JPH09184848A - 流速分布測定装置 - Google Patents
流速分布測定装置Info
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- JPH09184848A JPH09184848A JP7354468A JP35446895A JPH09184848A JP H09184848 A JPH09184848 A JP H09184848A JP 7354468 A JP7354468 A JP 7354468A JP 35446895 A JP35446895 A JP 35446895A JP H09184848 A JPH09184848 A JP H09184848A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エアダクト等の各種気体流通管内の流通気体
の流速分布の迅速かつ正確な測定。 【解決手段】 気体流通管に配設した所定の計測構造
に、計測プローブ１をクランパ35で把持した計測プロー
ブ保持機構３を取り付け、上下滑動金具34を摺動孔33に
沿って上下に滑動し気体流通管内の所望の位置で固定す
る。計測プローブ１の収納ケース11の下方には２組４個
の超音波送受波器12A,12B と12C,12D とがそれぞれ水
平、垂直方向に直交配置され流速計本体２から超音波信
号を印加され反射板13による反射を利用して水平方向の
超音波送受波器間と、引続いて垂直方向の超音波送受波
器間とで送受信を繰返し、風速計の原理に基づく交互送
受信間の流通気体のもたらす伝搬時間差から、方向を含
む計測点の流速を迅速かつ正確に流速計本体２で求め流
速分布を測定する。
の流速分布の迅速かつ正確な測定。 【解決手段】 気体流通管に配設した所定の計測構造
に、計測プローブ１をクランパ35で把持した計測プロー
ブ保持機構３を取り付け、上下滑動金具34を摺動孔33に
沿って上下に滑動し気体流通管内の所望の位置で固定す
る。計測プローブ１の収納ケース11の下方には２組４個
の超音波送受波器12A,12B と12C,12D とがそれぞれ水
平、垂直方向に直交配置され流速計本体２から超音波信
号を印加され反射板13による反射を利用して水平方向の
超音波送受波器間と、引続いて垂直方向の超音波送受波
器間とで送受信を繰返し、風速計の原理に基づく交互送
受信間の流通気体のもたらす伝搬時間差から、方向を含
む計測点の流速を迅速かつ正確に流速計本体２で求め流
速分布を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流速分布測定装置に
関し、特に超音波風速計の原理に基づきダクトや各種配
管等の気体流通管の内部を流通する気体の流速分布を計
測する流速分布測定装置に関する。
関し、特に超音波風速計の原理に基づきダクトや各種配
管等の気体流通管の内部を流通する気体の流速分布を計
測する流速分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダクトや各種配管等の気体流通管の内部
を流通する気体の流速分布の計測には、従来ピトー（Pi
tot)管と熱線式風速計が主として利用されている。ピト
ー管は、一端を開端とした管を気体流に平行に流れに対
向配置すると、この開端がよどみ点となるので管内の圧
力を測れば気体流の総圧がわかり、また総圧から管内圧
力を減ずると気体流速ｖと気体密度ρとの積ρｖ2 で示
される風速のみに依存する動圧が求まり、これから気体
流速ｖが得られる原理を利用している。
を流通する気体の流速分布の計測には、従来ピトー（Pi
tot)管と熱線式風速計が主として利用されている。ピト
ー管は、一端を開端とした管を気体流に平行に流れに対
向配置すると、この開端がよどみ点となるので管内の圧
力を測れば気体流の総圧がわかり、また総圧から管内圧
力を減ずると気体流速ｖと気体密度ρとの積ρｖ2 で示
される風速のみに依存する動圧が求まり、これから気体
流速ｖが得られる原理を利用している。
【０００３】また、熱線風速計は、定電流を流して加熱
した細い白金線を気体流にさらすと熱が奪われて温度が
低下することによる電気抵抗の低下を利用して風速を知
るものと、逆に、風速が変化しても温度を一定に制御す
る加熱電流に基づいて風速を知るものとの２つの原理を
利用するものがある。
した細い白金線を気体流にさらすと熱が奪われて温度が
低下することによる電気抵抗の低下を利用して風速を知
るものと、逆に、風速が変化しても温度を一定に制御す
る加熱電流に基づいて風速を知るものとの２つの原理を
利用するものがある。
【０００４】気体流通管の内部を流通する流通気体の流
速分布の計測には、気体の流れに対向させ、かつ流れに
平行配置したピトー管、もしくは熱線風速計を気体流通
管内の所望の位置に設定しつつ流速を求め流速分布を把
握していた。
速分布の計測には、気体の流れに対向させ、かつ流れに
平行配置したピトー管、もしくは熱線風速計を気体流通
管内の所望の位置に設定しつつ流速を求め流速分布を把
握していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の流速分
布測定装置は、ピトー管を利用するものにあっては数ｍ
／SEC 以下の低い流速を精度よく測定することが困難
で、また流体の密度（ρ）が変化すると誤差につながる
という問題点があり、また熱線式風速計にあっては低速
用としての感度が良いが熱を利用することから応答速度
が遅く、かつピトー管および熱線式風速計ともいずれも
流速の方向が判断できないという問題点があった。
布測定装置は、ピトー管を利用するものにあっては数ｍ
／SEC 以下の低い流速を精度よく測定することが困難
で、また流体の密度（ρ）が変化すると誤差につながる
という問題点があり、また熱線式風速計にあっては低速
用としての感度が良いが熱を利用することから応答速度
が遅く、かつピトー管および熱線式風速計ともいずれも
流速の方向が判断できないという問題点があった。
【０００６】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
超音波風速計の原理に基づいて動作し、応答速度が速く
かつ方向も確定しうる高精度の流速分布測定装置を提供
することにある。
超音波風速計の原理に基づいて動作し、応答速度が速く
かつ方向も確定しうる高精度の流速分布測定装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、流速分
布測定装置に関する本発明の第１の構成は、ダクトなど
の各種の気体流通管の内部を流通する流通気体の流速分
布を測定することを特徴とする流速分布測定装置であっ
て、下記に示す（イ）ないし（ハ）の各構成を有する。 （イ）同一平面上の直交軸の原点を中心として横軸上に
対称配置し前記流通気体の流れに平行な第１方向の流速
センサとする２個１対の同特性の第１の超音波送受波器
対と、前記原点を中心として前記横軸に垂直な縦軸上に
対称配置し前記第１方向に垂直な第２方向の流速センサ
とする前記第１の超音波送受波器と同特性の２個１対の
第２の超音波送受波器対とを有する計測プローブ本体
と、前記計測プローブの下方に前記同一平面と平行かつ
前記流通気体の流通自在性を確保して保持され、前記第
１および第２の超音波送受波器対それぞれの超音波送受
波器間の反射を介しての交互送受信を確保せしめる反射
体としての反射板とを備える計測プローブ （ロ）前記第１の超音波送受波器対に対して交互にパル
ス超音波信号を印加して前記反射板を介しての交互送受
信を行わせて前記第１の方向の流速を計測し、また前記
第１の超音波送受波器対に対する交互の超音波信号の印
加から所定の時間経過後に前記第２の超音波送受波器対
に対して交互にパルス超音波信号を印加して前記反射板
を介しての交互送受信を行わせて前記第２の方向の流速
を計測し、方向を含むベクトル流速を前記所定の時間間
隔で繰り返し前記気体流通管の内部の所定の上下方向に
おける計測範囲にわたって求めつつ連続的に流速分布を
計測する流速計本体 （ハ）前記計測プローブを前記気体流通管の所定の流速
計測位置に保持するとともに、前記所定の上下方向にお
ける計測範囲の任意の位置に設定保持可能とする構造を
備えた計測プローブ保持機構
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、流速分
布測定装置に関する本発明の第１の構成は、ダクトなど
の各種の気体流通管の内部を流通する流通気体の流速分
布を測定することを特徴とする流速分布測定装置であっ
て、下記に示す（イ）ないし（ハ）の各構成を有する。 （イ）同一平面上の直交軸の原点を中心として横軸上に
対称配置し前記流通気体の流れに平行な第１方向の流速
センサとする２個１対の同特性の第１の超音波送受波器
対と、前記原点を中心として前記横軸に垂直な縦軸上に
対称配置し前記第１方向に垂直な第２方向の流速センサ
とする前記第１の超音波送受波器と同特性の２個１対の
第２の超音波送受波器対とを有する計測プローブ本体
と、前記計測プローブの下方に前記同一平面と平行かつ
前記流通気体の流通自在性を確保して保持され、前記第
１および第２の超音波送受波器対それぞれの超音波送受
波器間の反射を介しての交互送受信を確保せしめる反射
体としての反射板とを備える計測プローブ （ロ）前記第１の超音波送受波器対に対して交互にパル
ス超音波信号を印加して前記反射板を介しての交互送受
信を行わせて前記第１の方向の流速を計測し、また前記
第１の超音波送受波器対に対する交互の超音波信号の印
加から所定の時間経過後に前記第２の超音波送受波器対
に対して交互にパルス超音波信号を印加して前記反射板
を介しての交互送受信を行わせて前記第２の方向の流速
を計測し、方向を含むベクトル流速を前記所定の時間間
隔で繰り返し前記気体流通管の内部の所定の上下方向に
おける計測範囲にわたって求めつつ連続的に流速分布を
計測する流速計本体 （ハ）前記計測プローブを前記気体流通管の所定の流速
計測位置に保持するとともに、前記所定の上下方向にお
ける計測範囲の任意の位置に設定保持可能とする構造を
備えた計測プローブ保持機構
【０００８】また、本発明の第２の構成は、前記第１の
構成において、前記流速計本体による同一計測点での前
記ベクトル流速の計測を、瞬時値もしくは所定の個数の
ベクトル流速の平均値のいずれかを選択可能として求め
るものとした構成を有する。
構成において、前記流速計本体による同一計測点での前
記ベクトル流速の計測を、瞬時値もしくは所定の個数の
ベクトル流速の平均値のいずれかを選択可能として求め
るものとした構成を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】ダクトや各種配管などの気体流通
管の管内を流通する空気その他の気体の管内における流
速分布の測定には、従来ピトー管と熱線式風速計との２
つの風速計が主として利用されている。この種の気体流
通管を流通する気体の流速は運用目的に応じて相異な
り、かつ時変性を有することが常であり、従って迅速か
つ正確に測定でき、しかも多くの場合、流速とともに流
速の向きが併行計測できるベクトル量計測が気体流通の
効率的処理上望ましい。
管の管内を流通する空気その他の気体の管内における流
速分布の測定には、従来ピトー管と熱線式風速計との２
つの風速計が主として利用されている。この種の気体流
通管を流通する気体の流速は運用目的に応じて相異な
り、かつ時変性を有することが常であり、従って迅速か
つ正確に測定でき、しかも多くの場合、流速とともに流
速の向きが併行計測できるベクトル量計測が気体流通の
効率的処理上望ましい。
【００１０】しかしながら、ピトー管利用の場合は数ｍ
／SEC 以下の流速の正確な測定が困難で、しかも測定気
体の密度（ρ）が変化すれば一意的に誤差変動の生起を
招く。また、熱線風速計を利用すれば比較的低速領域で
も精度良い測定が可能となるが、白金線の流速による熱
変化を媒介とする動作原理上応答速度が遅い。また、両
者いずれも流速の方向性までは判断できないといった種
々の運用上の問題点を有する。
／SEC 以下の流速の正確な測定が困難で、しかも測定気
体の密度（ρ）が変化すれば一意的に誤差変動の生起を
招く。また、熱線風速計を利用すれば比較的低速領域で
も精度良い測定が可能となるが、白金線の流速による熱
変化を媒介とする動作原理上応答速度が遅い。また、両
者いずれも流速の方向性までは判断できないといった種
々の運用上の問題点を有する。
【００１１】そこで本発明では、これら問題点を解決す
るものとして、超音波風速計の原理を導入する流速分布
測定装置を実現している。超音波風速計は、風速Ｖに対
向する方向の測定空間の２点に超音波信号の送受波器を
対向配置し、その間の双方の送受波器による超音波伝搬
時間を求め、流速を算定するものである。
るものとして、超音波風速計の原理を導入する流速分布
測定装置を実現している。超音波風速計は、風速Ｖに対
向する方向の測定空間の２点に超音波信号の送受波器を
対向配置し、その間の双方の送受波器による超音波伝搬
時間を求め、流速を算定するものである。
【００１２】図６は、超音波風速計の基本的２例を示す
原理図である。図６の（ａ）の場合、一定距離Ｌを隔て
て風速Ｖ方向に配置した超音波送受波器Ｓ１からＳ２へ
のパルスによる超音波伝搬時間をｔ１、逆に超音波送受
波器Ｓ２からＳ１へのパルスによる超音波伝搬時間をＳ
２とすると、ｔ１，ｔ２は超音波の音速をＣとしてそれ
ぞれ次の数式１，同２で示される。
原理図である。図６の（ａ）の場合、一定距離Ｌを隔て
て風速Ｖ方向に配置した超音波送受波器Ｓ１からＳ２へ
のパルスによる超音波伝搬時間をｔ１、逆に超音波送受
波器Ｓ２からＳ１へのパルスによる超音波伝搬時間をＳ
２とすると、ｔ１，ｔ２は超音波の音速をＣとしてそれ
ぞれ次の数式１，同２で示される。
【００１３】
【数１】ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）
【００１４】
【数２】ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ）
【００１５】数式１，同２から、風速Ｖが次の数式３に
て示される。
て示される。
【００１６】
【数３】Ｖ＝Ｌ／２（１／ｔ１−１／ｔ２）
【００１７】図６の（ｂ）の場合は、流通気体中に流れ
に平行に配置した反射板の反射を利用するものであり、
図に示す如く反射板Ｒを利用し、また送受波器Ｓ１とＳ
２とは風速Ｖと平行に配置し、送受波器Ｓ１とＳ２との
間で反射板Ｒによる反射を利用して交互にパルス超音波
信号の送受信を行う。
に平行に配置した反射板の反射を利用するものであり、
図に示す如く反射板Ｒを利用し、また送受波器Ｓ１とＳ
２とは風速Ｖと平行に配置し、送受波器Ｓ１とＳ２との
間で反射板Ｒによる反射を利用して交互にパルス超音波
信号の送受信を行う。
【００１８】この場合も、送受波器Ｓ１からＳ２へ送信
する場合の超音波伝搬時間ｔ３は音速Ｃに風速Ｖの影響
が加算される分、速いものとなり、逆に送受波器Ｓ２か
らＳ１へ送信する場合の超音波伝搬時間ｔ４は風速Ｖの
影響が減速される分、遅いものとなることを利用して、
図６の（ａ）の場合に準じて風速が求められる。上述し
た図６の（ａ），（ｂ）いずれの場合も、風速Ｖを測定
対象としたが、風速の代わりに他の流体の速度（流速）
を測定対象としても全く同様に実施し得る。
する場合の超音波伝搬時間ｔ３は音速Ｃに風速Ｖの影響
が加算される分、速いものとなり、逆に送受波器Ｓ２か
らＳ１へ送信する場合の超音波伝搬時間ｔ４は風速Ｖの
影響が減速される分、遅いものとなることを利用して、
図６の（ａ）の場合に準じて風速が求められる。上述し
た図６の（ａ），（ｂ）いずれの場合も、風速Ｖを測定
対象としたが、風速の代わりに他の流体の速度（流速）
を測定対象としても全く同様に実施し得る。
【００１９】また、図６の（ｂ）の場合、送受波器Ｓ１
とＳ２間の送受信は反射板Ｒによる反射を介して行われ
るが、反射板Ｒによる反射を介しての送受信は、送受波
器Ｓ１及びＳ２の反射板Ｒの面上での照射覆域がほぼ合
致するか、少なくとも部分的に重複するように両送受波
器の指向特性並びに反射板Ｒとの間隔を設定していれば
送受信が確保でき、本発明の実施の形態としては、送受
波器Ｓ１とＳ２の超音波照射中心軸は反射板Ｒに垂直な
方向とし、両送受波器の照射覆域を反射板Ｒ上で部分的
に重複させ、この重複領域を介して相互間の送受信を確
保している。
とＳ２間の送受信は反射板Ｒによる反射を介して行われ
るが、反射板Ｒによる反射を介しての送受信は、送受波
器Ｓ１及びＳ２の反射板Ｒの面上での照射覆域がほぼ合
致するか、少なくとも部分的に重複するように両送受波
器の指向特性並びに反射板Ｒとの間隔を設定していれば
送受信が確保でき、本発明の実施の形態としては、送受
波器Ｓ１とＳ２の超音波照射中心軸は反射板Ｒに垂直な
方向とし、両送受波器の照射覆域を反射板Ｒ上で部分的
に重複させ、この重複領域を介して相互間の送受信を確
保している。
【００２０】また、本発明ではこのような第１の超音波
送受波器対に対して同一平面上の直交方向に同特性の他
の第２の超音波送受波器対を配置して、第１の送受波器
対の送受信に引き続く送受信を行って第１の送受波器対
で計測した流速と直角方向の流速も求めて風速の方向も
把握し、以後この計測を繰り返しつつ、流速の時間的変
化の把握も可能とする連続的計測を行っている。本発明
は、前述した図６の（ｂ）による流速計測を基本的に採
用している。
送受波器対に対して同一平面上の直交方向に同特性の他
の第２の超音波送受波器対を配置して、第１の送受波器
対の送受信に引き続く送受信を行って第１の送受波器対
で計測した流速と直角方向の流速も求めて風速の方向も
把握し、以後この計測を繰り返しつつ、流速の時間的変
化の把握も可能とする連続的計測を行っている。本発明
は、前述した図６の（ｂ）による流速計測を基本的に採
用している。
【００２１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示す正面図であ
る。図１に示す実施例は、流速センサを配備した計測プ
ローブ１と、計測プローブ１の流速センサに超音波信号
を供給するとともに、この流速センサによる取得データ
に基づいて流速分布を算定する流速計本体２と、計測プ
ローブ１を気体流通管の所定の計測位置に取り付け、計
測プローブ１を所定の計測範囲における所望の位置に固
定保持する計測プローブ保持機構３とを備える。
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示す正面図であ
る。図１に示す実施例は、流速センサを配備した計測プ
ローブ１と、計測プローブ１の流速センサに超音波信号
を供給するとともに、この流速センサによる取得データ
に基づいて流速分布を算定する流速計本体２と、計測プ
ローブ１を気体流通管の所定の計測位置に取り付け、計
測プローブ１を所定の計測範囲における所望の位置に固
定保持する計測プローブ保持機構３とを備える。
【００２２】計測プローブ１は、円筒形の収納ケース１
１の内部下方に互いに対称的に直交配置した２組４個の
超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂおよび１２Ｃ，１２Ｄ
と、これら超音波送受波器１２Ａないし１２Ｄの反射体
として存在させた反射板１３と、反射板１３を収納ケー
ス１１に保持する支柱１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび１
４Ｄと、超音波送受波器１２Ａないし１２Ｄに超音波信
号を送出し、かつこれら超音波送受波器の出力を送出す
るケーブル１５と、ケーブル１５を貫通し、計測プロー
ブ１の上端を閉止する閉止金具１６とを有する。
１の内部下方に互いに対称的に直交配置した２組４個の
超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂおよび１２Ｃ，１２Ｄ
と、これら超音波送受波器１２Ａないし１２Ｄの反射体
として存在させた反射板１３と、反射板１３を収納ケー
ス１１に保持する支柱１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび１
４Ｄと、超音波送受波器１２Ａないし１２Ｄに超音波信
号を送出し、かつこれら超音波送受波器の出力を送出す
るケーブル１５と、ケーブル１５を貫通し、計測プロー
ブ１の上端を閉止する閉止金具１６とを有する。
【００２３】図２は、図１の超音波送受波器１２Ａ〜１
２Ｄの配置を示す平面図である。同一平面上の直交軸
Ｘ，−ＸおよびＹ，−Ｙ軸のそれぞれに１対２個の同一
特性の超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂおよび１２Ｃ，１
２Ｄがそれぞれ、第１の超音波送受波器対および第２の
超音波送受波器対として対称的に配置され、いずれの超
音波送受波器対も流速計本体２による超音波信号の印加
で交互に送信を行い、反射板１３による送信反射波が受
信波として対をなす一方の超音波送受波器に捕捉され、
電気信号に変換されて流速計本体２に送出される。
２Ｄの配置を示す平面図である。同一平面上の直交軸
Ｘ，−ＸおよびＹ，−Ｙ軸のそれぞれに１対２個の同一
特性の超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂおよび１２Ｃ，１
２Ｄがそれぞれ、第１の超音波送受波器対および第２の
超音波送受波器対として対称的に配置され、いずれの超
音波送受波器対も流速計本体２による超音波信号の印加
で交互に送信を行い、反射板１３による送信反射波が受
信波として対をなす一方の超音波送受波器に捕捉され、
電気信号に変換されて流速計本体２に送出される。
【００２４】第１の超音波送受波器対１２Ａ，１２Ｂに
対する超音波信号の印加後、所定の時間、本実施例では
０．０２５SEC 経過後に第２の超音波送受波器対１２
Ｃ，１２Ｄに対する超音波信号の印加が行われ、以後こ
の動作が繰り返される。
対する超音波信号の印加後、所定の時間、本実施例では
０．０２５SEC 経過後に第２の超音波送受波器対１２
Ｃ，１２Ｄに対する超音波信号の印加が行われ、以後こ
の動作が繰り返される。
【００２５】超音波信号の印加で発生する送信超音波は
下方の反射板１３で反射されて他方の超音波送受波器に
入力する。本実施例にあっては、送信超音波の中心軸は
反射板１３に垂直な方向となるように４個の超音波送受
波器の放射面が反射板１３に平行に設定され、反射面１
３上には２組の１対の超音波送受波器のそれぞれによる
放射覆域が少なくとも１部を重畳して相手の超音波送受
波器に反射波を受波せしめるように反射板１３の位置が
設定される。
下方の反射板１３で反射されて他方の超音波送受波器に
入力する。本実施例にあっては、送信超音波の中心軸は
反射板１３に垂直な方向となるように４個の超音波送受
波器の放射面が反射板１３に平行に設定され、反射面１
３上には２組の１対の超音波送受波器のそれぞれによる
放射覆域が少なくとも１部を重畳して相手の超音波送受
波器に反射波を受波せしめるように反射板１３の位置が
設定される。
【００２６】図３に、図１の反射板１３と支柱１４Ａな
いし１４Ｄとの配置関係を示す。反射板１３は、超音波
反射率の高い部材で形成し、周辺４個所に細い支柱１４
Ａないし１４Ｄが等円上に対称配置され、これら支柱は
計測プローブ１の収納ケース１１の下端近傍に固定され
る。
いし１４Ｄとの配置関係を示す。反射板１３は、超音波
反射率の高い部材で形成し、周辺４個所に細い支柱１４
Ａないし１４Ｄが等円上に対称配置され、これら支柱は
計測プローブ１の収納ケース１１の下端近傍に固定され
る。
【００２７】上述した構成を備えた計測プローブ１は気
体流通管にあらかじめ設けられた計測構造に取り付けた
計測プローブ保持機構３に保持され、気体流通管内の計
測範囲にわたって上下し、任意の位置に固定される。
体流通管にあらかじめ設けられた計測構造に取り付けた
計測プローブ保持機構３に保持され、気体流通管内の計
測範囲にわたって上下し、任意の位置に固定される。
【００２８】気体流通管の所定の流速計測位置は、本実
施例にあっては気体流通管の中心上部の外壁に設定さ
れ、この位置に配設した計測構造に計測プローブ保持機
構３が取り付けられるように図示しない取付台座が配設
されている。なお、このような取付台座が複数ある場合
は、順次計測プローブ保持機構を付け替えつつ計測す
る。
施例にあっては気体流通管の中心上部の外壁に設定さ
れ、この位置に配設した計測構造に計測プローブ保持機
構３が取り付けられるように図示しない取付台座が配設
されている。なお、このような取付台座が複数ある場合
は、順次計測プローブ保持機構を付け替えつつ計測す
る。
【００２９】図４は、図１の計測プローブ保持機構３の
Ａ−Ａ′断面図である。計測プローブ保持機構３は、気
体流通管の図示しない計測構造としての取付台座にネジ
で締結固定するための４個の取付孔321 を設けた水平台
３２と、この水平台３２に垂直に設けた上下台３１と、
上下台３１を断面が２重となるようにして設けた矩形状
の摺動孔３３と、この摺動孔３３に嵌入して垂直上下方
向に滑動し、クランプネジ341 の締め付けで摺動孔３３
の任意の位置にクランパ３５ともども自己締結する上下
滑動金具３４と、上下滑動金具３４の貫通孔を有し、計
測プローブ１の収納ケース１１と緊着して上下滑動金具
３４にクランプネジ341 で締結一体化されるクランパ３
５とを有し、上下滑動金具３４のクランプネジ341 によ
る上下設定により計測プローブ１を気体流通管内の上下
方向の所望の位置に移動保持する。
Ａ−Ａ′断面図である。計測プローブ保持機構３は、気
体流通管の図示しない計測構造としての取付台座にネジ
で締結固定するための４個の取付孔321 を設けた水平台
３２と、この水平台３２に垂直に設けた上下台３１と、
上下台３１を断面が２重となるようにして設けた矩形状
の摺動孔３３と、この摺動孔３３に嵌入して垂直上下方
向に滑動し、クランプネジ341 の締め付けで摺動孔３３
の任意の位置にクランパ３５ともども自己締結する上下
滑動金具３４と、上下滑動金具３４の貫通孔を有し、計
測プローブ１の収納ケース１１と緊着して上下滑動金具
３４にクランプネジ341 で締結一体化されるクランパ３
５とを有し、上下滑動金具３４のクランプネジ341 によ
る上下設定により計測プローブ１を気体流通管内の上下
方向の所望の位置に移動保持する。
【００３０】図５は、図１の実施例による気体流通管内
の流速分布測定の説明図である。図５の（ａ）は、気体
流通管４の内部を流通する流通気体の流速Ｗに平行に計
測プローブ１の第１の超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂの
配置方向を設定して流速Ｗを計測する状態を示し、この
計測は反射板１３を利用し、前述した第６図の（ｂ）を
参照して述べた手法で超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂ相
互間の音波伝搬時間の計測を行って実施される。
の流速分布測定の説明図である。図５の（ａ）は、気体
流通管４の内部を流通する流通気体の流速Ｗに平行に計
測プローブ１の第１の超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂの
配置方向を設定して流速Ｗを計測する状態を示し、この
計測は反射板１３を利用し、前述した第６図の（ｂ）を
参照して述べた手法で超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂ相
互間の音波伝搬時間の計測を行って実施される。
【００３１】図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の流速Ｗに
平行な方向の計測に引き続いて行われる流速Ｗに垂直な
方向の計測を示し、流速Ｗに平行な方向の計測から所定
の時間経過後、本実施例にあっては０．０２５SEC 後、
超音波送受波器１２Ｃ，１２Ｄ相互間の音波伝搬時間の
計測に基づいて流速Ｗに垂直方向の流速が行われ、以後
図５の（ａ）と図５の（ｂ）による流速計測が気体流通
管内の計測点ごとに複数回ずつ実施され、それぞれの実
施回ごとに流速Ｗに平行な方向と垂直な方向の流速が求
められ、これによって各計測点における流通気体の流速
が方向性を有するベクトル流速として複数回、例えば５
回求められる。この複数回のベクトル流速の平均値とし
て各計測点におけるベクトル流速が求められる。
平行な方向の計測に引き続いて行われる流速Ｗに垂直な
方向の計測を示し、流速Ｗに平行な方向の計測から所定
の時間経過後、本実施例にあっては０．０２５SEC 後、
超音波送受波器１２Ｃ，１２Ｄ相互間の音波伝搬時間の
計測に基づいて流速Ｗに垂直方向の流速が行われ、以後
図５の（ａ）と図５の（ｂ）による流速計測が気体流通
管内の計測点ごとに複数回ずつ実施され、それぞれの実
施回ごとに流速Ｗに平行な方向と垂直な方向の流速が求
められ、これによって各計測点における流通気体の流速
が方向性を有するベクトル流速として複数回、例えば５
回求められる。この複数回のベクトル流速の平均値とし
て各計測点におけるベクトル流速が求められる。
【００３２】このように、本実施例では各計測点におけ
るベクトル流速を複数回の計測値の平均値によって求め
ているが、これは各計測点におけるベクトル流速の瞬時
変動を平滑化することを目的としていることに基づく。
従って、ベクトル流速の瞬時値を選択する場合には複数
回の計測値の平均化処理は不要となる。計測プローブ保
持機構３は、計測プローブ１の気体流通管内における上
下移動設定を行い、ベクトル流速の上下方向の流速分布
を把握する。
るベクトル流速を複数回の計測値の平均値によって求め
ているが、これは各計測点におけるベクトル流速の瞬時
変動を平滑化することを目的としていることに基づく。
従って、ベクトル流速の瞬時値を選択する場合には複数
回の計測値の平均化処理は不要となる。計測プローブ保
持機構３は、計測プローブ１の気体流通管内における上
下移動設定を行い、ベクトル流速の上下方向の流速分布
を把握する。
【００３３】このようにして求める流速分布を、気体流
通管内のどの範囲にわたって実施するかは、気体流通の
目的、気体流通管の形状や大きさ、流通気体の種類等を
含む気体流通の運用条件に応じて異なり、あらかじめ気
体流通管の１個所もしくは複数個所にベクトル流速計測
のための計測構造が配設されて上述した計測に基づく流
速分布の測定が行われる。
通管内のどの範囲にわたって実施するかは、気体流通の
目的、気体流通管の形状や大きさ、流通気体の種類等を
含む気体流通の運用条件に応じて異なり、あらかじめ気
体流通管の１個所もしくは複数個所にベクトル流速計測
のための計測構造が配設されて上述した計測に基づく流
速分布の測定が行われる。
【００３４】流速計本体２は、超音波送受波器１２Ａ，
１２Ｂおよび１２Ｃ，１２Ｄに対する交互のパルス超音
波信号の印加、受信の繰り返し実施と、気体流通環境で
の反射板１３による反射を利用した音波伝搬時間に基づ
くベクトル音速の評価を行い、流速分布を把握する。こ
うして、気体流通管内における方向性を含む流速、すな
わちベクトル流速の分布を迅速かつ正確に求めることが
できる。
１２Ｂおよび１２Ｃ，１２Ｄに対する交互のパルス超音
波信号の印加、受信の繰り返し実施と、気体流通環境で
の反射板１３による反射を利用した音波伝搬時間に基づ
くベクトル音速の評価を行い、流速分布を把握する。こ
うして、気体流通管内における方向性を含む流速、すな
わちベクトル流速の分布を迅速かつ正確に求めることが
できる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、同一平面
上に対称的に直交配置した２組の超音波送受波器対と、
これら２組の超音波送受波器対それぞれの超音波送受信
を確保するために流れに平行に配置する反射板とを備え
た計測プローブを気体流通管の所望の計測位置に設定可
能とする保持機構を有して風速計の原理に基づき流速の
方向性を含む値を計測可能とすることにより、気体流通
管内の流速分布を著しく迅速かつ正確に測定することが
できる効果を有する。
上に対称的に直交配置した２組の超音波送受波器対と、
これら２組の超音波送受波器対それぞれの超音波送受信
を確保するために流れに平行に配置する反射板とを備え
た計測プローブを気体流通管の所望の計測位置に設定可
能とする保持機構を有して風速計の原理に基づき流速の
方向性を含む値を計測可能とすることにより、気体流通
管内の流速分布を著しく迅速かつ正確に測定することが
できる効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す正面図である。
【図２】図１の超音波送受波器１２Ａ，１２Ｂおよび１
２Ｃ，１２Ｄの配置を示す平面図である。
２Ｃ，１２Ｄの配置を示す平面図である。
【図３】図１の反射板１３および支柱１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃおよび１４Ｄの平面図である。
１４Ｃおよび１４Ｄの平面図である。
【図４】図１の計測プローブ保持機構３のＡ−Ａ′線断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の流速分布計測の説明図である。
【図６】流速計測の第１例（ａ）および第２例（ｂ）の
原理図である。
原理図である。
１ 計測プローブ ２ 流速計本体 ３ 計測プローブ保持機構 ４ 気体流通管 １１ 収納ケース １２Ａ〜１２Ｄ 超音波送受波器 １３ 反射板 １４Ａ〜１４Ｄ 支柱 １５ ケーブル １６ 閉止金具 ３１ 上下台 ３２ 水平台 ３３ 摺動孔 ３４ 上下滑動金具 ３５ クランパ
Claims (2)
- 【請求項１】 次の各構成を備え、ダクトなどの各種の
気体流通管の内部を流通する流通気体の流速分布を測定
することを特徴とする流速分布測定装置。 （イ）同一平面上の直交軸の原点を中心として横軸上に
対称配置し前記流通気体の流れに平行な第１方向の流速
センサとする２個１対の同特性の第１の超音波送受波器
対と、前記原点を中心として前記横軸に垂直な縦軸上に
対称配置し前記第１方向に垂直な第２方向の流速センサ
とする前記第１の超音波送受波器と同特性の２個１対の
第２の超音波送受波器対とを有する計測プローブ本体
と、前記計測プローブの下方に前記同一平面と平行かつ
前記流通気体の流通自在性を確保して保持され、前記第
１および第２の超音波送受波器対それぞれの超音波送受
波器間の反射を介しての交互送受信を確保せしめる反射
体としての反射板とを備える計測プローブ （ロ）前記第１の超音波送受波器対に対して交互にパル
ス超音波信号を印加して前記反射板を介しての交互送受
信を行わせて前記第１の方向の流速を計測し、また前記
第１の超音波送受波器対に対する交互の超音波信号の印
加から所定の時間経過後に前記第２の超音波送受波器対
に対して交互にパルス超音波信号を印加して前記反射板
を介しての交互送受信を行わせて前記第２の方向の流速
を計測し、方向を含むベクトル流速を前記所定の時間間
隔で繰り返し前記気体流通管の内部の所定の上下方向に
おける計測範囲にわたって求めつつ連続的に流速分布を
計測する流速計本体 （ハ）前記計測プローブを前記気体流通管の所定の流速
計測位置に保持するとともに、前記所定の上下方向にお
ける計測範囲の任意の位置に設定保持可能とする構造を
備えた計測プローブ保持機構 - 【請求項２】 前記流速計本体による同一計測点での前
記ベクトル流速の計測を、瞬時値もしくは所定の個数の
ベクトル流速の平均値のいずれかを選択可能として求め
るものとしたことを特徴とする請求項１記載の流速分布
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354468A JPH09184848A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 流速分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7354468A JPH09184848A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 流速分布測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184848A true JPH09184848A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18437767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7354468A Pending JPH09184848A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 流速分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09184848A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11201790A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Kubota Corp | 管内設置型超音波流量計 |
| JP2012137417A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Sonic Corp | ２次元超音波風速計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567068A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Towa Seisakusho:Kk | Ultrasonic current meter |
| JPS62150633U (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7354468A patent/JPH09184848A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567068A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Towa Seisakusho:Kk | Ultrasonic current meter |
| JPS62150633U (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11201790A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Kubota Corp | 管内設置型超音波流量計 |
| JP2012137417A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Sonic Corp | ２次元超音波風速計 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031216 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040309 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |