JPH01138417A - ドップラー超音波流速測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体の流速を測定するためのドツプラー超音
波流速測定装置に関し、特に、液体の流量を測定する流
量測定装置に用いることのできるドツプラー超音波流速
測定装置に関するものであ〔従来技術〕 第３図に示す従来のドツプラー超音波流速測定装置Ａで
は、測定管１内を液体２と同一速度で流れる粒子３に向
かって、超音波発振器４（超音波発生手段）から超音波
を放射し、該粒子３により反射された上記超音波を超音
波受信器５　（［音波受信手段）により受信する。そし
て、上記超音波発振器４から放射された超音波の周波数
と上記超音波受信器５により受信された超音波の周波数
との差から、上記液体２の流速が求められる。

この場合、上記超音波発振器４及び超音波受信器５によ
り計測手段が構成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記構成による従来のドツプラー超音波流速
測定装置Ａにおいては、上記液体２中に粒子が含まれて
いない場合、該液体２の流速を測定することができない
という問題点がある。

また、上記液体２中に粒子が含まれていても、該粒子の
外径寸法が５μｍ程度以下の場合、該粒子により反射さ
れる超音波が減衰し、やはり液体２の流速を測定するこ
とができないという問題点がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので
あり、粒子を含まない液体又は外径寸法の極めて小さい
粒子のみしか含まない液体について、該液体の流速を測
定することの可能なドツプラー超音波流速測定装置の提
供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、流体中に超音波を放射
する超音波発生手段及び上記超音波発生手段から放射さ
れ流体中の粒子に当って反射する超音波を受信するため
の超音波受信手段よりなる計測手段を有し、上記反射波
の周波数を測定することにより液体の流速を測定するド
ツプラー超音波流速測定装置において、上記計測手段の
上流側に、上記液体中に気泡を発生させるための気泡発
生手段を設けてなる点に係るドツプラー超音波流速測定
装置である。

〔作用〕

気泡発生手段により生成されて流体と共に流れる気泡に
向かって超音波発生手段から超音波を放射する。更に上
記気泡により反射された超音波を超音波受信手段により
受信する。そして、上記超音波発生手段から放射された
超音波の周波数と上記超音波受信手段により受信された
超音波の周波数との差から流体の流速が求められる。

尚、上記気泡発生手段においては、粗粒から微粒までの
種々の外形寸法を有する気泡を生成することが可能であ
る。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例に
付き説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例
は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的
範囲を限定する性格のものではない。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係るドツプラー超
音波流速測定装置の要部構成図、第２図（ａｔ、　（ｂ
）、　（ｃｌはそれぞれ本発明の他の実施例に係るドツ
プラー超音波流速測定装置の要部構成図である。

また、第３図に示した前記従来のドツプラー超音波流速
測定袋Ｗ、Ａと共通する要素には、同一の符号を使用し
て説明する。

この実施例に係るドツプラー超音波流速測定装置Ｂは、
第１図に示す如く、従来のドツプラー超音波流速測定装
置Ａと基本的構造をほぼ同様とし、このドツプラー超音
波流速測定装置Ａとの相違点は、超音波発振器４及び超
音波受信器５の上流側に、液体２中に気泡を発生させる
ための空気導入管６　（気泡発生手段）を設けたことで
ある。

上記空気導入管６は、測定管ｌの内部に貫通配備されて
おり、図示せぬコンプレッサ等の空気供給装置から供給
される空気を測定管１の内部で放出し、気泡７を生成す
るように構成されている。

そして、上記空気導入管６では、粗粒から微粒までの種
々の外径寸法を有する気泡７を生成することが可能であ
る。

本発明に係るドツプラー超音波流速測定装置Ｂは、上記
したように構成されている。

従って、上記ドツプラー超音波流速測定装置Ｂを用いて
液体２の流速を測定する場合、空気導入管６の先端開口
から測定管１の内部に空気を放出し、比較的大きな外径
寸法を有する気／ｉｉ！７を生成する。

液体２と同一速度で流れる上記気泡７に向がって超音波
発振器４から超音波を放射し、該気泡７により反射され
た上記超音波を超音波受信器５−により受信する。

そして、上記超音波発振器４から放射された超音波の周
波数と上記超音波受信器５により受信された超音波の周
波数との差に基づいて、図示せぬ演算処理装置により上
記液体２の流速が算出される。

即ち、上記空気導入管６により生成される気泡７を利用
することにより、粒子を含まない液体や外径寸法の極め
て小さい粒子のみしか含まない液体であっても、該液体
の流速を確実に測定することができる。

更に、上記ドツプラー超音波流速測定装置Ｂにより測定
された液体２の平均流速と上記測定管Ｉ内の流水断面積
との積から、該液体２の流量を容易に求めることができ
る。

即ち、上記トンプラー超音波流速測定装置Ｂを用いるこ
とにより、粒子を含まない液体や外径寸法の極めて小さ
い粒子のみしか含まない液体の流量を測定するための流
量計を構成することが可能となる。

第２図（ａｌ、　（ｂｌ、　ｔｃ＋に、本発明の他の実
施例に係るドツプラー超音波流速測定装置Ｃ，Ｄ、Ｅを
示す。

上記ドツプラー超音波流速測定装置Ｃでは、第２図（ａ
ｌに示す如く、超音波発振器４及び超音波受信器５の上
流側に、測定管１の流水断面積を急激に小さくしてオリ
フィス８　（気泡発生手段）を形成するためのプレート
８□が設けられている。そ、　　して、測定管Ｉ内の流
水断面積が急激に減少し、上記オリフィス８の下流側が
負圧となることにより、上記気泡７が生成される。

第２図（ｂ）に示すドツプラー超音波流速測定装置りで
は、超音波発振器４及び超音波受信器５の上流側に、測
定管ｌ内の流水断面積を急激に小さくするための障害物
９（気泡発生手段）が設けられている。そして、この場
合、上記ドツプラー超音波流速測定装置Ｃの場合と同様
の作用により、気泡７が生成される。

また、第２図（Ｃ１に示すドツプラー超音波流速測定装
置Ｅでは、超音波発振器４及び超音波受信器５の上流側
の測定管１の外側面に設けられた超音波発振器１０（気
泡発生手段）によりキャビテーションを起こし、上記気
泡７を生成するように構成されている。

上記ドツプラー超音波流速測定装置Ｃ，Ｄ、　Ｈにおい
ては、前記ドツプラー超音波流速測定装置Ｂの場合のよ
うに外気を夕１定管１内部へ導きいれることなく、気泡
７を生成することができる。

従って、測定管ｌ内を流れる液体２に異物が混入したり
、該液体２が変質したりする可能性は全くない。

〔発明の効果〕

本発明は、上記したように、流体中に超音波を放射する
超音波発生手段及び上記超音波発生手段から放射され流
体中の粒子に当って反射する超音波を受信するための超
音波受信手段よりなる計測手段を有し、上記反射波の周
波数を測定することにより液体の流速を測定するトンプ
ラー超音波流速測定装置において、上記計測手段の上流
側に、上記液体中に気泡を発生させるための気泡発生手
段を設けてなることを特徴とするドツプラー超音波流速
測定装置であるから、粒子を含まない流体や外径寸法の
極めて小さい粒子のみしか含まない流体について、該流
体の流速を測定することができる。また、気泡は発生瞬
時に液体と同一速度で流れはじめるので、計測手段と気
泡発生の間の距離は極めて短（でき、装置を小型にする
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＦ、プラー超音波流速
測定装置の要部構成図、第２図（ａｌ、　（ｂｌ。 （Ｃ１はそれぞれ本発明の他の実施例に係るドツプラー
超音波流速測定装置の要部構成図、第３図は従来のドツ
プラー超音波流速測定装置の要部構成図である。 〔符号の説明〕 １・・・測定管　　　　２・・・液体 ４・・・超音波発振器（Ｍｉ音波発生手段）５・・・超
音波受信器（超音波受信器Ｖｉ）６・・・空気導入管（
気泡発生手段） ７・・・気泡 ８・・・オリフィス（気泡発生手段） ８ａ・・・プレート ９・・・障害物（気泡発生手段） １０・・・超音波発振器（気泡発生手段）Ｂ、　Ｃ，Ｄ
、　Ｅ ・・・ドツプラー超音波流速測定装置。 出願人　　株式会社神戸！１鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体中に超音波を放射する超音波発生手段及び上記
   超音波発生手段から放射され流体中の粒子に当って反射
   する超音波を受信するための超音波受信手段よりなる計
   測手段を有し、上記反射波の周波数を測定することによ
   り液体の流速を測定するドップラー超音波流速測定装置
   において、上記計測手段の上流側に、上記液体中に気泡
   を発生させるための気泡発生手段を設けてなることを特
   徴とするドップラー超音波流速測定装置。