JPH05180679A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
- Publication number
- JPH05180679A JPH05180679A JP3359509A JP35950991A JPH05180679A JP H05180679 A JPH05180679 A JP H05180679A JP 3359509 A JP3359509 A JP 3359509A JP 35950991 A JP35950991 A JP 35950991A JP H05180679 A JPH05180679 A JP H05180679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- ultrasonic
- main pipe
- fluid
- fluid channel
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 管中央部に中空部を画成して、管壁側に流体
通路を形成し、この流体通路に超音波送受波器を配設す
る。 【構成】 流体を流通させる主管１１に、管中央部に主
管１１内径に比較して小なる径の中空部１２を画成し
て、管壁側に流体通路１３を形成し、この流体通路に超
音波送受波器１４を配設する。前記主管１１の管径を４
Ｄと、流体通路１３における、管壁から中空部１２まで
の間隔をＤとなるように設定する。かかる超音波流量計
１０において、みかけの径４Ｄをそのまま変えずに中央
部に中空部１２を有する管壁側の流体通路１３を形成す
ることにより、Ｒｅ数を１／３に下げることができる。 【効果】 常に層流域での流量計測が行うことができ
る。そのため、高精度な流量測定値を得ることができ
る。
通路を形成し、この流体通路に超音波送受波器を配設す
る。 【構成】 流体を流通させる主管１１に、管中央部に主
管１１内径に比較して小なる径の中空部１２を画成し
て、管壁側に流体通路１３を形成し、この流体通路に超
音波送受波器１４を配設する。前記主管１１の管径を４
Ｄと、流体通路１３における、管壁から中空部１２まで
の間隔をＤとなるように設定する。かかる超音波流量計
１０において、みかけの径４Ｄをそのまま変えずに中央
部に中空部１２を有する管壁側の流体通路１３を形成す
ることにより、Ｒｅ数を１／３に下げることができる。 【効果】 常に層流域での流量計測が行うことができ
る。そのため、高精度な流量測定値を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて管内の
流速を測定することにより、流体の流量を求めるように
した超音波流量計に関するものである。
流速を測定することにより、流体の流量を求めるように
した超音波流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、管内の流体の流量は管の面平均流
速Ｖ0に、管断面積等を乗ずることにより得られるが、
流量測定手段のうちの一つとして、例えば、図５に示す
ように、超音波流量計１は、一対の超音波送受波器２を
管壁３に相対して取り付け、交互に超音波パルスを伝播
させて流速を測定するようにした流速測定型の流量計で
ある。この測定される流速は、超音波の伝播路(測線)の
線平均流速Ｖ1である。なお、管内における流体の面平
均流速分布は Ｒｅ＝Ｖ0・Ｄ／ν…………(1) (ただし、Ｒｅ：レイノルズ数、Ｄ：管内径、ν：動粘
性係数)により求められる。ここで、Ｒｅ＜２３２０の
流れは層流であり、Ｒｅ≒４０００以上の流れは乱流と
いわれ、図６にその分布の一例を示す。層流において、
線平均流速Ｖ1と面平均流速Ｖ0の比をκとすると、 κ＝Ｖ1／Ｖ0………(2) この場合、κ＝４／３で一定である。乱流においては、
いくつかの報告があるが、ここではゲ・イ・ビルゲルに
よるものを適用するものとする。レイノルズ数Ｒｅとκ
の関係を図示すると、図７の通りである。
速Ｖ0に、管断面積等を乗ずることにより得られるが、
流量測定手段のうちの一つとして、例えば、図５に示す
ように、超音波流量計１は、一対の超音波送受波器２を
管壁３に相対して取り付け、交互に超音波パルスを伝播
させて流速を測定するようにした流速測定型の流量計で
ある。この測定される流速は、超音波の伝播路(測線)の
線平均流速Ｖ1である。なお、管内における流体の面平
均流速分布は Ｒｅ＝Ｖ0・Ｄ／ν…………(1) (ただし、Ｒｅ：レイノルズ数、Ｄ：管内径、ν：動粘
性係数)により求められる。ここで、Ｒｅ＜２３２０の
流れは層流であり、Ｒｅ≒４０００以上の流れは乱流と
いわれ、図６にその分布の一例を示す。層流において、
線平均流速Ｖ1と面平均流速Ｖ0の比をκとすると、 κ＝Ｖ1／Ｖ0………(2) この場合、κ＝４／３で一定である。乱流においては、
いくつかの報告があるが、ここではゲ・イ・ビルゲルに
よるものを適用するものとする。レイノルズ数Ｒｅとκ
の関係を図示すると、図７の通りである。
【０００３】ところで、実際の流量測定では、通常、乱
流域での計測となり、その乱流域での流量Ｑは、 Ｑ＝Ｖ0・Ｓ・３６００＝Ｖ1／κ・πＤ2／４・３６００(ｍ3／Ｈ)……(3) (ただし、Ｖ0：面平均流速、Ｓ：断面積、Ｖ1：線平均
流速、κ：レイノルズ数に応じた流速補正係数)より求
められる。
流域での計測となり、その乱流域での流量Ｑは、 Ｑ＝Ｖ0・Ｓ・３６００＝Ｖ1／κ・πＤ2／４・３６００(ｍ3／Ｈ)……(3) (ただし、Ｖ0：面平均流速、Ｓ：断面積、Ｖ1：線平均
流速、κ：レイノルズ数に応じた流速補正係数)より求
められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(3)式
におけるκは、乱流域では、流速により変化するため、
広い流量範囲にわたって高い精度の値を求めることは困
難である。本発明はかかる課題を鑑みてなされたもので
あって、κが一定である層流域で計測できるように超音
波流量計を構成することにより、流量の測定値の精度を
向上させることを目的とする。
におけるκは、乱流域では、流速により変化するため、
広い流量範囲にわたって高い精度の値を求めることは困
難である。本発明はかかる課題を鑑みてなされたもので
あって、κが一定である層流域で計測できるように超音
波流量計を構成することにより、流量の測定値の精度を
向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、流体を流通させる主管に、管中央部
に主管内径に比較して小なる径の中空部を画成して、管
壁側に流体通路を形成し、この流体通路に超音波送受波
器を配設することを特徴とするものである。また、本発
明は、流体を流通させる主管に、管中央部に主管内径に
比較して小なる径の中空部を画成して、管壁側に流体通
路を形成し、前記主管外側から、流体通路を介して中空
部を貫通する超音波伝播通路を形成して一対の超音波送
受波器を設けることを特徴とするものである。
ために、本発明は、流体を流通させる主管に、管中央部
に主管内径に比較して小なる径の中空部を画成して、管
壁側に流体通路を形成し、この流体通路に超音波送受波
器を配設することを特徴とするものである。また、本発
明は、流体を流通させる主管に、管中央部に主管内径に
比較して小なる径の中空部を画成して、管壁側に流体通
路を形成し、前記主管外側から、流体通路を介して中空
部を貫通する超音波伝播通路を形成して一対の超音波送
受波器を設けることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】主管の管径を例えば、４Ｄで、流速をＶａとす
ると、レイノルズ数Ｒｅ1は、 Ｒｅ1＝４Ｄ・Ｖａ／ν となる。一方、管壁側の流体通路は、中空部から管壁ま
での間隔をＤとし、流速をＶｂすると、レイノルズ数Ｒ
ｅ2は、 Ｒｅ2＝Ｄ・Ｖｂ／ν となる。ここで、流速は、断面積に反比例するから、 Ｖｂ＝４／３Ｖａ となる。
ると、レイノルズ数Ｒｅ1は、 Ｒｅ1＝４Ｄ・Ｖａ／ν となる。一方、管壁側の流体通路は、中空部から管壁ま
での間隔をＤとし、流速をＶｂすると、レイノルズ数Ｒ
ｅ2は、 Ｒｅ2＝Ｄ・Ｖｂ／ν となる。ここで、流速は、断面積に反比例するから、 Ｖｂ＝４／３Ｖａ となる。
【０００７】従って、 Ｒｅ2／Ｒｅ1＝Ｄ・Ｖｂ／４Ｄ・Ｖａ＝(Ｄ・４／３Ｖａ)／(４Ｄ・Ｖａ) ＝１／３ となり、みかけの径４Ｄをそのまま変えずに中央部に中
空部を有する管壁側の流体通路を形成することにより、
Ｒｅ数を１／３に下げることができる。この結果、主管
のまままでは、乱流域であっても、管壁側の流体通路
は、層流域となるため、κが一定となり、高い精度の流
量を求めることができる。
空部を有する管壁側の流体通路を形成することにより、
Ｒｅ数を１／３に下げることができる。この結果、主管
のまままでは、乱流域であっても、管壁側の流体通路
は、層流域となるため、κが一定となり、高い精度の流
量を求めることができる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明にかかる超音波流量計につい
て、添付の図面を参照しながら以下説明する。図１およ
び図２において、参照符号１０は第１の実施例にかかる
超音波流量計１０を示し、この超音波流量計１０は、流
体を流通させる主管１１に、管中央部に主管１１内径に
比較して小なる径の中空部１２を画成して、管壁側に流
体通路１３を形成し、この流体通路に超音波送受波器１
４を配設するようにしたものである。前記中空部１２
は、主管１１の上流側端部と下流側端部を、円錐状に形
成され、中間部は円筒形状を成し、中心軸は主管１１の
それと、一致している。前記主管１１の管径を４Ｄと、
流体通路１３における、管壁から中空部１２までの間隔
をＤとなるように設定されている。また、超音波送受波
器１４は、管壁外側と、中空部１２側とから、流体通路
１３の流路方向に対して、超音波伝播路が所定角度θに
て横切るように取り付けられる。
て、添付の図面を参照しながら以下説明する。図１およ
び図２において、参照符号１０は第１の実施例にかかる
超音波流量計１０を示し、この超音波流量計１０は、流
体を流通させる主管１１に、管中央部に主管１１内径に
比較して小なる径の中空部１２を画成して、管壁側に流
体通路１３を形成し、この流体通路に超音波送受波器１
４を配設するようにしたものである。前記中空部１２
は、主管１１の上流側端部と下流側端部を、円錐状に形
成され、中間部は円筒形状を成し、中心軸は主管１１の
それと、一致している。前記主管１１の管径を４Ｄと、
流体通路１３における、管壁から中空部１２までの間隔
をＤとなるように設定されている。また、超音波送受波
器１４は、管壁外側と、中空部１２側とから、流体通路
１３の流路方向に対して、超音波伝播路が所定角度θに
て横切るように取り付けられる。
【０００９】かかる超音波流量計１０において、みかけ
の径４Ｄをそのまま変えずに中央部に中空部１２を有す
る管壁側の流体通路１３を形成することにより、Ｒｅ数
を１／３に下げることができる。この結果、主管１１の
まままでは、乱流域であっても、管壁側の流体通路１３
は、層流域となるため、κが一定となり、高い精度の流
量を求めることができる。
の径４Ｄをそのまま変えずに中央部に中空部１２を有す
る管壁側の流体通路１３を形成することにより、Ｒｅ数
を１／３に下げることができる。この結果、主管１１の
まままでは、乱流域であっても、管壁側の流体通路１３
は、層流域となるため、κが一定となり、高い精度の流
量を求めることができる。
【００１０】また、本発明は、流体を流通させる主管１
１外側から、流体通路１３を介して中空部１２を貫通す
る超音波伝播通路１５を形成して一対の超音波送受波器
１６を設ける構成とすることができる(図３および図４
参照)。
１外側から、流体通路１３を介して中空部１２を貫通す
る超音波伝播通路１５を形成して一対の超音波送受波器
１６を設ける構成とすることができる(図３および図４
参照)。
【００１１】この場合においても、超音波伝播通路１５
が横切る流体通路１３において、流速が層流域内にある
ので、精度の高い計測ができる。しかも、超音波伝播通
路長Ｌを主管１１の管径４Ｄより大きくとったので、一
層高精度な計測が可能である。
が横切る流体通路１３において、流速が層流域内にある
ので、精度の高い計測ができる。しかも、超音波伝播通
路長Ｌを主管１１の管径４Ｄより大きくとったので、一
層高精度な計測が可能である。
【００１２】（発明の効果）以上の通り本発明によれ
ば、管中央部に中空部を設けて流体通路の間隔を主管内
径に比較して小としたので、流体通路における流速は、
層流域のものとなり、ここに、超音波送受波器を設け、
κの値が一定値の基に計測することになるため、高精度
な流量測定値を得ることができる。
ば、管中央部に中空部を設けて流体通路の間隔を主管内
径に比較して小としたので、流体通路における流速は、
層流域のものとなり、ここに、超音波送受波器を設け、
κの値が一定値の基に計測することになるため、高精度
な流量測定値を得ることができる。
【００１３】
【図１】本発明にかかる超音波流量計の一実施例を示す
模式的な説明図である。
模式的な説明図である。
【図２】図１に示す超音波流量計の模式的な横断面説明
図である。
図である。
【図３】本発明にかかる超音波流量計の第２の実施例を
示す模式的な説明図である。
示す模式的な説明図である。
【図４】図３に示す超音波流量計の模式的な横断面説明
図である。
図である。
【図５】従来における超音波流量計の模式的な説明図で
ある。
ある。
【図６】円管内の流速分布を示すグラフである。
【図７】円管内の流速と流速補正係数の関係を示すグラ
フである。
フである。
１０、２０ 超音波流量計 １１ 主管 １２ 中空部 １３ 流体通路 １４、１６ 超音波送受波器 １５ 超音波伝播通路
Claims (2)
- 【請求項１】 流体を流通させる主管に、管中央部に
主管内径に比較して小なる径の中空部を画成して管壁側
に流体通路を形成し、この流体通路に超音波送受波器を
配設することを特徴とする超音波流量計。 - 【請求項２】 流体を流通させる主管に、管中央部に
主管内径に比較して小なる径の中空部を画成して管壁側
に流体通路を形成し、前記主管外側から、流体通路を介
して中空部を貫通する超音波伝播通路を形成し、一対の
超音波送受波器を設けることを特徴とする超音波流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359509A JPH05180679A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359509A JPH05180679A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180679A true JPH05180679A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18464871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359509A Pending JPH05180679A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05180679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11118568A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 流量計 |
| CN100360907C (zh) * | 2003-02-19 | 2008-01-09 | 东洋计器株式会社 | 使用超声波气量计测量气体流量的方法 |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359509A patent/JPH05180679A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11118568A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 流量計 |
| CN100360907C (zh) * | 2003-02-19 | 2008-01-09 | 东洋计器株式会社 | 使用超声波气量计测量气体流量的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4365518A (en) | Flow straighteners in axial flowmeters | |
| JP3246851B2 (ja) | 超音波流量計用検出器 | |
| US6907361B2 (en) | Ultrasonic flow-measuring method | |
| JPH0535363B2 (ja) | ||
| WO1988008516A1 (en) | Ultrasonic fluid flowmeter | |
| JP4535065B2 (ja) | ドップラー式超音波流量計 | |
| JP2895704B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| US3788140A (en) | Electroacoustical flow metering apparatus | |
| RU2708904C1 (ru) | Способ и система для ультразвукового накладного измерения расхода и тело для осуществления измерения | |
| JPH05223608A (ja) | 超音波流量計 | |
| WO2009074162A1 (en) | Ultrasonic type fluid flow measurement apparatus | |
| JP2956805B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH05180679A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2956804B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP3732570B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP3194270B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH10239125A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP4675490B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2006126019A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH0915012A (ja) | 超音波流量計 | |
| CN105890684A (zh) | 一种采用高斯-雅可比多项式确定声道位置的设置新方法 | |
| JP2002277300A (ja) | 流量計測装置 | |
| US20210310839A1 (en) | Flowmeter | |
| JP2004045425A (ja) | 流量計測装置 | |
| JPS59171813A (ja) | 超音波流量測定装置 |