JP5533332B2 - 超音波流速流量計 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態における超音波流速流量計の概略図を示している。
t1 = L /(C+vcosθ) (1)
で示される。
t2 = L /(C−vcosθ) (2)
で示される。
V = L /2cosθ(1/t1−1/t2) (3)
の式が得られる。
(B)超音波伝播時間(T1)
(C)筐体伝播ノイズ(V2)
(D)振動減衰時間(T2)
(E)計測インターバル(T3)と流速流量値バラツキ
以下、各パラメータによる判定手段の判定方法について詳細に説明する。
図4は超音波送受波器に送信する駆動信号波形と受信信号波形を示している。
図4において、超音波伝播時間は、図中に示したように駆動信号波形20の送信後、受信信号波形21が到達するまでの超音波伝播時間T1を表しており、第1、第2の超音波送受波器4、5が流路1に対して、例えば斜めに固定されている場合は、正しく固定された状態と比べると超音波伝播距離は長くなるため超音波伝播時間T1は、長くなることから、振動抑制体3の固定状態を判定することができる。
図5(a)は、被計測流体が流れる方向に対し平行方向から見た図、図5(b)は、被計測流体が流れる方向に対し垂直方向から見た断面図を示している。
図6において、振動減衰時間T2は、受信信号波形21(受信出力V1)が超音波送受波器に受信されてから、一定の電圧レベルまで受信出力が減衰するまでの時間と定義し、 例えばV3/V1=Kの比が0.1以下にまで減衰する時間として算出する。
図7は、送信側に設定された超音波送受波器に送信する駆動信号波形とその送信間隔(計測インターバル(T3))と受信側に設定された超音波送受波器での受信信号波形を示している。
以下、本発明の実施形態における超音波流速流量計について図面を参照して説明する。
2 流量計測部
3 振動抑制体
4 第1の超音波送受波器(超音波送受信器)
5 第2の超音波送受波器(超音波送受信器)
6 計時装置
7 演算手段
8 固定状態判定手段
10 圧電体
11 天部
12 側壁部
13 支持部
14 有天筒状金属ケース
15 音響整合体
16 第1端子
17 第2端子
18 端子板
Claims (9)
- 両端に開口端が形成されており、被測定流体を一方の開口端から他方の開口端に通す流路と、
前記流路の上流と下流に前記被測定流体に接するように配置された一対の超音波送受信器と、
前記一対の超音波送受波器間の超音波伝播時間を計測する計時装置と、
前記計時装置により得られた超音波伝播時間に基づいて前記被測定流体の流量を演算する演算手段と、
を備え、
振動抑制体を有しており、前記一対の超音波送受波器が前記流路に前記振動抑制体を介して保持され、前記振動抑制体が正しく固定されているか否かを判定する固定状態判定手段を備えており、
前記固定状態判定手段は、少なくとも計測インターバルを変えて流量値を計算し、計測毎の前記流量値のばらつきが所定値以下に収束する計測インターバルと、予め規定した計測インターバルとを比較して前記振動抑制体が正しく固定されているか否かの判定を行うこと、
を特徴とする超音波流速流量計。 - 前記超音波送受波器は、
有天筒状金属ケースと、
前記有天筒状金属ケースに収容される圧電体と、
前記有天筒状金属ケース外壁面に前記圧電体と対向するように配置した音響整合体と、
前記有天筒状金属ケースの開口を閉鎖すると共に端子を外部に突出させた状態で支持する端子板と、
を備え、
前記有天筒状金属ケースの側壁部および前記側壁部の外側に設けた支持部を覆うように取り付けた振動抑制体を有しており、当該振動抑制体を介して前記流路に取り付ける構成とした、
請求項1に記載の超音波流速流量計。 - 前記固定状態判定手段は、少なくとも前記超音波送受波器の受信出力によって前記振動抑制体が正しく固定されているか否かを判定すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の超音波流速流量計。 - 前記固定状態判定手段は、少なくとも前記一対の超音波送受波器間の伝播時間によって前記振動抑制体が正しく固定されているか否かを判定すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の超音波流速流量計。 - 前記固定状態判定手段は、少なくとも前記一対の超音波送受波器間の筐体伝播ノイズによって前記振動抑制体が正しく固定されているか否かを判定すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の超音波流速流量計。 - 前記固定状態判定手段は、少なくとも前記超音波送受波器の振動減衰時間によって前記振動抑制体が正しく固定されているか否かを判定すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の超音波流速流量計。 - 前記固定状態判定手段は、少なくとも前記有天筒状金属ケースの振動を増長する周波数で駆動したときの振動減衰時間によって行うこと、
を特徴とする請求項6に記載の超音波流速流量計。 - 流量値が安定して収束する計測インターバルを記憶し、前記記憶した計測インターバルを用いて流速流量計測を行うこと、
を特徴とする請求項1に記載の超音波流速流量計。 - 複数の温度において測定毎の流量値のばらつきが所定値以下に安定して収束する計測インターバルから求められる温度と最適な計測インターバルとの相関式を記憶し、流量計測時において伝播時間から求められる温度を元に、前記相関式に基づいて最適な計測インターバルを用いて流速流量計測を行うこと、
を特徴とする請求項1に記載の超音波流速流量計。
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