JP3406371B2 - 音速ノズルの音速維持範囲検出装置 - Google Patents
音速ノズルの音速維持範囲検出装置Info
- Publication number
- JP3406371B2 JP3406371B2 JP07358394A JP7358394A JP3406371B2 JP 3406371 B2 JP3406371 B2 JP 3406371B2 JP 07358394 A JP07358394 A JP 07358394A JP 7358394 A JP7358394 A JP 7358394A JP 3406371 B2 JP3406371 B2 JP 3406371B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sonic
- signal
- sound wave
- nozzle
- sonic nozzle
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音速ノズルの音速維持
範囲検出装置に関し、より詳細には、音速ノズルの流入
側圧力と流出側圧力との比が臨界圧力比以下となり音速
ノズル内を流れる気体の速度が音速を維持する音速維持
範囲を検出する音速ノズルの音速維持範囲検出装置に関
する。
範囲検出装置に関し、より詳細には、音速ノズルの流入
側圧力と流出側圧力との比が臨界圧力比以下となり音速
ノズル内を流れる気体の速度が音速を維持する音速維持
範囲を検出する音速ノズルの音速維持範囲検出装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球規模において公害対策の重要
性が叫ばれ、水質や大気汚染防止対策が定められてい
る。大気汚染対策としては、例えば、化石燃料を燃焼し
たとき発生する二酸化硫黄の量や、各種内燃機関から排
出される排気ガスに含まれている一酸化炭素や窒素酸化
物の量等が規制されている。これらの化石燃料を低公害
で、しかも効率よく燃焼させるためには気体流量計測の
高精度化が要求される。
性が叫ばれ、水質や大気汚染防止対策が定められてい
る。大気汚染対策としては、例えば、化石燃料を燃焼し
たとき発生する二酸化硫黄の量や、各種内燃機関から排
出される排気ガスに含まれている一酸化炭素や窒素酸化
物の量等が規制されている。これらの化石燃料を低公害
で、しかも効率よく燃焼させるためには気体流量計測の
高精度化が要求される。
【０００３】気体流量計の精度維持管理のために、気体
流量計の校正が行われているが、このための基準とし
て、従来、基準流量計や湿式ガスメータ等が用いられて
いたが、最近では音速ノズルが多く使用されるようにな
った。
流量計の校正が行われているが、このための基準とし
て、従来、基準流量計や湿式ガスメータ等が用いられて
いたが、最近では音速ノズルが多く使用されるようにな
った。
【０００４】周知のように、音速ノズルは、ノズルを流
れる気体の上流と下流側の圧力比が、臨界圧力比以下に
なるとノズル内を流れる気体の速度が音速となることを
利用したもので、音速維持範囲内においては上流側の気
体の温度および圧力が定まれば当該気体の質量流量がノ
ズル上流側の流速分布や下流側の圧力変動の影響を受け
ることなく一定となる。
れる気体の上流と下流側の圧力比が、臨界圧力比以下に
なるとノズル内を流れる気体の速度が音速となることを
利用したもので、音速維持範囲内においては上流側の気
体の温度および圧力が定まれば当該気体の質量流量がノ
ズル上流側の流速分布や下流側の圧力変動の影響を受け
ることなく一定となる。
【０００５】上述の如く、音速ノズルは、この音速ノズ
ルに定められた一つの基準流量が得られるので、複数の
流量観測ポイントがある場合は、観測ポイントに見合う
音速ノズルを備えるか、複数の音速ノズルを並列に組合
せて使用される。
ルに定められた一つの基準流量が得られるので、複数の
流量観測ポイントがある場合は、観測ポイントに見合う
音速ノズルを備えるか、複数の音速ノズルを並列に組合
せて使用される。
【０００６】而して、流量試験において、被検気体流量
計は音速ノズルの上流側に配設され、上記音速ノズルを
流れる気体流速が音速維持範囲内に達したことを確認す
るために、従来は一定圧力の気体が流れる流管に配設さ
れた流量調節弁の弁開度を大きくしても流量が変化しな
くなり初める流量を見出すこと、具体的には被検気体流
量計により測定される流量の読み値が一定になったこと
を検査員が確認することにより定められていた。
計は音速ノズルの上流側に配設され、上記音速ノズルを
流れる気体流速が音速維持範囲内に達したことを確認す
るために、従来は一定圧力の気体が流れる流管に配設さ
れた流量調節弁の弁開度を大きくしても流量が変化しな
くなり初める流量を見出すこと、具体的には被検気体流
量計により測定される流量の読み値が一定になったこと
を検査員が確認することにより定められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来は、被検流量計の
流量読み値が一定に達したことにより音速ノズルに流れ
る気体流速が音速であることを確認していたが、このと
き、被検流量計に導入される気体の圧力は、通常、音速
を維持するための臨界圧力に対して充分大きい余裕をも
った高い圧力に加圧されている。すなわち、従来は、音
速維持範囲の限界値が不明なため、上記気体圧力を得る
ために大きい加圧エネルギが与えられる。その結果、エ
ネルギの無駄が大きかった。
流量読み値が一定に達したことにより音速ノズルに流れ
る気体流速が音速であることを確認していたが、このと
き、被検流量計に導入される気体の圧力は、通常、音速
を維持するための臨界圧力に対して充分大きい余裕をも
った高い圧力に加圧されている。すなわち、従来は、音
速維持範囲の限界値が不明なため、上記気体圧力を得る
ために大きい加圧エネルギが与えられる。その結果、エ
ネルギの無駄が大きかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）気体が流れる音速ノズルの上流側
に配設され、前記音速ノズルから発生する音波を検知し
音波信号に変換するマイクロホンと、該マイクロホンか
ら出力される音波信号と音速維持範囲における音波信号
レベルに対応して定められた基準電圧とを比較し、前記
音波信号と基準電圧とが等しくなったとき一致信号を出
力する比較器とからなり、前記一致信号に基づいて音速
維持範囲を検知すること、更には、（２）前記（１）に
おいて、前記音速ノズル流出端に、該音速ノズルから発
生する特定周波数の音波に同調する音波共鳴手段を前記
音速ノズルと一体又は別体に配設したこと、更には、
（３）前記（１）において、前記マイクロホンにより検
知可能な特定周波数の音波を発生するスピーカを、前記
音速ノズルの後流側に配設し、前記スピーカから発生さ
れた前記特定周波数の音波を前記マイクロホンにより検
知されたときの音波信号レベルに基づいて音速維持範囲
を検出すること、更には、（４）気体が流れる音速ノズ
ルの下流側に配設され、前記音速ノズルから発生する衝
撃波の振動を検出する加速度計と、該加速度計から出力
される所定周波数の加速度信号を検知し加速度検知信号
を出力する加速度信号検知手段とからなり、前記加速度
検知信号の出力に基づいて音速維持範囲を検知するこ
と、更には、（５）前記比較器から出力される一致信号
と、前記加速度信号検知手段から出力される前記加速度
検知信号とが同時に出力されたとき音速維持範囲を検知
することを特徴とするものである。
決するために、（１）気体が流れる音速ノズルの上流側
に配設され、前記音速ノズルから発生する音波を検知し
音波信号に変換するマイクロホンと、該マイクロホンか
ら出力される音波信号と音速維持範囲における音波信号
レベルに対応して定められた基準電圧とを比較し、前記
音波信号と基準電圧とが等しくなったとき一致信号を出
力する比較器とからなり、前記一致信号に基づいて音速
維持範囲を検知すること、更には、（２）前記（１）に
おいて、前記音速ノズル流出端に、該音速ノズルから発
生する特定周波数の音波に同調する音波共鳴手段を前記
音速ノズルと一体又は別体に配設したこと、更には、
（３）前記（１）において、前記マイクロホンにより検
知可能な特定周波数の音波を発生するスピーカを、前記
音速ノズルの後流側に配設し、前記スピーカから発生さ
れた前記特定周波数の音波を前記マイクロホンにより検
知されたときの音波信号レベルに基づいて音速維持範囲
を検出すること、更には、（４）気体が流れる音速ノズ
ルの下流側に配設され、前記音速ノズルから発生する衝
撃波の振動を検出する加速度計と、該加速度計から出力
される所定周波数の加速度信号を検知し加速度検知信号
を出力する加速度信号検知手段とからなり、前記加速度
検知信号の出力に基づいて音速維持範囲を検知するこ
と、更には、（５）前記比較器から出力される一致信号
と、前記加速度信号検知手段から出力される前記加速度
検知信号とが同時に出力されたとき音速維持範囲を検知
することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】音速ノズル上下流側の圧力比が音速に達する臨
界圧力比以下となり音速ノズルを流れる気体が音速に達
する音速維持範囲においては、音速ノズルで発生した音
波は音速ノズルの上流側には伝播されず、また下流側で
は衝撃波が発生し、気体流の振動が急激に変化する。こ
のことを利用して音速ノズルを流れる気体の速度が音速
維持範囲に達したことを検知する。
界圧力比以下となり音速ノズルを流れる気体が音速に達
する音速維持範囲においては、音速ノズルで発生した音
波は音速ノズルの上流側には伝播されず、また下流側で
は衝撃波が発生し、気体流の振動が急激に変化する。こ
のことを利用して音速ノズルを流れる気体の速度が音速
維持範囲に達したことを検知する。
【００１０】
実施例１（請求項１に対応）
図１は、本発明による音速ノズルの音速維持範囲検出装
置の一実施例を説明するための図であり、図中、１は上
流側流管、２は下流側流管、３は支持プレート、４は音
速ノズル、５はマイクロホン、６は増幅器、７は音圧信
号レベル検出器、８は基準電圧である。
置の一実施例を説明するための図であり、図中、１は上
流側流管、２は下流側流管、３は支持プレート、４は音
速ノズル、５はマイクロホン、６は増幅器、７は音圧信
号レベル検出器、８は基準電圧である。
【００１１】気体が矢印Ｑ方向に流れる流管１，２の間
には、フランジ１ａ，２ａにより挟持された支持プレー
ト３が配設され、支持プレート３の中央には、音速ノズ
ル４が流管１，２と同軸に配設されている。音速ノズル
４は、例えば、上流側から下流側に向け、順に、絞り部
４ａ、スロート部４ｂ、拡大管部４ｃとからなってい
る。音速ノズル４の音速維持範囲は、スロート部４ｂの
開口比や形状および拡大管部４ｃの開き角等によって異
なるが、いずれの音速ノズルにおいても上流側圧力Ｐｕ
と下流側圧力Ｐｄとの比（Ｐｄ／ｄｕ）が臨界圧力比以
下となる音速維持範囲が得られる。
には、フランジ１ａ，２ａにより挟持された支持プレー
ト３が配設され、支持プレート３の中央には、音速ノズ
ル４が流管１，２と同軸に配設されている。音速ノズル
４は、例えば、上流側から下流側に向け、順に、絞り部
４ａ、スロート部４ｂ、拡大管部４ｃとからなってい
る。音速ノズル４の音速維持範囲は、スロート部４ｂの
開口比や形状および拡大管部４ｃの開き角等によって異
なるが、いずれの音速ノズルにおいても上流側圧力Ｐｕ
と下流側圧力Ｐｄとの比（Ｐｄ／ｄｕ）が臨界圧力比以
下となる音速維持範囲が得られる。
【００１２】拡大管部４ｃをもたず、絞り部４ａとスロ
ート部４ｂだけの音速ノズルでは気体の比熱比をγとし
たとき（Ｐｄ／Ｐｕ）＝（２／（γ＋１））のγ／（γ
−１）乗の条件で音速になり、空気の場合の比熱比γ＝
１.４のとき臨界圧力比は約０.５３となることが知られ
ている。これに対し、スロート部４ｂの下流に拡大管部
４ｃを配設することにより音速維持範囲を広くすること
ができる。
ート部４ｂだけの音速ノズルでは気体の比熱比をγとし
たとき（Ｐｄ／Ｐｕ）＝（２／（γ＋１））のγ／（γ
−１）乗の条件で音速になり、空気の場合の比熱比γ＝
１.４のとき臨界圧力比は約０.５３となることが知られ
ている。これに対し、スロート部４ｂの下流に拡大管部
４ｃを配設することにより音速維持範囲を広くすること
ができる。
【００１３】音速ノズル４の上流側圧力Ｐｕを一定にし
下流側の圧力Ｐｄを徐々に小さくして臨界圧力比に達す
るとスロート部４ｂを流れる気体の流速は音速となり、
拡大管部４ｃでの流れは超音速断熱流となって衝撃波が
発生し、衝撃波は音速ノズル４の後部に伝播される。
下流側の圧力Ｐｄを徐々に小さくして臨界圧力比に達す
るとスロート部４ｂを流れる気体の流速は音速となり、
拡大管部４ｃでの流れは超音速断熱流となって衝撃波が
発生し、衝撃波は音速ノズル４の後部に伝播される。
【００１４】下流側圧力Ｐｄが高く臨界圧力比に達しな
い状態では、拡大管部４ｃで発生する気体振動による音
波は上流側に伝達されるが、臨界圧力比以下の音速維持
範囲では上流側への音波伝播はなくなる。
い状態では、拡大管部４ｃで発生する気体振動による音
波は上流側に伝達されるが、臨界圧力比以下の音速維持
範囲では上流側への音波伝播はなくなる。
【００１５】図１の気体振動検出器５は、上流側流管１
の管壁に配設される。例えば、コンデンサ・マイクロホ
ンで、音速ノズル４内で発生する気体振動による音波を
検知し音波信号を出力する。
の管壁に配設される。例えば、コンデンサ・マイクロホ
ンで、音速ノズル４内で発生する気体振動による音波を
検知し音波信号を出力する。
【００１６】図２は、音速ノズル上流側に配設されたマ
イクロホンの音圧と圧力比との関係を示す図で、横軸に
圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）、縦軸に音圧ｄＢ（デシベル）を
とってある。圧力比が０.５８以下の音速維持範囲では
音圧レベルが７０ｄＢ以下であるが、圧力比が０.５８
よりも大きく音速以下の流速になると急激に音波は大き
くなり、トリガレベルＬｔを越え、音速維持範囲と音速
以下の範囲を明確に判別することができる。
イクロホンの音圧と圧力比との関係を示す図で、横軸に
圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）、縦軸に音圧ｄＢ（デシベル）を
とってある。圧力比が０.５８以下の音速維持範囲では
音圧レベルが７０ｄＢ以下であるが、圧力比が０.５８
よりも大きく音速以下の流速になると急激に音波は大き
くなり、トリガレベルＬｔを越え、音速維持範囲と音速
以下の範囲を明確に判別することができる。
【００１７】マイクロホン５による音波信号を所定レベ
ルまで増幅後、音波レベル検出器７により、音速維持範
囲における音波信号のレベルに対応して、予め定められ
たトリガレベルＬｔに相当する基準電圧８と比較され、
一致したとき一致信号が端子９より出力される。下流側
圧力Ｐｄを、上流側圧力Ｐｕと等しい値から徐々に小さ
くして、音波レベルが基準電圧８より小さくなったと
き、一致信号が出力され、音速維持範囲に達したことが
検知される。
ルまで増幅後、音波レベル検出器７により、音速維持範
囲における音波信号のレベルに対応して、予め定められ
たトリガレベルＬｔに相当する基準電圧８と比較され、
一致したとき一致信号が端子９より出力される。下流側
圧力Ｐｄを、上流側圧力Ｐｕと等しい値から徐々に小さ
くして、音波レベルが基準電圧８より小さくなったと
き、一致信号が出力され、音速維持範囲に達したことが
検知される。
【００１８】図１に示した音速ノズルの音速維持範囲検
出装置によると、上流側流管にマイクロホン５を取り付
けて増幅器６と音圧レベル検出器７、基準電圧８を有す
るだけの簡単な装置により安価に音速維持範囲に達した
ことを知ることができる。
出装置によると、上流側流管にマイクロホン５を取り付
けて増幅器６と音圧レベル検出器７、基準電圧８を有す
るだけの簡単な装置により安価に音速維持範囲に達した
ことを知ることができる。
【００１９】実施例２（請求項２に対応）
図１に示した音速ノズル４からは、音速ノズル４を流れ
る気体の流速が音速に達しないとき、音速ノズル４で発
生した音波は、マイクロホン５に達し、大きいレベルの
音波信号が検知される。この音波信号は連続周波数では
なく音速ノズル４の形状により定まる複数の特定された
周波数の信号が含まれている。
る気体の流速が音速に達しないとき、音速ノズル４で発
生した音波は、マイクロホン５に達し、大きいレベルの
音波信号が検知される。この音波信号は連続周波数では
なく音速ノズル４の形状により定まる複数の特定された
周波数の信号が含まれている。
【００２０】実施例２においては、音速ノズル４の下流
側、即ち、拡大管部４ｃの下流側に音波共鳴部４ｄを穿
設して、音速維持範囲以下の流量で音速ノズル４から発
生する音波の音波信号周波数に音波共鳴部４ｄにおいて
共鳴させ、音波を増幅し、マイクロホン５で検出される
音波信号レベルを高くしている。なお、音波共鳴部４ｄ
は音速ノズル４を一体でなく、別体とし音速ノズル４に
嵌挿する構造のものでもよい。
側、即ち、拡大管部４ｃの下流側に音波共鳴部４ｄを穿
設して、音速維持範囲以下の流量で音速ノズル４から発
生する音波の音波信号周波数に音波共鳴部４ｄにおいて
共鳴させ、音波を増幅し、マイクロホン５で検出される
音波信号レベルを高くしている。なお、音波共鳴部４ｄ
は音速ノズル４を一体でなく、別体とし音速ノズル４に
嵌挿する構造のものでもよい。
【００２１】この結果、音速維持範囲での音速信号レベ
ルが雑音により多小大きく検出されても、相対的にＳＮ
比のよい音速維持範囲が検知される。
ルが雑音により多小大きく検出されても、相対的にＳＮ
比のよい音速維持範囲が検知される。
【００２２】実施例３（請求項３に対応）
音速ノズル４の寸法が小さくなると、マイクロホン５で
検知された図２に示した音速維持範囲外の音波レベルは
音速維持範囲の音波レベルに対し相対的に小さくなり、
音速維持範囲をＳＮ比よく検出することができない。
検知された図２に示した音速維持範囲外の音波レベルは
音速維持範囲の音波レベルに対し相対的に小さくなり、
音速維持範囲をＳＮ比よく検出することができない。
【００２３】実施例３においては、音速ノズル４の下流
側、例えば、下流側流管２にマイクロホン５で検知可能
な周波数内の特定周波数の音波を発生させるスピーカ
（図示せず）を配設し、スピーカから発生した特定周波
数の音波信号をマイクロホン５による検出信号内から取
り出し音速信号レベル検出器７で基準電圧８と比較され
る。
側、例えば、下流側流管２にマイクロホン５で検知可能
な周波数内の特定周波数の音波を発生させるスピーカ
（図示せず）を配設し、スピーカから発生した特定周波
数の音波信号をマイクロホン５による検出信号内から取
り出し音速信号レベル検出器７で基準電圧８と比較され
る。
【００２４】実施例３によると、スピーカから発生する
特定周波数の音波信号を、雑音周波数に含まれない特定
周波数とすることにより雑音影響を受けず、特に小形の
音速ノズルにおいてＳＮ比の優れた音速維持範囲が検出
できる。
特定周波数の音波信号を、雑音周波数に含まれない特定
周波数とすることにより雑音影響を受けず、特に小形の
音速ノズルにおいてＳＮ比の優れた音速維持範囲が検出
できる。
【００２５】実施例４（請求項４に対応）
図３は、実施例４に対応する音速ノズルの音速ノズルの
音速維持範囲検出装置を説明するための図であり、図
中、１０は加速度計（振動検出器）、１１は増幅器、１
２は加速度信号検出器、１３は出力端子で、図１と同様
な作用をする部分には図１と同じ参照番号を付してい
る。
音速維持範囲検出装置を説明するための図であり、図
中、１０は加速度計（振動検出器）、１１は増幅器、１
２は加速度信号検出器、１３は出力端子で、図１と同様
な作用をする部分には図１と同じ参照番号を付してい
る。
【００２６】加速度計１０は、ＰＺＴや水晶等の圧電素
子からなり、下流側流管２の管壁に装着される。加速度
計１０の信号は増幅器１１により所定レベルの電圧に増
幅され、加速度信号検出器１２により予め定められた周
波数の加速度信号が検出され出力端子１３から出力され
る。
子からなり、下流側流管２の管壁に装着される。加速度
計１０の信号は増幅器１１により所定レベルの電圧に増
幅され、加速度信号検出器１２により予め定められた周
波数の加速度信号が検出され出力端子１３から出力され
る。
【００２７】図４は、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）に対する衝
撃の強さ（Ｇ）を示す図であり、横軸に音速ノズルの上
流側の圧力Ｐｕと下流側の圧力Ｐｄとの比を、縦軸には
衝撃の強さＧをとってある。なお、実験に使用された音
速ノズル４はスロート部４ｂが所定長さの直管部を有す
るノズルである。
撃の強さ（Ｇ）を示す図であり、横軸に音速ノズルの上
流側の圧力Ｐｕと下流側の圧力Ｐｄとの比を、縦軸には
衝撃の強さＧをとってある。なお、実験に使用された音
速ノズル４はスロート部４ｂが所定長さの直管部を有す
るノズルである。
【００２８】図５は、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）をパラメー
タとし加速度計の信号周波数特性（スペクトル）図であ
り、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）の大きさが小さくなる程加速
計１０の信号レベルが大きくなり、圧力比に対する信号
レベルを図４にプロットしている。
タとし加速度計の信号周波数特性（スペクトル）図であ
り、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）の大きさが小さくなる程加速
計１０の信号レベルが大きくなり、圧力比に対する信号
レベルを図４にプロットしている。
【００２９】しかし、音速維持範囲では加速度信号にレ
ベルの大きい所定周波数の信号が含まれている。例え
ば、臨界圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）≒０.８では高レベルの
１２.９ＫＨｚの加速度信号が含まれている。これに対
し、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）が０.８以上の臨界圧力比に
達しないときの加速信号には１２.９ＫＨｚの信号は殆
んど含まれていない。加速度信号検出器１２は、例え
ば、１２.９ＫＨｚを中心とした所定範囲の周波数の信
号が所定レベル以上含まれていることを検知し出力する
検出器である。
ベルの大きい所定周波数の信号が含まれている。例え
ば、臨界圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）≒０.８では高レベルの
１２.９ＫＨｚの加速度信号が含まれている。これに対
し、圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）が０.８以上の臨界圧力比に
達しないときの加速信号には１２.９ＫＨｚの信号は殆
んど含まれていない。加速度信号検出器１２は、例え
ば、１２.９ＫＨｚを中心とした所定範囲の周波数の信
号が所定レベル以上含まれていることを検知し出力する
検出器である。
【００３０】実施例４によると、音速ノズルを流れる気
体の速度が音速に達したとき発生する衝撃波によって下
流側流管２の管壁に略垂直な衝撃波信号のもつ固有振動
数が加速度計１０により安価で確実に音速特性範囲が検
知される。
体の速度が音速に達したとき発生する衝撃波によって下
流側流管２の管壁に略垂直な衝撃波信号のもつ固有振動
数が加速度計１０により安価で確実に音速特性範囲が検
知される。
【００３１】実施例１に示したマイクロホン５により検
出された音圧信号は、音波レベルの大きさにより圧力比
の臨界と非臨界とを判別することができるが、装置（老
朽化した）によっては送風機等に含まれる雑音レベルが
大きくＳＮ比の優れた検出をすることができない。
出された音圧信号は、音波レベルの大きさにより圧力比
の臨界と非臨界とを判別することができるが、装置（老
朽化した）によっては送風機等に含まれる雑音レベルが
大きくＳＮ比の優れた検出をすることができない。
【００３２】実施例５（請求項５に対応）
実施例１に示した、上流側流管１に配設されたマイクロ
ホン５の信号を所定レベルに増幅後、基準電圧８と比較
して出力される音圧レベル検出器７の一致信号と、実施
例２に示した、臨界圧力比に達したとき下流側流管２に
配設された加速度計１０から出力される加速度信号に含
まれる所定周波数の信号とが共に出現したとき臨界圧力
比に達し音速維持範囲に到ることを確実に検知すること
ができる。
ホン５の信号を所定レベルに増幅後、基準電圧８と比較
して出力される音圧レベル検出器７の一致信号と、実施
例２に示した、臨界圧力比に達したとき下流側流管２に
配設された加速度計１０から出力される加速度信号に含
まれる所定周波数の信号とが共に出現したとき臨界圧力
比に達し音速維持範囲に到ることを確実に検知すること
ができる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：音速ノズルを流れる気
体の速度が音速維持範囲に達したとき音速ノズルから発
生する音波は音速ノズルの上流側に達しない。この原理
を利用し、音速ノズルの上流側流管にマイクロホンを配
設しただけの簡単な装置により音波レベルを検知し、判
別することにより安価に音速ノズルの音速維持範囲を知
ることができる。 （２）請求項２に対応する効果：音速ノズル下流側に音
速維持範囲外で音速ノズルから発生する音波共鳴手段を
配設したので、音速維持範囲での音速信号レベルが雑音
により多小大きく検出されても、相対的にＳＮ比のよい
音速維持範囲が検知される。 （３）請求項３に対応する効果：音速ノズルの下流側に
スピーカを配設し、スピーカから発生する特定周波数の
音波信号を、雑音周波数に含まれない特定周波数とする
ことにより雑音影響を受けず、特に小形の音速ノズルに
おいてＳＮ比の優れた音速維持範囲が検出できる。 （４）請求項４に対応する効果：音速維持範囲では、音
速ノズルから後流側に衝撃波が発生するので、この衝撃
波を加速度計により計測し衝撃波に含まれる所定周波数
の信号を検出することにより簡単に音速維持範囲を検知
することができる。 （５）請求項５に対応する効果：音速ノズルに送風する
ブロアーが老朽化したようなとき、マイクロホンに検知
される騒音レベルが大きくなり一致信号をＳＮ比より検
知できないので、この一致信号と衝撃波に含まれる所定
周波数の加速度信号とが同時にされ、より一層確実に音
速維持範囲を検知することができる。
によれば、以下の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：音速ノズルを流れる気
体の速度が音速維持範囲に達したとき音速ノズルから発
生する音波は音速ノズルの上流側に達しない。この原理
を利用し、音速ノズルの上流側流管にマイクロホンを配
設しただけの簡単な装置により音波レベルを検知し、判
別することにより安価に音速ノズルの音速維持範囲を知
ることができる。 （２）請求項２に対応する効果：音速ノズル下流側に音
速維持範囲外で音速ノズルから発生する音波共鳴手段を
配設したので、音速維持範囲での音速信号レベルが雑音
により多小大きく検出されても、相対的にＳＮ比のよい
音速維持範囲が検知される。 （３）請求項３に対応する効果：音速ノズルの下流側に
スピーカを配設し、スピーカから発生する特定周波数の
音波信号を、雑音周波数に含まれない特定周波数とする
ことにより雑音影響を受けず、特に小形の音速ノズルに
おいてＳＮ比の優れた音速維持範囲が検出できる。 （４）請求項４に対応する効果：音速維持範囲では、音
速ノズルから後流側に衝撃波が発生するので、この衝撃
波を加速度計により計測し衝撃波に含まれる所定周波数
の信号を検出することにより簡単に音速維持範囲を検知
することができる。 （５）請求項５に対応する効果：音速ノズルに送風する
ブロアーが老朽化したようなとき、マイクロホンに検知
される騒音レベルが大きくなり一致信号をＳＮ比より検
知できないので、この一致信号と衝撃波に含まれる所定
周波数の加速度信号とが同時にされ、より一層確実に音
速維持範囲を検知することができる。
【図１】 本発明による音速ノズルの音速維持範囲検出
装置の一実施例を説明するための図である。
装置の一実施例を説明するための図である。
【図２】 音速ノズル上流側に配設されたマイクロホン
の音圧（ｄＢ）と圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）との関係を示す
図である。
の音圧（ｄＢ）と圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）との関係を示す
図である。
【図３】 実施例２に対応する音速ノズルの音速ノズル
の音速維持範囲検出装置を説明するための図である。
の音速維持範囲検出装置を説明するための図である。
【図４】 圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）に対する衝撃の強さ
（Ｇ）を示す図である。
（Ｇ）を示す図である。
【図５】 圧力比（Ｐｄ／Ｐｕ）をパラメータとした加
速度計の信号周波数特性（スペクトル）図である。
速度計の信号周波数特性（スペクトル）図である。
１は上流側流管、２は下流側流管、３は支持プレート、
４は音速ノズル、５はマイクロホン、６は増幅器、７は
音圧レベル検出器、８は基準電圧、１０は加速度計（振
動検出器）、１１は増幅器、１２は加速度信号検出器、
１３は出力端子。
４は音速ノズル、５はマイクロホン、６は増幅器、７は
音圧レベル検出器、８は基準電圧、１０は加速度計（振
動検出器）、１１は増幅器、１２は加速度信号検出器、
１３は出力端子。
Claims (5)
- 【請求項１】 気体が流れる音速ノズルの上流側に配設
され、前記音速ノズルから発生する音波を検知し音波信
号に変換するマイクロホンと、該マイクロホンから出力
される音波信号と音速維持範囲における音波信号レベル
に対応して定められた基準電圧とを比較し、前記音波信
号と基準電圧とが等しくなったとき一致信号を出力する
比較器とからなり、前記一致信号に基づいて音速維持範
囲を検知することを特徴とする音速ノズルの音速維持範
囲検出装置。 - 【請求項２】 前記音速ノズル流出端に、該音速ノズル
から発生する特定周波数の音波に同調する音波共鳴手段
を前記音速ノズルと一体又は別体に配設したことを特徴
とする請求項１に記載の音速ノズルの音速維持範囲検出
装置。 - 【請求項３】 前記マイクロホンにより検知可能な特定
周波数の音波を発生するスピーカを、前記音速ノズルの
後流側に配設し、前記スピーカから発生された前記特定
周波数の音波を前記マイクロホンにより検知されたとき
の音波信号レベルに基づいて音速維持範囲を検出するこ
とを特徴とする請求項１に記載の音速ノズルの音速維持
範囲検出装置。 - 【請求項４】 気体が流れる音速ノズルの下流側に配設
され、前記音速ノズルから発生する衝撃波の振動を検出
する加速度計と、該加速度計から出力される所定周波数
の加速度信号を検知し加速度検知信号を出力する加速度
信号検知手段とからなり、前記加速度検知信号の出力に
基づいて音速維持範囲を検知することを特徴とする音速
ノズルの音速維持範囲検出装置。 - 【請求項５】 前記比較器から出力される一致信号と、
前記加速度信号検知手段から出力される前記加速度検知
信号とが同時に出力されたとき音速維持範囲を検知する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の音速
ノズルの音速維持範囲検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07358394A JP3406371B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 音速ノズルの音速維持範囲検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07358394A JP3406371B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 音速ノズルの音速維持範囲検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280629A JPH07280629A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3406371B2 true JP3406371B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=13522479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07358394A Expired - Fee Related JP3406371B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 音速ノズルの音速維持範囲検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406371B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2813745A1 (fr) * | 2000-09-05 | 2002-03-08 | Francois Giry | Micro hyper sensible a reduction d'amplitude |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP07358394A patent/JP3406371B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07280629A (ja) | 1995-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6662627B2 (en) | Photoacoustic instrument for measuring particles in a gas | |
| US20120073377A1 (en) | Enhanced static-dynamic pressure transducer suitable for use in gas turbines and other compressor applications | |
| US20120011936A1 (en) | Combination static and dynamic pressure transducer employing a micro-filter | |
| CN101326427A (zh) | 用于确定质量流的装置 | |
| US4829813A (en) | Method and apparatus for nonintrusively determining mach number | |
| US7484415B2 (en) | Pressure transducer employing a micro-filter and emulating an infinite tube pressure transducer | |
| CN106932481B (zh) | 一种消音器消音特性测试系统 | |
| CN206609827U (zh) | 一种消音器消音特性测试系统 | |
| JP3406371B2 (ja) | 音速ノズルの音速維持範囲検出装置 | |
| GB2160316A (en) | Karman vortex flowmeters | |
| JP3711885B2 (ja) | パイプ内圧測定装置およびパイプ内圧測定方法 | |
| JPH11125573A (ja) | 圧力測定装置 | |
| US6341518B1 (en) | Ultrasonic standard | |
| KR101804191B1 (ko) | 초음파를 이용한 가스터빈 연소상태진단장치 | |
| Zinn et al. | Developments and experiences with pulsation measurements for heavy-duty gas turbines | |
| US5211052A (en) | Aeroacoustic gas composition monitor | |
| US20030136194A1 (en) | Acoustic particulates density meter | |
| Boerrigter et al. | Design and calibration of an unsteady pressure measurement system | |
| JP3000048B1 (ja) | エンジン排ガス流量計測システム | |
| WO2023245874A1 (zh) | 一种固体推进剂压强耦合响应函数测量方法及模具 | |
| JPS5847644B2 (ja) | 内燃機関の吸入空気流量測定装置 | |
| SU286336A1 (ru) | Акустико-резонансный газоанализатор | |
| JPS6326731Y2 (ja) | ||
| SU905769A1 (ru) | Устройство дл определени сплошности потока жидкости | |
| SU1767444A1 (ru) | Устройство дл динамической градуировки датчиков параметров газовых потоков |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100307 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |