JPH04194663A - 超音波式流量濃度測定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は上下水道システムや食品如上システム、化学プ
ラント等において使用される超音波式流量濃度ｎ１定装
置に関する。

（従来の技術） 上下水道システムや食品加ニジステム、化学プラント等
において配管中を流れる流体の流量と、濃度とを測定す
る場合、流量計と濃度計とを用いて配管中を流れる流体
の流量と濃度とを個々に測定することか多い。

第２図はこのような測定を行なう流量計および濃度計の
一例を示すブロック図である。

この図に示す流量計１０１は配管１０２に接続される流
量センサ部１０３と、この流量センサ部１０３を駆動し
て前記配管１０２中を流れる流体の流量を測定して流量
信号を出力する処理部１゜４とを備えており、処理部１
０４によって流量センサ部１０３を駆動し、これによっ
て得られた信号を処理して流量信号を生成し、これを外
部に出力する。

流量センサ部１０３は測定対象となる流体が流れている
配管１０２に接続される測定配管１．０５と、この測定
配管１０５に取り付けられる発信側プローブ１０６と、
前記測定配管１０５の前記発信側プローブ１０６の取付
は位置より下流側で、かつ前記発信側プローブ１０６と
対向する部分に取り付けられる受信側プローブ１０７と
を備えており、前記処理部１０４から超音波送信信号が
供給されたとき、発信側プローブ１０６から超音波を出
力させて測定対象となる流体中を通過させた後、受信側
プローブ１０７で受信させ、この受信動作によって得ら
れた超音波受信信号を前記処理部１０４に供給する。

処理部１０４は所定の周波数で発振して超音波送信信号
を生成する発信回路１０８と、この発信回路１０８から
出力される超音波送信信号を取り込んで前記発振側プロ
ーブ１０６を駆動する送信回路１０９と、前記受信側プ
ローブ１０７から出力される超音波受信信号を取り込む
受信回路１１０と、この受信回路１１０によって取り込
まれた超音波受信信号を増幅する増幅回路１１１と、前
記発振回路１０８から出力される超音波送信信号と前記
増幅回路１１１から出力される超音波受信信号とに基づ
いて前記測定配管１０５中を流れる流体の超音波伝播時
間を測定するカウンタ回路１１２と、このカウンタ回路
１１２によって得られた伝播時間を補正する演算補正回
路１１３と、この演算補正回路１１３によって補正され
た伝播時間を流量値に変換して流量信号を生成する出力
変換回路１１４とを備えている。

そして、流量の測定を行なうとき、超音波送信信号を生
成して前記流量センサ部１０３を駆動し、これによって
得られた超音波受信信号と前記超音波送信信号とに基づ
いて測定配管１０５中を流れる流体の流量を測定し、こ
の測定動作によって得られた流量信号を外部に出力する
。

また、濃度計１２０は前記測定配管１０５に接続される
濃度センサ部１２１と、この濃度センサ部１２１を駆動
して前記配管１０２中を流れる流体の濃度を測定して濃
度信号を出力する処理部１２２とを備えており、処理部
１２２によって濃度センサ部１２１を駆動し、これによ
って得られた信号を処理して濃度信号を生成し、これを
外部に出力する。

濃度センサ部１２１は測定対象となる流体か流れている
測定配管１０５と配管１０２とに接続される測定配管１
２３と、この測定配管１２３に取り付けられる発信側プ
ローブ１２４と、前記測定配管１２３の前記発信側プロ
ーブ１２４が取り付けられている位置と対向する部分に
取り付けられる受信側プローブ１２５とを備えており、
前記処理部１２２から超音波送信信号が供給されたとき
、発信側プローブ１２４から超音波を出力させて測定対
象となる流体中を通過させた後、受信側プローブ１２５
て受信させ、二の受信動作によって得られた超音波受信
信号を前記処理部１２２に供給する。

処理部１２２は所定の周波数で発振して超音波送信信号
を生成して前記発振側プローブ１２４を駆動するととも
に、前記受信側プローブ１２５から出力される超音波受
信信号を受信して測定配管１２３中を流れる流体の超音
波減衰量を測定する超音波送受信回路１２６と、この超
音波送受信回路１２６によって得られた減衰量信号を増
幅する増幅回路１２７と、この増幅回路１２７によって
増幅された減衰量信号を濃度信号に変換する出力変換回
路１２８とを備えている。

そして、濃度の測定を行なうとき、超音波送信信号を生
成して前記濃度センサ部１２１を駆動し、これによって
得られた超音波受信信号と前記超音波送信信号とに基づ
いて測定配管１２３中を流れる流体の濃度を測定し、こ
の測定動作によって得られた濃度信号を外部に出力する
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の流量、濃度測定方法におい
ては、測定対象となる流体が流れている配管１０２に２
つの測定配管１０５．１２３を接続して流量と、濃度と
を個々に測定しなければならないので、配管工事や配線
工事等の負担か大きく、またかなりの設置スペースが必
要になるという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、１つの測定配管で流量と濃
度とを測定することかできるとともに、回路の共通化に
より装置全体を小さくして省スペース化を達成すること
ができる超音波式流量濃度測定装置を提供することを目
的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による超音波式流量
濃度測定装置は、測定対象となる流体か流れる配管に接
続される測定配管と、この測定配管の所定部分に設けら
れる発信プローブと、前記測定配管の所定部分に設けら
れる複数の受信プローブと、超音波送信信号を生成して
前記発信プローブを駆動する駆動部と、前記各受信プロ
ーブによって得られた超音波受信信号に基づいて前記測
定配管中を流れる流体の流量と濃度とを測定する測定部
とを備えたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、駆動部によって生成された超音波
送信信号により発信プローブを駆動するとともに、測定
部によって各受信プローブから出力される超音波受信信
号を処理して測定配管中を流れる流体の流量と濃度とを
測定する。

（実施例） 第１図は本発明による超音波式流量濃度測定装置の一実
施例を示すブロック図である。

この図に示す超音波式流量濃度測定装置は配管１に接続
される流量濃度センサ部２と、この流量濃度センサ部２
を駆動して前記配管１中を流れる流体の流量と濃度とを
測定して流量信号と濃度信号とを出力する処理部３とを
備えており、処理部３によって流量濃度センサ部２を駆
動し、これによって得られた信号を処理して流量信号と
濃度信号とを生成し、これらを外部に出力する。

流量濃度センサ部２は測定対象となる流体が流れている
配管工に接続される測定配管４と、この測定配管４に取
り付けられる発信プローブ５と、前記測定配管４の前記
発信プローブ５が取り付けられている位置と対向する部
分に取り付けられる減衰量測定用受信プローブ６と、前
記測定配管４の前記発信プローブ５の取付は位置より下
流側で、かつ前記発信プローブ５と対向する部分に取り
付けられる時間差測定用受信プローブ７とを備えており
、前記処理部３から超音波送信信号か供給されたとき、
発信プローブ５から超音波を出力させて流体中を通過さ
せた後、時間差測定用受信プローブ７と、減衰量＃１定
用受信プローブ６とて受信させ、この受信動作によって
得られた２つの超音波受信信号を前記処理部３に供給す
る。

処理部３は前記流量濃度センサ部２を駆動する駆動部８
と、前記流量濃度センサ部２の出力に基づいて前記測定
配管４中を流れる流体の流量を測定する流量測定部９と
、前記流量濃度センサ部２の出力に基づいて前記測定配
管４中を流れる流体の濃度を測定する濃度測定部１０と
を備えており、流量と濃度とを測定するとき、超音波送
信信号を生成して前記流量濃度センサ部２を駆動して時
間差測定用受信プローブ７と、減衰量測定用受信プロー
ブ６とて受信させ、これによって得られた２つの超音波
受信信号と前記超音波送信信号とに基づいて測定配管１
中を流れる流体の流量と濃度とを測定し、この測定動作
によって得られた流量信号と濃度信号とを外部に出力す
る。

前記駆動部８は所定の周波数で発振して超音波送信信号
を生成する発信回路１１と、この発信回路１１から出力
される超音波送信信号を取り込んで送信する送信回路１
２とを備えており、超音波送信信号を生成してこれを前
記超音波送信信号を流量測定部つと濃度測定部１０とに
供給するとともに、前記超音波送信信号によって前記流
量濃度センサ部２の発信プローブ５を駆動する。

流量測定部９は前記駆動部８から出力される超音波送信
信号と前記流量測定用受信プローブ７がら出力される超
音波受信信号とを取り込む受信回路１３と、この受信回
路１３によって取り込まれた超音波送信信号と超音波受
信信号とに基づいて前記測定配管４中を流れる流体の超
音波伝播時間を測定するカウンタ回路１４と、このカウ
ンタ回路１４によって得られた超音波伝播時間を流量値
に変換して流量信号を生成する出力変換回路１５とを備
えており、前記駆動部８から出力される超音波送信信号
と前記流量測定用受信プローブ７から出力される超音波
受信信号とに基づいて前記測定配管４中を流れる流体の
流量を測定して流量信号を生成しこれを外部に出力する
。

また、濃度測定部１０は前記駆動部８から出力される超
音波送信信号と前記濃度測定用受信プローブ６から出力
される超音波受信信号とに基づいて測定配管４中を流れ
る流体の超音波減衰量を測定する超音波減衰量演算部１
６と、この超音波減衰量演算部１６によって得られた減
衰量信号を増幅する増幅回路１７と、この増幅回路１７
によって増幅された減衰量信号を濃度信号に変換する出
力変換回路１８とを備えており、前記駆動部８から出力
される超音波送信信号と前記濃度測定用受信プローブ６
から出力される超音波受信信号とに基づいて前記測定配
管４中を流れる流体の濃度を測定して濃度信号を生成し
これを外部に出力する。

このように二の実施例においては、１つの測定配管４に
発信プローブ５と流量測定用受信プローブ７と濃度測定
用受信プローブ６とを設けるとともに、１つの駆動部８
によって前記発信プローブ５を駆動するようにして配管
１中を流れる流体の流量と濃度とを測定するようにした
ので、１つの測定配管４て流量と濃度とを測定すること
かできるとともに、回路の共通化を行なうことかでき、
これによって装置全体を小さくすることができるととも
に、装置全体の低コスト化を達成することができる。

また、上述した実施例においては、発信プローブ５から
出力される超音波の出射時間と、流量測定用受信プロー
ブ７によって受信される超音波の入射時間との差に基づ
いて測定配管４中を流れる流体の流量を測定するように
しているが、発信プローブ５から出力される超音波の波
長と、流量測定用受信プローブ７によって受信される超
音波の波長との差に基づいて測定配管４中を流れる流体
の流量を測定するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、１つのＪＦＩ定配
管で流量と濃度とを測定することができるとともに、回
路の共通化により装置全体を小さくして省スペース化を
達成することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波式流量濃度測定装置の一実
施例を示すブロック図、第２図は従来から知られている
流量計、濃度計の一例を示すブロック図である。 １・・配管 ４−・測定配管 ５・・発信プローブ ６　受信プローブ（濃度測定用受信プローブ）７・受信
プローブ（流量測定用受信プローブ）８・駆動部 ９・測定部（流量測定部） １０・・測定部（濃度測定部） ■理人弁理士二好秀和 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象となる流体が流れる配管に接続される測
   定配管と、 この測定配管の所定部分に設けられる発信プローブと、 前記測定配管の所定部分に設けられる複数の受信プロー
   ブと、 超音波送信信号を生成して前記発信プローブを駆動する
   駆動部と、 前記各受信プローブによって得られた超音波受信信号に
   基づいて前記測定配管中を流れる流体の流量と濃度とを
   測定する測定部と、 を備えたことを特徴とする超音波式流量濃度測定装置。