JPH06281663A - 流速計測装置 - Google Patents
流速計測装置Info
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- JPH06281663A JPH06281663A JP5306881A JP30688193A JPH06281663A JP H06281663 A JPH06281663 A JP H06281663A JP 5306881 A JP5306881 A JP 5306881A JP 30688193 A JP30688193 A JP 30688193A JP H06281663 A JPH06281663 A JP H06281663A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
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- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
- G01F1/668—Compensating or correcting for variations in velocity of sound
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明の目的は、流速の遅い流体を計測で
き、流速計測に悪影響を及ぼす要因を減少できる流速計
測装置を提供することにある。 【構成】 この発明は、音響信号を用いてパイプ（１
０）内の媒体（８）の流速を計測する流速計測装置に関
する。この発明によると、流れる媒体（８）によって形
成された音響伝達路（７）を介して互いに連結される超
音波発信機（４）及び超音波受信機（５）を備えた発信
回路（２）が供給される。
き、流速計測に悪影響を及ぼす要因を減少できる流速計
測装置を提供することにある。 【構成】 この発明は、音響信号を用いてパイプ（１
０）内の媒体（８）の流速を計測する流速計測装置に関
する。この発明によると、流れる媒体（８）によって形
成された音響伝達路（７）を介して互いに連結される超
音波発信機（４）及び超音波受信機（５）を備えた発信
回路（２）が供給される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波信号を用い
て、パイプ内を流れる媒体の流速を計測する流速計測装
置に関する。
て、パイプ内を流れる媒体の流速を計測する流速計測装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような装置は、好ましくは、パイプ
内の流体、特に液体の流速の計測に用いられ、パイプ内
を流れる媒体の流速が低い状況において、流速の計測に
困難を生じている。ドイツ公開公報第３、９４１、５４
６号は、低い流速を検出するために、パイプ内に断面積
の狭い部分を設けた装置を開示している。このような締
め付けは、流速の増大を引き起こす。しかしながら、締
め付け位置の上流位置で圧力の増大が発生し、この圧力
の増大が追加の注入力によって相殺されなければならな
い。ドイツ公開公報第３、７３４、６３５号は、軸に平
行な信号の結合を伴う最大の音響力を維持するために、
流速を決定するように媒体の流れが片寄らされている装
置を開示している。この装置の場合、前記の不利益に加
えて、温度変化及び媒体の流れの異なる配置などの要因
が計測中に考慮に入れられない問題がある。
内の流体、特に液体の流速の計測に用いられ、パイプ内
を流れる媒体の流速が低い状況において、流速の計測に
困難を生じている。ドイツ公開公報第３、９４１、５４
６号は、低い流速を検出するために、パイプ内に断面積
の狭い部分を設けた装置を開示している。このような締
め付けは、流速の増大を引き起こす。しかしながら、締
め付け位置の上流位置で圧力の増大が発生し、この圧力
の増大が追加の注入力によって相殺されなければならな
い。ドイツ公開公報第３、７３４、６３５号は、軸に平
行な信号の結合を伴う最大の音響力を維持するために、
流速を決定するように媒体の流れが片寄らされている装
置を開示している。この装置の場合、前記の不利益に加
えて、温度変化及び媒体の流れの異なる配置などの要因
が計測中に考慮に入れられない問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、流
速の遅い流体を計測でき、流速計測に悪影響を及ぼす要
因を減少できる流速計測装置を提供することにある。
速の遅い流体を計測でき、流速計測に悪影響を及ぼす要
因を減少できる流速計測装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、超音
波信号を用いて、パイプ内を流れる媒体の流速を決定す
る流速計測装置において、少なくとも１つの電気的な発
信回路が設けられ、上記発信回路は、上記超音波信号を
発信する超音波発信機及び上記超音波信号を受信する超
音波受信機を有し、上記超音波発信機及び超音波受信機
は、音響伝達路を介して互いに接続されていることを特
徴とする流速計測装置によって達成される。
波信号を用いて、パイプ内を流れる媒体の流速を決定す
る流速計測装置において、少なくとも１つの電気的な発
信回路が設けられ、上記発信回路は、上記超音波信号を
発信する超音波発信機及び上記超音波信号を受信する超
音波受信機を有し、上記超音波発信機及び超音波受信機
は、音響伝達路を介して互いに接続されていることを特
徴とする流速計測装置によって達成される。
【０００５】
【作用】この発明の流速計測装置によれば、流れる媒体
の流速を計測するために、音響信号の発信機及び受信機
を有する少なくとも１つの発信回路が供給される。発信
機及び受信機は、この場合、流れる媒体である音響伝達
路を介して互いに連結されている。流速計測の悪影響を
有する負の要因を減少可能とするために、音響信号の発
信機及び受信機を有する追加の発信回路が供給される。
他の実施例において、両方の発信回路に共通の発信機が
供給されている。発信回路の発信機及び受信機は、それ
ぞれ超音波発信機及び超音波受信機として形成され、そ
の信号路は流れに垂直に伸びている。更に、その伝達特
性が発信回路の共鳴周波数の変化をカバ−する十分に広
い帯域幅を有する増幅機が供給される。音響伝達路は、
発信回路内の遅延回路として作用する。流れる媒体から
第１の発信回路内への超音波の最適な伝達は、発信回路
の位相関係が共鳴状態を満足させる場合に達成される。
共鳴状態は、増幅された波の位相が受信された波の位相
と一致する場合に満足される。音響伝達路は、第１の発
信回路において音響波が媒体の移動方向に発信され、一
方、第２の発信回路において音響波が媒体の移動方向に
垂直に発信されるように配置されている。第１の発信回
路の共鳴回路内の位相は、それゆえに、音響伝達路内の
信号伝達時間次第であり、流速を改造する。第２の発信
回路の位相は、流速に関係がない。増幅機により及び発
信回路内への信号のフィ−ドバックにより、振動数の選
択がなされる。発信回路は、その共振振動数をセットす
る。電気的な信号回路内の信号速度が媒体内の音速より
数倍大きいことにより、位相は、音速及び媒体の流速に
より決定される。従って、共鳴振動数の計測は、流速の
高感度な検出を許容する。温度或いは媒体の異なる配置
などの信号の計測に悪影響を与える負の要因は、発信回
路を追加することにより減少できる。追加の発信回路の
音響伝達路を介して送られる信号は流速に関係がない。
しかしながら、他の上述した混乱要因によりそれは同様
に影響を及ぼされる。電気的信号の一部を導出した後に
周波数を比較することにより、影響を及ぼす要因が減少
される。
の流速を計測するために、音響信号の発信機及び受信機
を有する少なくとも１つの発信回路が供給される。発信
機及び受信機は、この場合、流れる媒体である音響伝達
路を介して互いに連結されている。流速計測の悪影響を
有する負の要因を減少可能とするために、音響信号の発
信機及び受信機を有する追加の発信回路が供給される。
他の実施例において、両方の発信回路に共通の発信機が
供給されている。発信回路の発信機及び受信機は、それ
ぞれ超音波発信機及び超音波受信機として形成され、そ
の信号路は流れに垂直に伸びている。更に、その伝達特
性が発信回路の共鳴周波数の変化をカバ−する十分に広
い帯域幅を有する増幅機が供給される。音響伝達路は、
発信回路内の遅延回路として作用する。流れる媒体から
第１の発信回路内への超音波の最適な伝達は、発信回路
の位相関係が共鳴状態を満足させる場合に達成される。
共鳴状態は、増幅された波の位相が受信された波の位相
と一致する場合に満足される。音響伝達路は、第１の発
信回路において音響波が媒体の移動方向に発信され、一
方、第２の発信回路において音響波が媒体の移動方向に
垂直に発信されるように配置されている。第１の発信回
路の共鳴回路内の位相は、それゆえに、音響伝達路内の
信号伝達時間次第であり、流速を改造する。第２の発信
回路の位相は、流速に関係がない。増幅機により及び発
信回路内への信号のフィ−ドバックにより、振動数の選
択がなされる。発信回路は、その共振振動数をセットす
る。電気的な信号回路内の信号速度が媒体内の音速より
数倍大きいことにより、位相は、音速及び媒体の流速に
より決定される。従って、共鳴振動数の計測は、流速の
高感度な検出を許容する。温度或いは媒体の異なる配置
などの信号の計測に悪影響を与える負の要因は、発信回
路を追加することにより減少できる。追加の発信回路の
音響伝達路を介して送られる信号は流速に関係がない。
しかしながら、他の上述した混乱要因によりそれは同様
に影響を及ぼされる。電気的信号の一部を導出した後に
周波数を比較することにより、影響を及ぼす要因が減少
される。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【０００７】図１に示すように、この発明の第１の実施
例に係る流速計測装置１は、発信回路２及び評価ユニッ
ト３を備えている。超音波発信機４及び超音波受信機５
は、発信回路２内に組み込まれている。発信回路２は、
更に増幅機６を含んでいる。超音波発信機４は増幅機６
の信号出力側に接続され、一方、超音波受信機５の信号
出力側は増幅機６の信号入力側に接続されている。超音
波発信機４は、パイプ１０の壁１０Ａ内に組み込まれて
おり、超音波受信機５は、パイプ１０の反対側の壁１０
Ｂ内に組み込まれている。超音波受信機５は、媒体の流
れ方向に対して決定された角度αにより、超音波発信機
４に関してずれるように配置されている。超音波発信機
４及び超音波受信機５は、媒体８の流れを形成する音響
伝達路７を介して互いに連結されている。発信回路２の
共鳴周波数の計測は、評価ユニット３によって決定され
た媒体８の流速の検出を許容する。
例に係る流速計測装置１は、発信回路２及び評価ユニッ
ト３を備えている。超音波発信機４及び超音波受信機５
は、発信回路２内に組み込まれている。発信回路２は、
更に増幅機６を含んでいる。超音波発信機４は増幅機６
の信号出力側に接続され、一方、超音波受信機５の信号
出力側は増幅機６の信号入力側に接続されている。超音
波発信機４は、パイプ１０の壁１０Ａ内に組み込まれて
おり、超音波受信機５は、パイプ１０の反対側の壁１０
Ｂ内に組み込まれている。超音波受信機５は、媒体の流
れ方向に対して決定された角度αにより、超音波発信機
４に関してずれるように配置されている。超音波発信機
４及び超音波受信機５は、媒体８の流れを形成する音響
伝達路７を介して互いに連結されている。発信回路２の
共鳴周波数の計測は、評価ユニット３によって決定され
た媒体８の流速の検出を許容する。
【０００８】図２は、この発明の第２の実施例に係る流
速計測装置１を示し、この流速計測装置を用いることに
より、流速計測に悪影響を及ぼす装置的要因を除去する
ことができる。流速計測装置１は、発信回路２及び追加
の発信回路２０を備えている。各超音波受信機５及び５
０は、２つの発信回路２、２０にそれぞれ組み込まれて
いる。発信回路２及び２０は、共通の超音波発信機４を
備えている。超音波発信機４は、媒体８を流通するパイ
プ１０の境界壁１０Ａ内に組み込まれており、２つの超
音波受信機５及び５０は、パイプ１０の反対側の境界壁
１０Ｂ内に組み込まれている。発信回路２の超音波受信
機５は、媒体８の流れ方向に対して決定された角度αだ
け超音波発信機４に関してずれて配置されている。超音
波受信機５０は、超音波発信機４のちょうど反対側に配
置されている。超音波発信機４によって発信され且つ超
音波受信機５によって受信される超音波信号は、その位
相に関して、媒体の流速によって影響を及ぼされるが、
一方の超音波受信機５０により受信された超音波信号
は、流速による影響をうけない。受信された信号のいく
らかは、接続されたスイッチ素子７０及び８０を介して
取り出される。信号計測に悪影響を及ぼす要因は、両方
の信号に同様に作用する。そのため、評価ユニット３を
用いることにより、媒体の流速は、２つの信号を比較し
て悪影響を相殺することによって求められる。
速計測装置１を示し、この流速計測装置を用いることに
より、流速計測に悪影響を及ぼす装置的要因を除去する
ことができる。流速計測装置１は、発信回路２及び追加
の発信回路２０を備えている。各超音波受信機５及び５
０は、２つの発信回路２、２０にそれぞれ組み込まれて
いる。発信回路２及び２０は、共通の超音波発信機４を
備えている。超音波発信機４は、媒体８を流通するパイ
プ１０の境界壁１０Ａ内に組み込まれており、２つの超
音波受信機５及び５０は、パイプ１０の反対側の境界壁
１０Ｂ内に組み込まれている。発信回路２の超音波受信
機５は、媒体８の流れ方向に対して決定された角度αだ
け超音波発信機４に関してずれて配置されている。超音
波受信機５０は、超音波発信機４のちょうど反対側に配
置されている。超音波発信機４によって発信され且つ超
音波受信機５によって受信される超音波信号は、その位
相に関して、媒体の流速によって影響を及ぼされるが、
一方の超音波受信機５０により受信された超音波信号
は、流速による影響をうけない。受信された信号のいく
らかは、接続されたスイッチ素子７０及び８０を介して
取り出される。信号計測に悪影響を及ぼす要因は、両方
の信号に同様に作用する。そのため、評価ユニット３を
用いることにより、媒体の流速は、２つの信号を比較し
て悪影響を相殺することによって求められる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の流速計
測装置によれば、流速の遅い流体を計測でき、流速計測
を妨げる要因を減少できる流速計測装置を提供すること
ができる。
測装置によれば、流速の遅い流体を計測でき、流速計測
を妨げる要因を減少できる流速計測装置を提供すること
ができる。
【図１】図１は、この発明の第１の実施例に係る流速計
測装置を示す概略図。
測装置を示す概略図。
【図２】図２は、この発明の第２の実施例に係り、追加
の発信回路を有する流速計測装置を示す概略図。
の発信回路を有する流速計測装置を示す概略図。
１…流速計測装置、２、２０…発信回路、３…評価ユニ
ット、４…超音波発信機、５、５０…超音波受信機、６
…増幅機、７、７７…音響伝達路、８…媒体、１０…パ
イプ、７０、８０…スイッチ素子。
ット、４…超音波発信機、５、５０…超音波受信機、６
…増幅機、７、７７…音響伝達路、８…媒体、１０…パ
イプ、７０、８０…スイッチ素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グナール・バイアー ドイツ連邦共和国、デー − 68219 マ ンハイム、アム・ライナウアー・ゼー 197 (72)発明者 トールド・クジェリン スウェーデン国、エス − 11529 スト ックホルム、アングスケルスガタン ４ (72)発明者 ペル − アケ・ストレームベルグ スウェーデン国、エス − 18160 リデ ィンゲ、ピロラベーゲン 59
Claims (7)
- 【請求項１】 超音波信号を用いて、パイプ（１０）内
を流れる媒体（８）の流速を決定する流速計測装置
（１）において、 少なくとも１つの電気的な発信回路（２）が設けられ、
上記発信回路は、上記超音波信号を発信する超音波発信
機（４）及び上記超音波信号を受信する超音波受信機
（５）を有し、上記超音波発信機及び超音波受信機は、
音響伝達路（７）を介して互いに接続されていることを
特徴とする流速計測装置。 - 【請求項２】 上記媒体（８）の流れが上記音響伝達路
を形成することを特徴とする請求項１に記載された流速
計測装置。 - 【請求項３】 一体化された超音波受信機（５０）を有
し、流速計測に悪影響を与える要因を相殺する追加の発
信回路（２０）が設けられていることを特徴とする請求
項１或いは２に記載された流速計測装置。 - 【請求項４】 第１の発信回路（２）及び追加の発信回
路（２０）は、共通の超音波発信機（４）を備え、上記
追加の発信回路（２０）の超音波受信機（５０）は、音
響伝達路として用いられる上記媒体（８）を介して上記
超音波発信機（４）に接続されていることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１つに記載された流速計測装
置。 - 【請求項５】 上記追加の発信回路（２０）の上記超音
波受信機（５０）は、上記超音波発信機（４）と対向し
て配置され、音響伝達路（７７）は、上記媒体の移動方
向と垂直に配置されていることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか１つに記載された流速計測装置。 - 【請求項６】 上記超音波発信機（４）は、上記パイプ
（１０）の境界壁（１０Ａ）内に組み込まれ、上記発信
回路（２）の上記超音波受信機（５）は、上記パイプ
（１０）の反対側の境界壁（１０Ｂ）内に組み込まれ、
上記超音波受信機（５）は、上記超音波発信機（４）に
対して上記媒体の流れの方向から見て所定の角度αだけ
ずらして配置されていることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか１つに記載された流速計測装置。 - 【請求項７】 受信した信号の一部を取り出す方向性結
合器（７０、８０）が上記発信回路（２）及び（２０）
内にそれぞれ組み込まれ、上記方向性結合器（７０）及
び（８０）の出力信号は、上記評価ユニット（３）に伝
達可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１つに記載された流速計測装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4241226A DE4241226A1 (de) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | Durchflußmeßvorrichtung |
| DE4241226.9 | 1992-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281663A true JPH06281663A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=6474642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5306881A Pending JPH06281663A (ja) | 1992-12-08 | 1993-12-07 | 流速計測装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0601475A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06281663A (ja) |
| KR (1) | KR940015464A (ja) |
| CN (1) | CN1092160A (ja) |
| DE (1) | DE4241226A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100822776B1 (ko) * | 2000-10-27 | 2008-04-17 | 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 | 유동 상태 모니터링 시스템 및 방법 |
| CN110383014A (zh) * | 2017-03-07 | 2019-10-25 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于测量管道中流体的流速的设备和方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4341542C2 (de) * | 1993-12-07 | 2003-04-17 | Abb Patent Gmbh | Durchflussmessvorrichtung |
| DE19542232A1 (de) * | 1995-11-13 | 1997-05-15 | Siemens Ag | Ultraschalldurchflußmesser für flüssige oder gasförmige Medien |
| GB9607804D0 (en) * | 1996-04-13 | 1996-06-19 | F T Tech Ltd | Anemometer |
| DE19617961C2 (de) * | 1996-05-06 | 2001-05-23 | Igl Ingenieur Gemeinschaft Luf | Verfahren zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von gasförmigen oder flüssigen Medien mittels Ultraschall sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Meßgerät |
| JP4538163B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2010-09-08 | サーパス工業株式会社 | 流速測定方法及び流速測定装置並びに流量測定方法及び流量測定装置 |
| DE10314916A1 (de) * | 2003-04-01 | 2004-10-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- und/oder Massenstroms eines Mediums |
| KR100519481B1 (ko) * | 2003-05-17 | 2005-10-06 | (주)씨엠엔텍 | 음속측정장치 및 이를 이용한 초음파 유량계에서의지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법 |
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| DE102004027546B4 (de) * | 2004-06-04 | 2006-10-05 | Fachhochschule Kiel | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Fließgeschwindigkeit in Volumina einer akustischen Resonatoranordnung |
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