JP3508756B2 - 流量計測装置と流速計測装置と流量計測方法 - Google Patents
流量計測装置と流速計測装置と流量計測方法Info
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Description
ガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するもので
ある。
示すように、流体管路1の一部に超音波振動子2、3を
流れの方向に相対して設け、超音波振動子2から流れ方
向に超音波を発生しこの超音波を超音波振動子3で検出
すると再び超音波振動子2から超音波を発生させ、この
繰り返しを行ってその時間を計測し、逆に超音波振動子
3から流れに逆らって超音波を発生し同様の繰り返し時
間を計測し、その時間の差から流体の速度を演算し流量
を求めていた。
来の流量計測装置では振動子間の超音波の反射によって
検出信号にノイズが発生する。すなわちまず振動子2か
ら発信された超音波信号は振動子3に到達し、この信号
が増幅・比較されて検出されるとただちに次のトリガ信
号が励起されて2回目の発信が行われる。一方振動子3
で反射された超音波信号は振動子2に向かい、2回目の
信号が振動子3に到達し第3の信号のトリガが開始する
とき1回目の反射信号が到達する。なぜなら超音波の伝
幡時間が500マイクロ秒程度であるのに比べ信号が増
幅比較され再トリガされる時間が0.1マイクロ秒以下
の極めて短い時間であるからである。したがって発信す
るときに反射波を受けるので乱れた波形の発信信号にな
る。さらに1回目の反射信号は振動子2で再び反射され
振動子3に向かい、3回目の発信信号に重畳されて振動
子に到達することになり、検出信号はこれら反射信号の
影響を受け、測定管路1内の流速によってこの反射波の
到達時間が異なるので、複雑なノイズを受け測定精度に
影響を与え、高精度の測定が困難であった。
して流量計測精度を向上することを目的としている。
に本発明の流量計測装置は、以下の構成とした。
を発信受信する第1振動子及び第2振動子と、前記振動
子の発信受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波
伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に信
号伝達を遅らせる遅延手段と、複数回の繰り返し終了時
に遅延時間を変更する時間設定手段と、超音波伝幡の累
積時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備え
たものである。
音波発信振動を遅延させ反射波の影響を小さくするもの
である。
説明する。図1において、流体管路4の途中に超音波を
発信する第1振動子5と受信する第2振動子6が流れ方
向に配置されている。7は第1振動子5への発信回路、
8は第2振動子6で受信した信号の増幅回路で、この増
幅された信号は基準信号と比較回路9で比較され、基準
信号以上の信号が検出されたとき回数設定回路10で設
定された回数だけ繰り返し手段11で遅延回路12で信
号を遅延させた後トリガ回路13で超音波信号を繰り返
し発信する。繰り返しの回数設定回路10で設定された
回数が繰り返されたときの時間をタイマカウンタのよう
な計時手段14で求める。次に切換手段15で第1振動
子5と第2振動子6の発信受信を切り換えて、第2振動
子6から第1振動子5すなわち下流から上流に向かって
超音波信号を発信し、この発信を前述のように繰り返
し、その時間を計時する。そしてその時間差から管路の
大きさや流れの状態を考慮して流量演算手段16で流量
値を求める。
る。図2は第1振動子5から発信された超音波信号を第
2振動子6で受信する場合を示したものである。第1振
動子5からバースト発信された第1発信信号は第2振動
子6で第1受信信号として受信され増幅比較され遅延回
路12を介して再びトリガされて第2発信信号となる。
一方第2振動子6の超音波は一部が反射され第1振動子
5へと向かい第1振動子5に到着する時間と、第2発信
信号が受信され遅延回路12を介して再び第3発信信号
として発信する時間とは遅延回路の遅延時間Tdの2倍
ほどの差が生じる。さらにこの第1発信信号は第1振動
子5で反射して第2振動子6に向かうが、第3発信信号
が到達する第3受信信号とは遅延時間Tdの2倍の時間
差が生じる。図3は遅延回路12がない場合の発信受信
の関係を示すもので、第3発信信号が第1発信信号の反
射波とかさなり、さらに第3受信信号が第3発信信号と
第1発信信号の2回反射波と重なることになる。以降繰
り返しの回数設定回路10で設定された回数が繰り返さ
れる発信受信のすべてが反射波の影響を受け、正確な発
信あるいは受信信号が得られない。受信信号が基準信号
を越えないと再トリガされないので、遅延回路12の遅
延時間Tdは超音波のバースト発信によって得られる受
信信号の時間幅Trの少なくとも1.5倍以上あれば反
射波の影響を受けない。この遅延時間により計測に要す
る時間が長くなるが、超音波の伝幡時間が一回あたり5
00マイクロ秒であるのに対し遅延時間は20マイクロ
秒程度であり、大きな遅れにはならない。
間を時間設定回路17で任意に変えられるもので、例え
ば設定可変回路18をバースト信号の長さによって比例
させるようにしたりあるいはある時間以上でランダムに
変えて周期的ノイズの影響を小さくすることもできる。
号によって時間設定回路17の遅延時間設定を変更させ
るものであり、繰り返しが終了し計時が行われすなわち
流量演算が行われた後に遅延時間を変更するもので、繰
り返し中は一定の遅延時間で測定するものである。
し中の総和を総和設定回路19で一定になるように遅延
時間を変化させるものであり、繰り返し時間にあらかじ
め明らかな常に一定の遅延時間が加算される。
変えることができるが、上流から下流への繰り返し中と
下流から上流への繰り返し中のそれぞれの遅延時間を均
等設定回路20で等しく保つものである。
抗器のような外部設定回路21で任意に変えることがで
きるものであり、据えつけ工事の生産時に調整するもの
である。
算手段16の値に応じて変えるものであり、流量が多い
場合には第2振動子6から反射して第1振動子5に向か
う超音波は流れに逆らって進むため到達時間が遅れるの
で、遅延時間が不十分になる可能性があるため、流れの
量に応じて遅延時間を補正するものである。すなわち流
量の値が大きいとき遅延時間の値を大きくし、流量の値
が小さいとき遅延時間の値を小さくし、相対的な遅延時
間を一定に保つものである。
流量計測装置によれば次の効果が得られる。
する第1振動子及び第2振動子と、前記振動子の発信受
信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝達を複数
回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に信号伝達を遅
らせる遅延手段と、複数回の繰り返し終了時に遅延時間
を変更する時間設定手段と、超音波伝幡の累積時間に基
づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたので、繰
り返し中に遅延時間が変更されることがないので時間計
測に基づく流量演算が容易で誤差が小さい。
ク図
ク図
ク図
ク図
ク図
ク図
ク図
Claims (3)
- 【請求項1】 流体管路に設けられ超音波信号を発信受
信する第1振動子及び第2振動子と、前記振動子の発信
受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝達を複
数回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に信号伝達を
遅らせる遅延手段と、複数回の繰り返し終了時に遅延時
間を変更する時間設定手段と、超音波伝幡の累積時間に
基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えた流量計
測装置。 - 【請求項2】 流体管路に設けられ超音波信号を発信受
信する第1振動子及び第2振動子と、前記振動子の発信
受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝達を複
数回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に信号伝達を
遅らせる遅延手段と、複数回の繰り返し終了時に遅延時
間を変更する時間設定手段と、超音波伝幡の累積時間に
基づいて流速を演算する手段とを備えた流速計測装置。 - 【請求項3】 流体管路の一部に第1、第2超音波振動
子を流れの方向に相対して設け、前記第1超音波振動子
から流れ方向に超音波を発生しこの超音波を前記第2超
音波振動子で検出すると再び前記第1超音波振動子から
超音波を発生させ、この繰り返しを行ってその時間を計
測し、逆に前記第1超音波振動子から流れに逆らって超
音波を発生し同様の繰り返し時間を計測し、その時間の
差から流量を求める流量計測方法において、超音波伝達
を複数回繰り返した後であって流量を演算した後に、遅
延時間を変更する流量計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001336345A JP3508756B2 (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 流量計測装置と流速計測装置と流量計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001336345A JP3508756B2 (ja) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | 流量計測装置と流速計測装置と流量計測方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26952894A Division JP3422100B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 流量計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002181599A JP2002181599A (ja) | 2002-06-26 |
JP3508756B2 true JP3508756B2 (ja) | 2004-03-22 |
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ID=19151188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2001
- 2001-11-01 JP JP2001336345A patent/JP3508756B2/ja not_active Expired - Fee Related
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