した場合、コントロール信号ｂ
の振幅を一定時間で減衰させる指示信号ｄをフェイズシ
フター制御器12に出力する。
【００１０】このように構成された渦流量計の作用につ
いて説明する。管路１に液体が流れ、超音波の伝播経路
（渦発生体２の下流側領域）が液体で満たされ、超音波
受信器５から受信側超音波信号αが連続して出力される
状態（通常状態）では、ミキサー回路８において、受信
側超音波信号αと補助超音波信号βとが、図２に示すよ
うに合成され合成超音波信号θを出力する。この場合、
図２から明らかなように、合成超音波信号θの位相は受
信側超音波信号αの変化によってほとんど支配されるの
で、ミキサー回路８で合成される補助超音波信号βの影
響は無視し得ることとなる。このため、このように位相
比較器６で合成超音波信号θと送信側超音波信号λとを
比較して渦信号ａを得ることは、受信側超音波信号αと
送信側超音波信号λとを比較して渦信号ａを得ることと
は等価のものとして扱えることになり、精度低下をほと
んど招くことなく渦信号ａを得られることになる。
いて説明する。管路１に液体が流れ、超音波の伝播経路
（渦発生体２の下流側領域）が液体で満たされ、超音波
受信器５から受信側超音波信号αが連続して出力される
状態（通常状態）では、ミキサー回路８において、受信
側超音波信号αと補助超音波信号βとが、図２に示すよ
うに合成され合成超音波信号θを出力する。この場合、
図２から明らかなように、合成超音波信号θの位相は受
信側超音波信号αの変化によってほとんど支配されるの
で、ミキサー回路８で合成される補助超音波信号βの影
響は無視し得ることとなる。このため、このように位相
比較器６で合成超音波信号θと送信側超音波信号λとを
比較して渦信号ａを得ることは、受信側超音波信号αと
送信側超音波信号λとを比較して渦信号ａを得ることと
は等価のものとして扱えることになり、精度低下をほと
んど招くことなく渦信号ａを得られることになる。
【００１１】一方、超音波の伝播経路に気体が存在した
場合、受信側超音波信号αが減少または遮断することに
なるが、図２から分かるように合成超音波信号θは補助
超音波信号βとほぼ等しくなる。このため、位相比較器
６では、補助超音波信号βと送信側超音波信号λとの位
相比較を行うことになる。ここで、補助超音波信号β
は、前述したように、フェイズシフター制御器12とフェ
イズシフター11とによって、受信側超音波信号αが遮断
する直前（前制御周期）の渦信号ａと等しい周波数・振
幅の位相変化を与えられているため、補助超音波信号β
と送信側超音波信号λとの位相比較によって得られる渦
信号ａは、受信側超音波信号αが遮断しても変化するこ
とがなく、跳躍等の不安定状態の発生を招くことがな
い。
場合、受信側超音波信号αが減少または遮断することに
なるが、図２から分かるように合成超音波信号θは補助
超音波信号βとほぼ等しくなる。このため、位相比較器
６では、補助超音波信号βと送信側超音波信号λとの位
相比較を行うことになる。ここで、補助超音波信号β
は、前述したように、フェイズシフター制御器12とフェ
イズシフター11とによって、受信側超音波信号αが遮断
する直前（前制御周期）の渦信号ａと等しい周波数・振
幅の位相変化を与えられているため、補助超音波信号β
と送信側超音波信号λとの位相比較によって得られる渦
信号ａは、受信側超音波信号αが遮断しても変化するこ
とがなく、跳躍等の不安定状態の発生を招くことがな
い。
【００１２】なお、超音波信号監視器13で超音波信号の
振幅を常時監視し、受信側超音波信号αの振幅が一定値
以下に低下した場合、指示信号ｄによりコントロール信
号ｂの振幅を一定時間で減衰させ、補助超音波信号βの
位相変化を停止させる。このように制御することによ
り、一定時間以上受信側超音波信号αが遮断した時に
は、渦信号ａ出力が停止され、上述した状態で管内の液
体を抜いた場合、渦信号ａが出力され続けるような事態
になるのを防止している。また、この状態から受信側超
音波信号αが復帰した場合には、通常状態に即座に戻
り、安定してカルマン渦の検出を行える。
振幅を常時監視し、受信側超音波信号αの振幅が一定値
以下に低下した場合、指示信号ｄによりコントロール信
号ｂの振幅を一定時間で減衰させ、補助超音波信号βの
位相変化を停止させる。このように制御することによ
り、一定時間以上受信側超音波信号αが遮断した時に
は、渦信号ａ出力が停止され、上述した状態で管内の液
体を抜いた場合、渦信号ａが出力され続けるような事態
になるのを防止している。また、この状態から受信側超
音波信号αが復帰した場合には、通常状態に即座に戻
り、安定してカルマン渦の検出を行える。
【００１３】上述したように、液体中に気泡が混入して
受信側超音波信号αが遮断した場合でも、補助超音波信
号βが合成超音波信号θとして位相比較器６に入力して
渦信号ａが発生するので、超音波センシングにおいて問
題となる、流体中への気泡の混入に対しても影響を受け
ずに安定して渦の周期を検出でき、ひいては安定した流
量計測を図ることができる。
受信側超音波信号αが遮断した場合でも、補助超音波信
号βが合成超音波信号θとして位相比較器６に入力して
渦信号ａが発生するので、超音波センシングにおいて問
題となる、流体中への気泡の混入に対しても影響を受け
ずに安定して渦の周期を検出でき、ひいては安定した流
量計測を図ることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た渦流量計であるから、液体中に気泡が混入して受信側
超音波信号が遮断した場合でも、信号内容を調整した送
信側超音波信号を位相比較器に継続して入力することが
できるので、超音波センシングにおいて問題となる、流
体中への気泡の混入に対しても影響を受けずに安定して
渦の周期を検出でき、ひいては安定した流量計測を図る
ことができる。超音波信号源とミキサー回路との接続線
の途中に超音波信号源からの送信側超音波信号の位相を
シフトするフェイズシフターを設けると共に、位相比較
器が出力する渦信号に基づいてフェイズシフターを制御
する制御回路を設けることにより、検出状態に応じてミ
キサー回路への送信側超音波信号を調整でき、これによ
り精度高い渦周期の検出を行える。
た渦流量計であるから、液体中に気泡が混入して受信側
超音波信号が遮断した場合でも、信号内容を調整した送
信側超音波信号を位相比較器に継続して入力することが
できるので、超音波センシングにおいて問題となる、流
体中への気泡の混入に対しても影響を受けずに安定して
渦の周期を検出でき、ひいては安定した流量計測を図る
ことができる。超音波信号源とミキサー回路との接続線
の途中に超音波信号源からの送信側超音波信号の位相を
シフトするフェイズシフターを設けると共に、位相比較
器が出力する渦信号に基づいてフェイズシフターを制御
する制御回路を設けることにより、検出状態に応じてミ
キサー回路への送信側超音波信号を調整でき、これによ
り精度高い渦周期の検出を行える。
【図１】本発明の一実施例の渦流量計を模式的に示す図
である。
である。
【図２】同渦流量計に用いられる信号の位相、振幅を示
す図である。
す図である。
１ 管路 ２ 渦発生体 ３ 超音波信号源 ４ 超音波送信器 ５ 超音波受信器 ６ 位相比較器 ７，９ 接続線 ８ ミキサー回路 11 フェイズシフター 12 フェイズシフター制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−61409（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247526（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−12692（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−92396（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−32333（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−25141（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/32
Claims (1)
- 【請求項１】 流体の流れる管路に渦発生体を設け、管
路の渦発生体の下流側に超音波信号源に接続した超音波
送信器及び超音波受信器を設け、超音波信号源及び超音
波受信器に接続して位相比較器を設けた渦流量計におい
て、２つの入力部を有するミキサー回路を設け、該ミキ
サー回路の一方の入力部を超音波受信器に接続させて超
音波受信器と位相比較器との接続線の途中に設け、ミキ
サー回路の他方の入力部と超音波信号源とを接続し、超
音波信号源とミキサー回路との接続線の途中に超音波信
号源からの送信側超音波信号の位相をシフトするフェイ
ズシフターを設けると共に、位相比較器が出力する渦信
号に基づいてフェイズシフターを制御する制御回路を設
けたことを特徴とする渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11653393A JP3248024B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11653393A JP3248024B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307901A JPH06307901A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3248024B2 true JP3248024B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=14689485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11653393A Expired - Fee Related JP3248024B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3248024B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101606046B (zh) * | 2006-11-17 | 2013-11-27 | 株式会社松井制作所 | 材料计量系统 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP11653393A patent/JP3248024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101606046B (zh) * | 2006-11-17 | 2013-11-27 | 株式会社松井制作所 | 材料计量系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307901A (ja) | 1994-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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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| 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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