JPH0599713A - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
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- JPH0599713A JPH0599713A JP3257866A JP25786691A JPH0599713A JP H0599713 A JPH0599713 A JP H0599713A JP 3257866 A JP3257866 A JP 3257866A JP 25786691 A JP25786691 A JP 25786691A JP H0599713 A JPH0599713 A JP H0599713A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 管路を伝播する漏洩超音波の影響を除去出来
るように改良された渦流量計を提供するにある。 【構成】 管路の内部に流れる測定流体により渦発生体
で生じる渦を横切るように超音波信号を送出しこれを受
信する管路に設けられた一対の超音波送受波器と、渦の
発生周期より充分に短い発振周期を有する発振信号を送
出する発振手段と、この発振信号を所定期間オンとする
超音波信号として超音波送受波器に印加し管路を伝播す
る漏洩超音波の伝播時間内は超音波送受波器からの受波
信号をオフとするように制御するタイミング制御手段
と、受波信号と発振信号とが加算された加算信号を発振
信号を基準信号として復調しこれを復調信号として出力
する復調手段を有し、この復調信号を充分に長い時定数
を持つロ−パスフイルタで平滑して渦信号として出力す
る渦流量計。
るように改良された渦流量計を提供するにある。 【構成】 管路の内部に流れる測定流体により渦発生体
で生じる渦を横切るように超音波信号を送出しこれを受
信する管路に設けられた一対の超音波送受波器と、渦の
発生周期より充分に短い発振周期を有する発振信号を送
出する発振手段と、この発振信号を所定期間オンとする
超音波信号として超音波送受波器に印加し管路を伝播す
る漏洩超音波の伝播時間内は超音波送受波器からの受波
信号をオフとするように制御するタイミング制御手段
と、受波信号と発振信号とが加算された加算信号を発振
信号を基準信号として復調しこれを復調信号として出力
する復調手段を有し、この復調信号を充分に長い時定数
を持つロ−パスフイルタで平滑して渦信号として出力す
る渦流量計。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管路の内部に流れる測
定流体により渦発生体で生じる渦を横切るように超音波
信号を送出し発生する変調信号を一対の超音波送受波器
で受信することにより渦を検出する渦流量計に係り、特
に管路を伝播する漏洩超音波の影響を除去出来るように
改良された渦流量計に関する。
定流体により渦発生体で生じる渦を横切るように超音波
信号を送出し発生する変調信号を一対の超音波送受波器
で受信することにより渦を検出する渦流量計に係り、特
に管路を伝播する漏洩超音波の影響を除去出来るように
改良された渦流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を用いて渦を検出する従来の渦流
量計としては実公昭４８−１７０１０号に開示されてい
るものがある。以下、この渦流量計について図５〜図７
を用いて概要を説明する。図５はカルマン渦を利用して
流量を測定する渦流量計の構成を示す構成図である。
量計としては実公昭４８−１７０１０号に開示されてい
るものがある。以下、この渦流量計について図５〜図７
を用いて概要を説明する。図５はカルマン渦を利用して
流量を測定する渦流量計の構成を示す構成図である。
【０００３】図５に示すように流体中に柱状物体を挿入
すると渦発生体１の両側面にこの物体の表面から流れが
剥がれて規則的に交互に渦２が生成し下流に渦列となっ
て流されていく。渦発生体１の下流側の管路３には流れ
の方向とほぼ直角になるように互いに対向して超音波送
受波器４、５が固定されている。
すると渦発生体１の両側面にこの物体の表面から流れが
剥がれて規則的に交互に渦２が生成し下流に渦列となっ
て流されていく。渦発生体１の下流側の管路３には流れ
の方向とほぼ直角になるように互いに対向して超音波送
受波器４、５が固定されている。
【０００４】次に、このように構成された渦流量計にお
ける渦測定の原理を図６に示す説明図を参考として説明
する。周知の通り超音波信号は媒体中を一定の速度で伝
播するものであるが、媒体中にこの超音波信号の伝播方
向と同じ速度成分があると信号の伝播時間が変化する性
質を有している。
ける渦測定の原理を図６に示す説明図を参考として説明
する。周知の通り超音波信号は媒体中を一定の速度で伝
播するものであるが、媒体中にこの超音波信号の伝播方
向と同じ速度成分があると信号の伝播時間が変化する性
質を有している。
【０００５】いま、図６（イ）に示すように超音波信号
の伝播経路に渦が存在しない場合は伝播方向の速度成分
は何等変更されないので、その伝播時間τ0はＶを媒体
中の音速、Ｄを超音波送受波器４と５の距離とすれば、 τ0 ＝Ｄ／Ｖ （１） となる。
の伝播経路に渦が存在しない場合は伝播方向の速度成分
は何等変更されないので、その伝播時間τ0はＶを媒体
中の音速、Ｄを超音波送受波器４と５の距離とすれば、 τ0 ＝Ｄ／Ｖ （１） となる。
【０００６】次に、図６（ロ）の位置にカルマン渦２Ａ
がある場合はこの渦の矢印方向で示す速度成分Ｖ1 によ
りその伝播時間τ1 は、渦の直径をｄとして、 τ1 ＝［ｄ／（Ｖ−Ｖ1 ）］＋［（Ｄ−ｄ）／Ｖ］ （２） となる。
がある場合はこの渦の矢印方向で示す速度成分Ｖ1 によ
りその伝播時間τ1 は、渦の直径をｄとして、 τ1 ＝［ｄ／（Ｖ−Ｖ1 ）］＋［（Ｄ−ｄ）／Ｖ］ （２） となる。
【０００７】さらに、渦２Ａが下流に流されて図６
（ハ）に示す位置に来ると図６（ロ）の場合とは逆の矢
印方向の速度成分Ｖ2 により超音波信号の伝播時間τ2
は τ1 ＝［ｄ／（Ｖ＋Ｖ2 ）］＋［（Ｄ−ｄ）／Ｖ］ （３） となる。
（ハ）に示す位置に来ると図６（ロ）の場合とは逆の矢
印方向の速度成分Ｖ2 により超音波信号の伝播時間τ2
は τ1 ＝［ｄ／（Ｖ＋Ｖ2 ）］＋［（Ｄ−ｄ）／Ｖ］ （３） となる。
【０００８】以下、同じようにして、カルマン渦が超音
波信号の伝播経路を通過するごとに超音波信号の伝播時
間がτ0 を中心として増減変化する。図７はこの超音波
信号の伝播時間の変化数を計数するための電気的接続の
一例を示す接続図を示している。図において、６はパル
ス発生器を含む電子回路、７はＦＭ信号復調器、８は計
数器である。
波信号の伝播経路を通過するごとに超音波信号の伝播時
間がτ0 を中心として増減変化する。図７はこの超音波
信号の伝播時間の変化数を計数するための電気的接続の
一例を示す接続図を示している。図において、６はパル
ス発生器を含む電子回路、７はＦＭ信号復調器、８は計
数器である。
【０００９】電子回路６は超音波送受波器４にパルス信
号を加えここから超音波信号を発信させると共に超音波
送受波器５の受信信号によって新たなパルス信号を再び
超音波送受波器４に加えるいわゆるシングアラウンド方
式を採用している。したがって、電子回路６の出力端に
は超音波送受波器４の遅れ時間、流体中の伝播時間、超
音波送受波器５の遅れ時間などの総遅れ時間に逆比例し
た周波数のパルス信号Ｐ0 が得られる。
号を加えここから超音波信号を発信させると共に超音波
送受波器５の受信信号によって新たなパルス信号を再び
超音波送受波器４に加えるいわゆるシングアラウンド方
式を採用している。したがって、電子回路６の出力端に
は超音波送受波器４の遅れ時間、流体中の伝播時間、超
音波送受波器５の遅れ時間などの総遅れ時間に逆比例し
た周波数のパルス信号Ｐ0 が得られる。
【００１０】ここで、流体中の伝播時間はカルマン渦が
通過するごとに変化することから電子回路６の出力パル
ス信号Ｐ0 の周波数はカルマン渦が通過するごとに変化
するので渦で周波数変調された信号となる。この渦で周
波数変調されたパルス信号Ｐ0 は復調器７で復調された
後、計数器８に加わり、計数器８の指示から流体の流速
又は流量を知ることができる。
通過するごとに変化することから電子回路６の出力パル
ス信号Ｐ0 の周波数はカルマン渦が通過するごとに変化
するので渦で周波数変調された信号となる。この渦で周
波数変調されたパルス信号Ｐ0 は復調器７で復調された
後、計数器８に加わり、計数器８の指示から流体の流速
又は流量を知ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような渦流量計は、次に説明するような問題がある。図
８は管路３を横方向から見た説明図であるが、超音波送
受波器４から５に向かって測定流体に対して送出される
超音波信号Ｓ1 の他に管路３を介して伝播される漏洩超
音波ＳL1、ＳL2が存在する。そして、この漏洩超音波Ｓ
L1、ＳL2は超音波信号Ｓ1 に対して大きい振幅を持つ。
ような渦流量計は、次に説明するような問題がある。図
８は管路３を横方向から見た説明図であるが、超音波送
受波器４から５に向かって測定流体に対して送出される
超音波信号Ｓ1 の他に管路３を介して伝播される漏洩超
音波ＳL1、ＳL2が存在する。そして、この漏洩超音波Ｓ
L1、ＳL2は超音波信号Ｓ1 に対して大きい振幅を持つ。
【００１２】このため、管路を伝播する漏洩超音波を減
少させるため、超音波送受波器と管路との結合に種々の
工夫、例えばＯリングなどによる弾性体結合とか送受波
器の振動の節で結合するなどの工夫がなされている。し
かし、これ等の工夫をしても漏洩超音波は大きく、かつ
苛酷な流体条件となる工業用としてはこれ等のシ−ル機
構では不十分であった。このため、現在実用化されてい
るものは、音響インピ−ダンスの大きい液体用か、シ−
ルがある程度不完全でも使用できる非工業的な用途、例
えば自動車の空気流量の測定、或いは気象用の風速計な
どに限定されている。
少させるため、超音波送受波器と管路との結合に種々の
工夫、例えばＯリングなどによる弾性体結合とか送受波
器の振動の節で結合するなどの工夫がなされている。し
かし、これ等の工夫をしても漏洩超音波は大きく、かつ
苛酷な流体条件となる工業用としてはこれ等のシ−ル機
構では不十分であった。このため、現在実用化されてい
るものは、音響インピ−ダンスの大きい液体用か、シ−
ルがある程度不完全でも使用できる非工業的な用途、例
えば自動車の空気流量の測定、或いは気象用の風速計な
どに限定されている。
【００１３】そこで、本発明は、管路の漏洩超音波の問
題を解決して工業用途のガス用の渦流量計としても使用
できる渦流量計を提供することを目的とする。同時に、
本発明は、応力、歪み検出方式で生じる振動問題も、感
熱方式や変位方式で生じる付着やツマリによる感度低下
の問題も解決して、ひいては低流速域での流量測定を可
能にすることをも目的とする。
題を解決して工業用途のガス用の渦流量計としても使用
できる渦流量計を提供することを目的とする。同時に、
本発明は、応力、歪み検出方式で生じる振動問題も、感
熱方式や変位方式で生じる付着やツマリによる感度低下
の問題も解決して、ひいては低流速域での流量測定を可
能にすることをも目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、管路の内部に流れる測定流
体により渦発生体で生じる渦を横切るように超音波信号
を送出しこれを受信する管路に設けられた一対の超音波
送受波器と、先の渦の発生周期より充分に短い発振周期
を有する発振信号を送出する発振手段と、この発振信号
を所定期間オンとする先の超音波信号として超音波送受
波器に印加し管路を伝播する漏洩超音波の伝播時間内は
超音波送受波器からの受波信号をオフとするように制御
するタイミング制御手段と、受波信号と発振信号とが加
算された加算信号を発振信号を基準信号として復調しこ
れを復調信号として出力する復調手段を有し、この復調
信号を充分に長い時定数を持つロ−パスフイルタで平滑
して渦信号として出力するようにしたものである。
解決するための構成として、管路の内部に流れる測定流
体により渦発生体で生じる渦を横切るように超音波信号
を送出しこれを受信する管路に設けられた一対の超音波
送受波器と、先の渦の発生周期より充分に短い発振周期
を有する発振信号を送出する発振手段と、この発振信号
を所定期間オンとする先の超音波信号として超音波送受
波器に印加し管路を伝播する漏洩超音波の伝播時間内は
超音波送受波器からの受波信号をオフとするように制御
するタイミング制御手段と、受波信号と発振信号とが加
算された加算信号を発振信号を基準信号として復調しこ
れを復調信号として出力する復調手段を有し、この復調
信号を充分に長い時定数を持つロ−パスフイルタで平滑
して渦信号として出力するようにしたものである。
【００１５】
【作 用】管路に設けられた一対の超音波送受波器は管
路の内部に流れる測定流体により渦発生体で生じる渦を
横切るように超音波信号を送出しこれを受信する。発振
手段は先の渦の発生周期より充分に短い発振周期を有す
る発振信号を送出する。
路の内部に流れる測定流体により渦発生体で生じる渦を
横切るように超音波信号を送出しこれを受信する。発振
手段は先の渦の発生周期より充分に短い発振周期を有す
る発振信号を送出する。
【００１６】タイミング制御手段はこの発振信号を所定
期間オンとする先の超音波信号として超音波送受波器に
印加し管路を伝播する漏洩超音波の伝播時間内は超音波
送受波器からの受波信号をオフとするように制御する。
復調手段は受波信号と発振信号とが加算された加算信号
を発振信号を基準信号として復調しこれを復調信号とし
て出力する。そして、この復調信号を充分に長い時定数
を持つロ−パスフイルタで平滑して渦信号として出力す
る。
期間オンとする先の超音波信号として超音波送受波器に
印加し管路を伝播する漏洩超音波の伝播時間内は超音波
送受波器からの受波信号をオフとするように制御する。
復調手段は受波信号と発振信号とが加算された加算信号
を発振信号を基準信号として復調しこれを復調信号とし
て出力する。そして、この復調信号を充分に長い時定数
を持つロ−パスフイルタで平滑して渦信号として出力す
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。なお、図５〜図８に示す従来の渦流量計と同
一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。なお、図５〜図８に示す従来の渦流量計と同
一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
【００１８】１０は渦２の発生周期より充分に短い発振
周期ｔ0 を有する発振信号ＶR0を発生する発振器であ
り、この発振信号ＶR0は、タイミング回路１１から出力
されるタイミング信号Ｔ1 によりその開閉が制御される
スイッチＳＷ１を介して駆動信号ＶR1とされて超音波送
受波器４に送出されると共に減衰回路１２にも送出され
る。
周期ｔ0 を有する発振信号ＶR0を発生する発振器であ
り、この発振信号ＶR0は、タイミング回路１１から出力
されるタイミング信号Ｔ1 によりその開閉が制御される
スイッチＳＷ１を介して駆動信号ＶR1とされて超音波送
受波器４に送出されると共に減衰回路１２にも送出され
る。
【００１９】超音波送受波器５で受波した受波信号ＳR0
はプリアンプ１３で増幅され、タイミング回路１１から
出力されるタイミング信号Ｔ2 によりその開閉が制御さ
れるスイッチＳＷ２を介して受波信号ＳR1として加算回
路１４に送出される。受波信号ＳR0は管路３を介して受
波された受波信号ＳR0（ｐ）と測定流体を介して受波さ
れた受波信号ＳR0（ｆ）とが合成されている。
はプリアンプ１３で増幅され、タイミング回路１１から
出力されるタイミング信号Ｔ2 によりその開閉が制御さ
れるスイッチＳＷ２を介して受波信号ＳR1として加算回
路１４に送出される。受波信号ＳR0は管路３を介して受
波された受波信号ＳR0（ｐ）と測定流体を介して受波さ
れた受波信号ＳR0（ｆ）とが合成されている。
【００２０】加算回路１４は、発振信号ＶR0が減衰回路
１２で減衰された発振信号ＶR2と受波信号ＳR1とを加算
して加算信号Ｓd として位相復調回路１５に出力する。
そして、位相復調回路１５は発振信号ＶR0を基準信号と
して加算信号Ｓd を位相復調する。
１２で減衰された発振信号ＶR2と受波信号ＳR1とを加算
して加算信号Ｓd として位相復調回路１５に出力する。
そして、位相復調回路１５は発振信号ＶR0を基準信号と
して加算信号Ｓd を位相復調する。
【００２１】位相復調回路１５の出力信号はロ−パスフ
イルタ１６でフイルタがかけられて渦信号が再現され、
この渦信号はシュミットトリガ回路１７に出力されてパ
ルス化され、その出力端１８に渦周波数ｆV として出力
される。
イルタ１６でフイルタがかけられて渦信号が再現され、
この渦信号はシュミットトリガ回路１７に出力されてパ
ルス化され、その出力端１８に渦周波数ｆV として出力
される。
【００２２】次に、以上のように構成された渦流量計の
動作について図２〜図４を用いて説明する。いま、渦発
生体１に対する流れの後方に口径５０ｍｍの管路３の直
径方向に対向して超音波送受波器４、５が取り付けら
れ、測定流体として空気を用いるときを例として説明す
る。
動作について図２〜図４を用いて説明する。いま、渦発
生体１に対する流れの後方に口径５０ｍｍの管路３の直
径方向に対向して超音波送受波器４、５が取り付けら
れ、測定流体として空気を用いるときを例として説明す
る。
【００２３】発振器１０からは周期ｔ0 の発振信号ＶR0
が連続して出力されており、この発振信号ＶR0は図３
（イ）に示すタイミング回路１１から出力されるオン時
間がｔ 1 で繰返し周期ｔ4 のタイミング信号Ｔ1 により
制御されるスイッチＳＷ１で開閉されて超音波送受波器
４に図２（イ）に示す駆動信号ＶR1として出力する。
が連続して出力されており、この発振信号ＶR0は図３
（イ）に示すタイミング回路１１から出力されるオン時
間がｔ 1 で繰返し周期ｔ4 のタイミング信号Ｔ1 により
制御されるスイッチＳＷ１で開閉されて超音波送受波器
４に図２（イ）に示す駆動信号ＶR1として出力する。
【００２４】この駆動信号ＶR1により超音波送受波器４
は駆動されるが、これにより超音波送受波器４で受波さ
れる受波信号ＳR0には、管路３を介して受波された図２
（ロ）に示す受波信号ＳR0（ｐ）と測定流体を介して受
波された図２（ハ）に示す受波信号ＳR0（ｆ）とが含ま
れている。管路３を経由する受波信号ＳR0（ｐ）は送波
のときからｔ2 だけ遅れ、測定流体を経由する受波信号
ＳR0（ｆ）はｔ3 だけ遅れて受波される。
は駆動されるが、これにより超音波送受波器４で受波さ
れる受波信号ＳR0には、管路３を介して受波された図２
（ロ）に示す受波信号ＳR0（ｐ）と測定流体を介して受
波された図２（ハ）に示す受波信号ＳR0（ｆ）とが含ま
れている。管路３を経由する受波信号ＳR0（ｐ）は送波
のときからｔ2 だけ遅れ、測定流体を経由する受波信号
ＳR0（ｆ）はｔ3 だけ遅れて受波される。
【００２５】この時間の遅れはそれぞれの伝播時間の差
である。具体的に数字で例示すれば、次のようになる。
発振信号ＶR0の発振周波数ｆ0 を１００ＫＨｚとして、
ｔ1 ＝５ｘ１０-5秒の間オンとし、繰返し周期ｔ4 を３
０ｘ１０-5秒として間欠的に超音波送受波器４を駆動す
るものとする。
である。具体的に数字で例示すれば、次のようになる。
発振信号ＶR0の発振周波数ｆ0 を１００ＫＨｚとして、
ｔ1 ＝５ｘ１０-5秒の間オンとし、繰返し周期ｔ4 を３
０ｘ１０-5秒として間欠的に超音波送受波器４を駆動す
るものとする。
【００２６】管路３を経由する受波信号ＳR0（ｐ）の遅
れ時間ｔ2 と測定流体を介して受波された受波信号ＳR0
（ｆ）の遅れ時間ｔ3 は、管路３の音速Ｃ1 を３２００
ｍ／ｓ、空気の音速Ｃ2 を３４０ｍ／ｓ、口径Ｄを０．
０５ｍとして、それぞれ ｔ2 ＝（Ｄπ／２）／Ｃ1 ＝２．５ｘ１０-5秒 ｔ3 ＝Ｄ／Ｃ3 ＝１５ｘ１０-5秒 となる。
れ時間ｔ2 と測定流体を介して受波された受波信号ＳR0
（ｆ）の遅れ時間ｔ3 は、管路３の音速Ｃ1 を３２００
ｍ／ｓ、空気の音速Ｃ2 を３４０ｍ／ｓ、口径Ｄを０．
０５ｍとして、それぞれ ｔ2 ＝（Ｄπ／２）／Ｃ1 ＝２．５ｘ１０-5秒 ｔ3 ＝Ｄ／Ｃ3 ＝１５ｘ１０-5秒 となる。
【００２７】これ等の受波信号はタイミング信号Ｔ
2 （図３（ロ））で制御されるスイッチＳＷ２で開閉さ
れる。この場合のオフ時間ｔ5 は１０ｘ１０-5秒であ
り、繰返し周期ｔ4 はタイミング信号Ｔ1 と同じに取っ
てある。したがって、加算回路１４に入力される受波信
号ＳR1は測定流体中を経由した受波信号ＳR1（ｆ）のみ
となる。
2 （図３（ロ））で制御されるスイッチＳＷ２で開閉さ
れる。この場合のオフ時間ｔ5 は１０ｘ１０-5秒であ
り、繰返し周期ｔ4 はタイミング信号Ｔ1 と同じに取っ
てある。したがって、加算回路１４に入力される受波信
号ＳR1は測定流体中を経由した受波信号ＳR1（ｆ）のみ
となる。
【００２８】ところで、測定流体中を伝播して検出され
る受波信号ＳR1は、図６（ロ）、図６（ハ）に示す形で
位相変調を受ける。その位相シフトΔφは Δφ＝Ｖｄω／Ｃ2 となる。但し、Ｖは渦２Ａ、２Ｂ、２Ｃなどの循環流の
大きさ、ｄは渦の直径、ωは発振信号ＶR0の角周波数、
Ｃは音速である。
る受波信号ＳR1は、図６（ロ）、図６（ハ）に示す形で
位相変調を受ける。その位相シフトΔφは Δφ＝Ｖｄω／Ｃ2 となる。但し、Ｖは渦２Ａ、２Ｂ、２Ｃなどの循環流の
大きさ、ｄは渦の直径、ωは発振信号ＶR0の角周波数、
Ｃは音速である。
【００２９】したがって、例えば駆動信号ＶR1をＡ0 Ｓ
ｉｎωｔとすると、受波信号ＳR0はＡ1 Ｓｉｎ（ωｔ＋
Δφ）で示される。Ａ0 、Ａ1 はそれぞれ振幅である。
また、減衰回路１２から出力される発振信号ＶR2をＡ2
Ｓｉｎωｔとすれば、加算回路１４での加算信号Ｓ
d は、スイッチＳＷ２がオフのときは Ｓd ＝Ａ2 Ｓｉｎωｔ であり、スイッチＳＷ２がオンのときは Ｓd ＝Ａ1 Ｓｉｎ（ωｔ＋Δφ）＋Ａ2 Ｓｉｎωｔ ＝Ａ・Ｓｉｎ（ωｔ＋φ） となる。
ｉｎωｔとすると、受波信号ＳR0はＡ1 Ｓｉｎ（ωｔ＋
Δφ）で示される。Ａ0 、Ａ1 はそれぞれ振幅である。
また、減衰回路１２から出力される発振信号ＶR2をＡ2
Ｓｉｎωｔとすれば、加算回路１４での加算信号Ｓ
d は、スイッチＳＷ２がオフのときは Ｓd ＝Ａ2 Ｓｉｎωｔ であり、スイッチＳＷ２がオンのときは Ｓd ＝Ａ1 Ｓｉｎ（ωｔ＋Δφ）＋Ａ2 Ｓｉｎωｔ ＝Ａ・Ｓｉｎ（ωｔ＋φ） となる。
【００３０】ただし、 Ａ＝Ａ1 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ＣｏｓΔφ＋Ａ2 2 ｔａｎφ＝（Ａ1 ＳｉｎΔφ）／（Ａ2 ＋Ａ1 ＣｏｓΔφ） である。なお、Ａ2 の大きさは位相復調回路１５の入力
条件を満足し、かつＡ1 に比べて十分に小さい値になる
ようにすることが望ましい。
条件を満足し、かつＡ1 に比べて十分に小さい値になる
ようにすることが望ましい。
【００３１】位相復調回路１５は、発振信号ＶR0を基準
信号として位相復調するので、スイッチＳＷ２がオフの
ときは、位相復調回路１５の出力はゼロであるが、スイ
ッチＳＷ２がオンのときは、渦による位相変調部分が出
力される。このことは、図４に示すように渦信号（循環
流の変化）ＳV に対してサンプリング処理を行ったこと
と同一である。
信号として位相復調するので、スイッチＳＷ２がオフの
ときは、位相復調回路１５の出力はゼロであるが、スイ
ッチＳＷ２がオンのときは、渦による位相変調部分が出
力される。このことは、図４に示すように渦信号（循環
流の変化）ＳV に対してサンプリング処理を行ったこと
と同一である。
【００３２】したがって、位相復調回路１５の出力をサ
ンプリング周期としてのタイミング信号Ｔ2 （図３
（ロ））の周期より十分に長い時定数をもつロ−パスフ
イルタを介して取り出すことにより図４の包絡線として
渦信号ＳV を検出することができる。
ンプリング周期としてのタイミング信号Ｔ2 （図３
（ロ））の周期より十分に長い時定数をもつロ−パスフ
イルタを介して取り出すことにより図４の包絡線として
渦信号ＳV を検出することができる。
【００３３】なお、位相復調回路１５はリミッタ付であ
り、信号としてはある程度以上のレベルが確保されてい
れば良い。以上の説明では、位相変調をベ−スとして説
明したが、振幅変調でも同様に構成することができる。
り、信号としてはある程度以上のレベルが確保されてい
れば良い。以上の説明では、位相変調をベ−スとして説
明したが、振幅変調でも同様に構成することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、管路を伝播する漏洩超音波と測定
流体を伝播する超音波との伝播時間差を利用して測定流
体を伝播する超音波のみを検出し、これを復調するよう
に構成したので、超音波送受波器を管路に固定する際の
シ−ル機構として信頼性の高い構造を採用することがで
きる。また、復調回路の動作の安定性を確保するため発
振器より信号成分より十分小さい振幅を有する基準信号
を用いてサンプリングを可能とし連続波と等価な復調信
号を得ることができる。さらに、本発明によれば、以上
のように基本的に管路振動の影響を受けないことから、
低流速の測定範囲を拡大することができる。
うに本発明によれば、管路を伝播する漏洩超音波と測定
流体を伝播する超音波との伝播時間差を利用して測定流
体を伝播する超音波のみを検出し、これを復調するよう
に構成したので、超音波送受波器を管路に固定する際の
シ−ル機構として信頼性の高い構造を採用することがで
きる。また、復調回路の動作の安定性を確保するため発
振器より信号成分より十分小さい振幅を有する基準信号
を用いてサンプリングを可能とし連続波と等価な復調信
号を得ることができる。さらに、本発明によれば、以上
のように基本的に管路振動の影響を受けないことから、
低流速の測定範囲を拡大することができる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
る。
【図３】図１に示すタイミング回路でのタイミング信号
の波形を示す波形図である。
の波形を示す波形図である。
【図４】図１に示すロ−パスフイルタでの信号処理の説
明をする説明図である。
明をする説明図である。
【図５】カルマン渦を利用して流量を測定する渦流量計
の構成を示す構成図である。
の構成を示す構成図である。
【図６】図５に示す渦流量計における渦測定の原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】図５に示す出力を変換する変化部を含む全体構
成図である。
成図である。
【図８】図７に示す渦流量計の問題点を説明する説明図
である。
である。
１ 渦発生体 ２ 渦 ３ 管路 ４、５ 超音波送受波器 ６ 電子回路 ７ ＦＭ信号復調器 ８ 計数器 １０ 発振器 １１ タイミング回路 １４ 加算回路 １５ 復調回路 １６ ロ−パスフイルタ １７ シュミットトリガ
Claims (1)
- 【請求項１】管路の内部に流れる測定流体により渦発生
体で生じる渦を横切るように超音波信号を送出しこれを
受信する前記管路に設けられた一対の超音波送受波器
と、前記渦の発生周期より充分に短い発振周期を有する
発振信号を送出する発振手段と、この発振信号を所定期
間オンとする前記超音波信号として前記超音波送受波器
に印加し前記管路を伝播する漏洩超音波の伝播時間内は
前記超音波送受波器からの受波信号をオフとするように
制御するタイミング制御手段と、前記受波信号と前記発
振信号とが加算された加算信号を前記発振信号を基準信
号として復調しこれを復調信号として出力する復調手段
を有し、この復調信号を充分に長い時定数を持つロ−パ
スフイルタで平滑して渦信号として出力することを特徴
とする渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257866A JP3024312B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257866A JP3024312B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599713A true JPH0599713A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3024312B2 JP3024312B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17312265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257866A Expired - Lifetime JP3024312B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024312B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220583A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流量計 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100585255B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2006-05-30 | 이준호 | 배꼽 장착 장신구 장치 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257866A patent/JP3024312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220583A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3024312B2 (ja) | 2000-03-21 |
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