JPH11230797A - 排気ガス用超音波流量計及び高温流体用超音波流量計 - Google Patents
排気ガス用超音波流量計及び高温流体用超音波流量計Info
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- JPH11230797A JPH11230797A JP4625998A JP4625998A JPH11230797A JP H11230797 A JPH11230797 A JP H11230797A JP 4625998 A JP4625998 A JP 4625998A JP 4625998 A JP4625998 A JP 4625998A JP H11230797 A JPH11230797 A JP H11230797A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温の自動車の排気ガスの流量を高精度で測定
できる超音波流量計を提供する。 【解決手段】本発明に係わる排気ガス用超音波流量計
は、測定対象の排気ガスに接触して設置されこの排気ガ
スを冷却する冷却機構(6a,6b) と、この排気ガス中に超
音波を放射するトランスジューサ( 1,2 ) と、このトラ
ンスジューサから排気ガス中に放射された超音波の挙動
からこの排気ガスの流速を測定する流速の測定手段 (3,
4)と、上記排気ガスの温度と圧力とを測定する温度と圧
力の測定手段(7,8) と、上記各測定手段で測定された排
気ガスの流速、温度及び圧力からこの排気ガスの質量流
量を算定する算定手段(4) とを備える。
できる超音波流量計を提供する。 【解決手段】本発明に係わる排気ガス用超音波流量計
は、測定対象の排気ガスに接触して設置されこの排気ガ
スを冷却する冷却機構(6a,6b) と、この排気ガス中に超
音波を放射するトランスジューサ( 1,2 ) と、このトラ
ンスジューサから排気ガス中に放射された超音波の挙動
からこの排気ガスの流速を測定する流速の測定手段 (3,
4)と、上記排気ガスの温度と圧力とを測定する温度と圧
力の測定手段(7,8) と、上記各測定手段で測定された排
気ガスの流速、温度及び圧力からこの排気ガスの質量流
量を算定する算定手段(4) とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスなどの高
温の流体を対象とする超音波流量計に関するものであ
り、特に、測定対象の温度変化幅の抑圧とトランスジュ
ーサの加熱による破壊の保護を兼ねた冷却機構を備えた
超音波流量計に関するものである。
温の流体を対象とする超音波流量計に関するものであ
り、特に、測定対象の温度変化幅の抑圧とトランスジュ
ーサの加熱による破壊の保護を兼ねた冷却機構を備えた
超音波流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、気体や液体から成る流体の流速と
流量を測定するための超音波流量計が広く使用されてい
る。この超音波流量計は、流体中に超音波を放射し、そ
の上流と下流への伝播速度の差や、流体内で生じた反射
波の周波数のドップラーシフト量などの放射された超音
波の挙動から流体の流速と流量を測定するように構成さ
れている。
流量を測定するための超音波流量計が広く使用されてい
る。この超音波流量計は、流体中に超音波を放射し、そ
の上流と下流への伝播速度の差や、流体内で生じた反射
波の周波数のドップラーシフト量などの放射された超音
波の挙動から流体の流速と流量を測定するように構成さ
れている。
【０００３】最近、自動車の排気ガス中に含まれる窒素
酸化物や硫黄酸化物などの有害物質による大気汚染を防
止するために、そのような有害物質の排出量の規制が必
要とされている。このような有害物質は、排気ガス中の
含有率（排気ガスに対する重量比）で測定されるが、個
々の自動車による有害物質の排出総量は、そのような含
有率と排気ガスの全質量流量との積で与えられる。この
ため、個々の自動車を対象とした場合には、含有率の他
に排気ガスの質量流量の測定が必要になる。
酸化物や硫黄酸化物などの有害物質による大気汚染を防
止するために、そのような有害物質の排出量の規制が必
要とされている。このような有害物質は、排気ガス中の
含有率（排気ガスに対する重量比）で測定されるが、個
々の自動車による有害物質の排出総量は、そのような含
有率と排気ガスの全質量流量との積で与えられる。この
ため、個々の自動車を対象とした場合には、含有率の他
に排気ガスの質量流量の測定が必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、超音波トランス
ジューサ（振動子、電気／音響変換器）を使用して高温
のガスの温度を測定することは困難と考えられてきた。
これは、トランスジューサを構成するＰＺＴのキュリー
温度が 250°C 〜 300°C であるため、測定精度を保つ
うえで、トランスジューサの温度をこのキュリー温度の
２／３程度以下、従って、 150°C 〜200 °C 以下に保
つ必要があり、この結果、測定可能な温度の上限が生じ
るからである。従来、煙突から排出される高温の煙の流
量を測定した例では、煙に微細な水滴を分霧して煙の温
度を下げている。
ジューサ（振動子、電気／音響変換器）を使用して高温
のガスの温度を測定することは困難と考えられてきた。
これは、トランスジューサを構成するＰＺＴのキュリー
温度が 250°C 〜 300°C であるため、測定精度を保つ
うえで、トランスジューサの温度をこのキュリー温度の
２／３程度以下、従って、 150°C 〜200 °C 以下に保
つ必要があり、この結果、測定可能な温度の上限が生じ
るからである。従来、煙突から排出される高温の煙の流
量を測定した例では、煙に微細な水滴を分霧して煙の温
度を下げている。
【０００５】自動車の排気ガスの温度を下げるために上
記煙の場合と同様に水滴を分霧すると、排気ガス中に含
まれる窒素酸化物などの有害ガスの組成に影響を与えて
しまうため、目的とする有害物質の総量の検出が不可能
となる。
記煙の場合と同様に水滴を分霧すると、排気ガス中に含
まれる窒素酸化物などの有害ガスの組成に影響を与えて
しまうため、目的とする有害物質の総量の検出が不可能
となる。
【０００６】また、超音波流量計で直接測定できる物理
量は排気ガスの流速である。従って、この流速の測定値
から排気ガスの質量流量を算定するには、排気ガスの温
度と圧力とを別途測定し、これらの測定値から排気ガス
の密度を算定し、この算定した密度に上記流速の測定値
を乗算する必要がある。しかしながら、走行中の自動車
の排気ガスの温度が、信号待ちの停止状態、走行開始
時、定速走行状態、停止と走行開始の反復状態など自動
車の走行状態に応じて大幅に変化するため、排気ガスの
温度は時間と共に急激に変化する。そして、このような
急激に変化する排気ガスの温度を、限られた時定数の温
度計を使用して追随性良く正確に測定することは困難に
なる。この結果、排気ガスの密度従って質量流量の測定
精度が低下するという問題がある。
量は排気ガスの流速である。従って、この流速の測定値
から排気ガスの質量流量を算定するには、排気ガスの温
度と圧力とを別途測定し、これらの測定値から排気ガス
の密度を算定し、この算定した密度に上記流速の測定値
を乗算する必要がある。しかしながら、走行中の自動車
の排気ガスの温度が、信号待ちの停止状態、走行開始
時、定速走行状態、停止と走行開始の反復状態など自動
車の走行状態に応じて大幅に変化するため、排気ガスの
温度は時間と共に急激に変化する。そして、このような
急激に変化する排気ガスの温度を、限られた時定数の温
度計を使用して追随性良く正確に測定することは困難に
なる。この結果、排気ガスの密度従って質量流量の測定
精度が低下するという問題がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、自動車の排気ガ
スのように、時間と共に急激に変化する高温流体の流量
を高精度で測定できる流量計を提供することにある。
スのように、時間と共に急激に変化する高温流体の流量
を高精度で測定できる流量計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス用超音
波流量計は、測定対象の排気ガスに接触して設置されこ
の排気ガスを冷却する冷却機構と、この排気ガス中に超
音波を放射するトランスジューサと、このトランスジュ
ーサから排気ガス中に放射された超音波の挙動からこの
排気ガスの流速を測定する流速の測定手段と、上記排気
ガスの温度と圧力とを測定する温度と圧力の測定手段
と、上記各測定手段で測定された排気ガスの流速、温度
及び圧力からこの排気ガスの質量流量を算定する算定手
段とを備えている。
波流量計は、測定対象の排気ガスに接触して設置されこ
の排気ガスを冷却する冷却機構と、この排気ガス中に超
音波を放射するトランスジューサと、このトランスジュ
ーサから排気ガス中に放射された超音波の挙動からこの
排気ガスの流速を測定する流速の測定手段と、上記排気
ガスの温度と圧力とを測定する温度と圧力の測定手段
と、上記各測定手段で測定された排気ガスの流速、温度
及び圧力からこの排気ガスの質量流量を算定する算定手
段とを備えている。
【０００９】本発明の高温流体用超音波流量計は、測定
対象の高温の流体に接触して設置されこの流体を冷却す
る冷却機構と、この流体の流路中に超音波を放射するト
ランスジューサとを備えている。
対象の高温の流体に接触して設置されこの流体を冷却す
る冷却機構と、この流体の流路中に超音波を放射するト
ランスジューサとを備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の排気ガス用超音波流量計
の好適な実施の形態によれば、排気ガスに含まれる有害
物質の含有比率を測定するための測定器と、この測定器
で測定された有害物質の含有比率と前記排気ガス重量比
率とから各有害物質の質量流量を算定する手段とを更に
備えている。
の好適な実施の形態によれば、排気ガスに含まれる有害
物質の含有比率を測定するための測定器と、この測定器
で測定された有害物質の含有比率と前記排気ガス重量比
率とから各有害物質の質量流量を算定する手段とを更に
備えている。
【００１１】本発明の排気ガス用超音波流量計の更に他
の好適な実施の形態によれば、上記冷却機構の少なくと
も一部は流体の流路を囲むように形成されると共に、上
記トランスジューサはこの冷却機構のうち流体の流路を
囲むように形成された部分に取付けられている。また、
上記冷却機構は、測定された排気ガスの温度の変化を妨
げるようにその冷却機能が制御され、トランスジューサ
は、このトランスジューサの冷却を主目的とする冷却機
構やこのトランスジューサの温度の測定を主目的とする
温度計を更に備えている。
の好適な実施の形態によれば、上記冷却機構の少なくと
も一部は流体の流路を囲むように形成されると共に、上
記トランスジューサはこの冷却機構のうち流体の流路を
囲むように形成された部分に取付けられている。また、
上記冷却機構は、測定された排気ガスの温度の変化を妨
げるようにその冷却機能が制御され、トランスジューサ
は、このトランスジューサの冷却を主目的とする冷却機
構やこのトランスジューサの温度の測定を主目的とする
温度計を更に備えている。
【００１２】本発明の高温用超音波流量計の好適な実施
の形態によれば、上記冷却機構の少なくとも一部は、流
体の流路を囲むように形成されており、上記トランスジ
ューサは、上記冷却機構のうち流体の流路を囲むように
形成された部分に取付けられている。
の形態によれば、上記冷却機構の少なくとも一部は、流
体の流路を囲むように形成されており、上記トランスジ
ューサは、上記冷却機構のうち流体の流路を囲むように
形成された部分に取付けられている。
【００１３】本発明の高温流体用超音波流量計の好適な
実施の形態によれば、上記流体の温度を測定するための
温度計を更に備え、上記冷却機構は、上記温度計で測定
された流体の温度の変化を妨げるようにその冷却機能が
制御される。
実施の形態によれば、上記流体の温度を測定するための
温度計を更に備え、上記冷却機構は、上記温度計で測定
された流体の温度の変化を妨げるようにその冷却機能が
制御される。
【００１４】本発明の高温流体用超音波流量計の更に他
の好適な実施の形態によれば、流体は気体であり、この
気体の圧力を測定するための圧力計を更に備えている。
また上記トランスジューサは、このトランスジューサの
冷却を主目的とする冷却機構やこのトランスジューサの
温度の測定を主目的とする温度計を更に備えている。
の好適な実施の形態によれば、流体は気体であり、この
気体の圧力を測定するための圧力計を更に備えている。
また上記トランスジューサは、このトランスジューサの
冷却を主目的とする冷却機構やこのトランスジューサの
温度の測定を主目的とする温度計を更に備えている。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例の排気ガス用流量計
の主要部分を示す断面図であり、１と２はトランスジュ
ーサ（超音波振動子）、６ａは排気ガスの冷却機構を構
成する円筒形状で金属製の冷却筒、６ｂは冷却機構を構
成する冷却水管、７は排気ガスの温度を測定する温度
計、８は排気ガスの圧力を測定する圧力計である。
の主要部分を示す断面図であり、１と２はトランスジュ
ーサ（超音波振動子）、６ａは排気ガスの冷却機構を構
成する円筒形状で金属製の冷却筒、６ｂは冷却機構を構
成する冷却水管、７は排気ガスの温度を測定する温度
計、８は排気ガスの圧力を測定する圧力計である。
【００１６】排気ガスの冷却機構を構成する金属製の冷
却筒６ａは、流量測定対象の排気ガスが吐出される自動
車の排気管の先端部分にネジ止めや圧入による嵌合など
の適宜な方法によって気密状態を保ちながら排気管に取
付けられ、排気ガスの流路の末端部を形成する。この冷
却筒６ａの内部には、冷却水を循環させる冷却水管６ｂ
がこの冷却筒の周方向に巻回されている。冷却筒６ａに
は、その管軸に適宜な傾きをもって一対のトランスジュ
ーサ１と２が互いに対向するように取付けられている。
冷却筒６ａには、その内部を流れる排気ガスの温度を測
定するための温度計７と、この排気ガスの圧力を測定す
るための圧力計８が取付けられている。
却筒６ａは、流量測定対象の排気ガスが吐出される自動
車の排気管の先端部分にネジ止めや圧入による嵌合など
の適宜な方法によって気密状態を保ちながら排気管に取
付けられ、排気ガスの流路の末端部を形成する。この冷
却筒６ａの内部には、冷却水を循環させる冷却水管６ｂ
がこの冷却筒の周方向に巻回されている。冷却筒６ａに
は、その管軸に適宜な傾きをもって一対のトランスジュ
ーサ１と２が互いに対向するように取付けられている。
冷却筒６ａには、その内部を流れる排気ガスの温度を測
定するための温度計７と、この排気ガスの圧力を測定す
るための圧力計８が取付けられている。
【００１７】図２は、図１の排気ガス用流量計の全体の
構成を示す機能ブロック図である。この排気ガス用流量
計は、図１に示した構成要素のほかに、トランスジュー
サ１と２に送信信号を送出し、受信信号を受け取る送受
信器３と、この送受信器３をはじめとする装置内の各部
に制御信号を送出し、あるいは、各部から測定信号を受
け取り、処理するデータプロセッサ４と、このデータプ
ロセッサ４による処理結果を表示する表示パネル５とを
備えている。
構成を示す機能ブロック図である。この排気ガス用流量
計は、図１に示した構成要素のほかに、トランスジュー
サ１と２に送信信号を送出し、受信信号を受け取る送受
信器３と、この送受信器３をはじめとする装置内の各部
に制御信号を送出し、あるいは、各部から測定信号を受
け取り、処理するデータプロセッサ４と、このデータプ
ロセッサ４による処理結果を表示する表示パネル５とを
備えている。
【００１８】データプロセッサ４は、送受信器３を制御
してトランスジューサ１と２の一方から超音波信号を送
信させて他方で受信するという超音波の送受信動作を交
互に反復させ、送信から受信までに要した伝播所要時間
から上流方向と下流方向への超音波の伝播速度差を算定
し、この算定した伝播速度差から排気ガスの流速を測定
する。データプロセッサ４は、上記流速の測定と並行し
て温度計７と圧力計８から排気ガスの温度と圧力とを読
取り、この温度と圧力の測定値から排気ガスの密度を算
定する。
してトランスジューサ１と２の一方から超音波信号を送
信させて他方で受信するという超音波の送受信動作を交
互に反復させ、送信から受信までに要した伝播所要時間
から上流方向と下流方向への超音波の伝播速度差を算定
し、この算定した伝播速度差から排気ガスの流速を測定
する。データプロセッサ４は、上記流速の測定と並行し
て温度計７と圧力計８から排気ガスの温度と圧力とを読
取り、この温度と圧力の測定値から排気ガスの密度を算
定する。
【００１９】データプロセッサ４は、上記測定した排気
ガスの流速と、密度と、流路内の速度分布を考慮して流
速から平均流速を算定するために予め定められている補
正係数と、冷却筒６ａの断面積とを用いて排気ガスの質
量流量を算定し、この算定した質量流量を表示パネル５
に表示する。
ガスの流速と、密度と、流路内の速度分布を考慮して流
速から平均流速を算定するために予め定められている補
正係数と、冷却筒６ａの断面積とを用いて排気ガスの質
量流量を算定し、この算定した質量流量を表示パネル５
に表示する。
【００２０】データプロセッサ４は、上記排気ガスの流
量の測定と並行して、排気ガスの冷却機構６の制御を行
う。冷却筒６ａ内を流れる高温の排気ガスは、水冷によ
って低温に保たれる冷却筒６ａの内壁面に接触して冷却
される。データプロセッサ４は、温度計７の値から冷却
筒６ａの中心部分を流れる排気ガスの温度を読取り、こ
の排気ガスの温度が予め定められた所定値に接近するよ
うに、冷却機構６の冷機能を制御する。
量の測定と並行して、排気ガスの冷却機構６の制御を行
う。冷却筒６ａ内を流れる高温の排気ガスは、水冷によ
って低温に保たれる冷却筒６ａの内壁面に接触して冷却
される。データプロセッサ４は、温度計７の値から冷却
筒６ａの中心部分を流れる排気ガスの温度を読取り、こ
の排気ガスの温度が予め定められた所定値に接近するよ
うに、冷却機構６の冷機能を制御する。
【００２１】すなわち、データプロセッサ４は、排気ガ
スの温度が所定値を越えると、冷却機構６を構成する冷
却器や循環ポンプの動作を制御することにより、冷却水
の水温を低下させたり、あるいは循環水量を増加させる
ことにより、冷却機能を増大させる。データプロセッサ
４は、排気ガスの温度が所定値よりも低くなると、冷却
水の水温や循環水量をもとの値に戻して冷却機能をもと
の値に戻し、これにより、排気ガスの温度が所定値に接
近するように制御する。
スの温度が所定値を越えると、冷却機構６を構成する冷
却器や循環ポンプの動作を制御することにより、冷却水
の水温を低下させたり、あるいは循環水量を増加させる
ことにより、冷却機能を増大させる。データプロセッサ
４は、排気ガスの温度が所定値よりも低くなると、冷却
水の水温や循環水量をもとの値に戻して冷却機能をもと
の値に戻し、これにより、排気ガスの温度が所定値に接
近するように制御する。
【００２２】図３は、排気ガスの温度の時間変化の一例
を示している。図中の一点鎖線は、冷却筒６ａを薄肉の
排気管に置き換えたと仮定した場合に、この排気管中を
流れる排気ガスの温度が時間と共に変化する様子を例示
している。この排気ガスの温度は、自動車の発進、停止
など走行状態の変化に伴って急激な変化を示す。図中の
実線は、上記排気管で置き換えた場合と全く同じ走行状
態が図１に示す実際の構造で発生したと仮定した場合の
冷却管６ａ内の排気ガスの温度の時間変化の様子を示し
ている。冷却筒６ａが有する大きな熱容量と、冷却水を
使用したフィードバック形式の冷却機能の制御の結果、
排気ガスの温度の時間変化の様子が一点鎖線で示す場合
に比べて平滑化される様子が例示されている。
を示している。図中の一点鎖線は、冷却筒６ａを薄肉の
排気管に置き換えたと仮定した場合に、この排気管中を
流れる排気ガスの温度が時間と共に変化する様子を例示
している。この排気ガスの温度は、自動車の発進、停止
など走行状態の変化に伴って急激な変化を示す。図中の
実線は、上記排気管で置き換えた場合と全く同じ走行状
態が図１に示す実際の構造で発生したと仮定した場合の
冷却管６ａ内の排気ガスの温度の時間変化の様子を示し
ている。冷却筒６ａが有する大きな熱容量と、冷却水を
使用したフィードバック形式の冷却機能の制御の結果、
排気ガスの温度の時間変化の様子が一点鎖線で示す場合
に比べて平滑化される様子が例示されている。
【００２３】冷却機構の使用によって、図３に示すよう
に、排気ガスの温度の変化範囲や変化速度が圧縮される
と、温度測定誤差も減少する。これに伴い、温度と圧力
とから算定される排気ガスの密度の算定誤差が減少し、
この密度の算定値と流速の実測値に基づく重量流量の測
定誤差が減少する。すなわち、冷却機構６を用いて排気
ガスの温度を下げることにより、質量流量の測定精度を
高めると同時に、トランスジューサ１と２の高温による
破壊からの保護を図っている。
に、排気ガスの温度の変化範囲や変化速度が圧縮される
と、温度測定誤差も減少する。これに伴い、温度と圧力
とから算定される排気ガスの密度の算定誤差が減少し、
この密度の算定値と流速の実測値に基づく重量流量の測
定誤差が減少する。すなわち、冷却機構６を用いて排気
ガスの温度を下げることにより、質量流量の測定精度を
高めると同時に、トランスジューサ１と２の高温による
破壊からの保護を図っている。
【００２４】図４は本発明の排気ガス用流量計の他の実
施例の主要部分の構成を示す断面図であり、図５はその
全体の構成を示す機能ブロック図である。この実施例で
は、トランスジューサ１と２のそれぞれに、冷却水を循
環させる冷却水管によって構成される冷却機構１ａと２
ａと、各トランスジューサの温度を測定する温度計１ｂ
と２ｂとが追加されている。
施例の主要部分の構成を示す断面図であり、図５はその
全体の構成を示す機能ブロック図である。この実施例で
は、トランスジューサ１と２のそれぞれに、冷却水を循
環させる冷却水管によって構成される冷却機構１ａと２
ａと、各トランスジューサの温度を測定する温度計１ｂ
と２ｂとが追加されている。
【００２５】この実施例によれば、トランスジューサ１
と２のそれぞれに取付けられた冷却管を用いた冷却機構
１ａと２ａは、上述した排気ガスの冷却機構６だけでは
冷却能力が不足するためにトランスジューサ１と２とが
高温になりすぎて特性の劣化や破壊の危険が生じる場合
に備えて設置されている。この破壊の危険を十分に防止
するために、各トランスジューサには温度計１ｂと２ｂ
が取付けられており、この温度計によって検出されるト
ランスジューサの温度が十分安全な温度範囲になるよう
に、冷却機構１ａと１ｂの冷却能力（水温や流量）がデ
ータプロセッサ４で制御される。
と２のそれぞれに取付けられた冷却管を用いた冷却機構
１ａと２ａは、上述した排気ガスの冷却機構６だけでは
冷却能力が不足するためにトランスジューサ１と２とが
高温になりすぎて特性の劣化や破壊の危険が生じる場合
に備えて設置されている。この破壊の危険を十分に防止
するために、各トランスジューサには温度計１ｂと２ｂ
が取付けられており、この温度計によって検出されるト
ランスジューサの温度が十分安全な温度範囲になるよう
に、冷却機構１ａと１ｂの冷却能力（水温や流量）がデ
ータプロセッサ４で制御される。
【００２６】以上、排気ガスの流量計の構成を例示した
が、この流量計に窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)
などの有害物質の含有比を測定するためのサンサを追加
することにより、有害物質の総排出重量の測定装置に拡
張することもできる。この装置では、追加したセンサで
有害物質の含有比を測定し、これらの含有比に上述した
排気ガスの質量流量の測定値を乗算することにより、有
害物質の総排出量( 重量) が測定される。
が、この流量計に窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)
などの有害物質の含有比を測定するためのサンサを追加
することにより、有害物質の総排出重量の測定装置に拡
張することもできる。この装置では、追加したセンサで
有害物質の含有比を測定し、これらの含有比に上述した
排気ガスの質量流量の測定値を乗算することにより、有
害物質の総排出量( 重量) が測定される。
【００２７】また、流路を囲む円筒形状の冷却筒６ａと
冷却水管とによって排気ガスの冷却機構を形成する構成
を例示した。しかしながら、冷却効果を一層高めるうえ
で、円筒形状の冷却筒６ａの内面に軸線方向に延長され
る熱交換用の吸熱フィンを追加したり、あるは、冷却筒
６ａに追加して、あるいはこの冷却筒の代わりに排気ガ
スの流路内に適宜な冷却機構を形成することもできる。
冷却水管とによって排気ガスの冷却機構を形成する構成
を例示した。しかしながら、冷却効果を一層高めるうえ
で、円筒形状の冷却筒６ａの内面に軸線方向に延長され
る熱交換用の吸熱フィンを追加したり、あるは、冷却筒
６ａに追加して、あるいはこの冷却筒の代わりに排気ガ
スの流路内に適宜な冷却機構を形成することもできる。
【００２８】また、排気ガス用流量計を例にとって本発
明を説明したが、排気ガス以外の高温の気体や液体の流
量を測定する場合にも本発明を適用できる。
明を説明したが、排気ガス以外の高温の気体や液体の流
量を測定する場合にも本発明を適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の高
温流体用流量計によれば、測定対象の自動車の排気ガス
などの高温の流体に接触して設置され、この流体を冷却
する冷却機構を備える構成であるから、煙などの高温の
流体中に水滴を散布する前述の従来例とは異なり、排気
ガスなどの流体の組成に影響を与えることなく流体を冷
却できる。この結果、自動車の排気ガスのように時間と
共に急激に変化する高温流体の温度変化幅と変化速度と
を圧縮できて測定精度が向上するという効果が奏され
る。また、排気ガスなどの流体が冷却されるため、その
流量を超音波流量計を使用して高精度に測定できるとい
う効果が奏される。
温流体用流量計によれば、測定対象の自動車の排気ガス
などの高温の流体に接触して設置され、この流体を冷却
する冷却機構を備える構成であるから、煙などの高温の
流体中に水滴を散布する前述の従来例とは異なり、排気
ガスなどの流体の組成に影響を与えることなく流体を冷
却できる。この結果、自動車の排気ガスのように時間と
共に急激に変化する高温流体の温度変化幅と変化速度と
を圧縮できて測定精度が向上するという効果が奏され
る。また、排気ガスなどの流体が冷却されるため、その
流量を超音波流量計を使用して高精度に測定できるとい
う効果が奏される。
【００３０】本発明の好適な実施例によれば、冷却機構
の少なくとも一部を流体の流路を囲むように形成し、こ
の部分に超音波のトランスジューサを取付ける構成であ
るから、高温流体冷却機構と、トランスジューサの冷却
機構とを一つの冷却機構で実現でき、装置全体が小型、
低廉になるという利点がある。
の少なくとも一部を流体の流路を囲むように形成し、こ
の部分に超音波のトランスジューサを取付ける構成であ
るから、高温流体冷却機構と、トランスジューサの冷却
機構とを一つの冷却機構で実現でき、装置全体が小型、
低廉になるという利点がある。
【図１】本発明の一実施例の排気ガス用流量計の主要部
分の構成を示す断面図である。
分の構成を示す断面図である。
【図２】上記一実施例の排気ガス用流量計の全体構成を
示す機能ブロック図である。
示す機能ブロック図である。
【図３】排気ガスの温度の時間変化の様子を、冷却機構
が無い場合と有る場合とについて対比しながら説明する
ための概念図である。
が無い場合と有る場合とについて対比しながら説明する
ための概念図である。
【図４】本発明の他の実施例の排気ガス用流量計の主要
部分の構成を示す断面図である。
部分の構成を示す断面図である。
【図５】上記他の実施例の排気ガス用流量計の全体構成
を示す機能ブロック図である。
を示す機能ブロック図である。
1 ，2 トランスジューサ 3 送受信器 4 データプロセッサ 5 表示パネル 6 冷却機構 6a 冷却筒 6b 冷却水管 7 排気ガス用温度計 8 排気ガス用圧力計
Claims (13)
- 【請求項１】測定対象の排気ガスに接触して設置されこ
の排気ガスを冷却する冷却機構と、 この排気ガス中に超音波を放射するトランスジューサ
と、 このトランスジューサから排気ガス中に放射された超音
波の挙動からこの排気ガスの流速を測定する流速の測定
手段と、 前記排気ガスの温度と圧力とを測定する温度と圧力の測
定手段と、 前記各測定手段で測定された、排気ガスの流速、温度及
び圧力からこの排気ガスの質量流量を算定する算定手段
とを備えたことを特徴とする排気ガス用超音波流量計。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記排気ガスに含まれる有害物質の含有比率を測定する
ための測定器と、 この測定器で測定された有害物質の含有比率と前記排気
ガス重量比率とから各有害物質の質量流量を算定する手
段とを備えたことを特徴とする排気ガス用超音波流量
計。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記冷却機構の少なくとも一部は前記流体の流路を囲む
ように形成されると共に、前記トランスジューサはこの
冷却機構のうち前記流体の流路を囲むように形成された
部分に取付けられたことを特徴とする排気ガス用超音波
流量計。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記冷却機構は、前記測定された排気ガスの温度の変化
を妨げるようにその冷却機能が制御されることを特徴と
する排気ガス用超音波流量計。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記トランスジューサは、このトランスジューサの冷却
を主目的とする冷却機構を更に備えたことを特徴とする
排気ガス用超音波流量計。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のそれぞれにおいて、 前記トランスジューサは、このトランスジューサの温度
の測定を主目的とする温度計を更に備えたことを特徴と
する排気ガス用超音波流量計。 - 【請求項７】測定対象の高温の流体に接触して設置さ
れ、この流体を冷却する冷却機構と、 前記流体の流路中に超音波を放射するトランスジューサ
とを備えたことを特徴とする高温流体用超音波流量計。 - 【請求項８】 請求項７において、 前記冷却機構の少なくとも一部は、前記流体の流路を囲
むように形成されたことを特徴とする高温流体用超音波
流量計。 - 【請求項９】 請求項８において、 前記トランスジューサは、前記冷却機構のうち前記流体
の流路を囲むように形成された部分に取付けられたこと
を特徴とする高温流体用超音波流量計。 - 【請求項10】 請求項７乃至９のそれぞれにおいて、 前記流体の温度を測定するための温度計を更に備え、 前記冷却機構は、前記温度計で測定された流体の温度の
変化を妨げるように、その冷却機能が制御されることを
特徴とする高温流体用超音波流量計。 - 【請求項11】 請求項７乃至10のそれぞれにおいて、 前記流体は気体であり、この気体の圧力を測定するため
の圧力計を更に備えたことを特徴とする高温流体用超音
波流量計。 - 【請求項12】 請求項７乃至11のそれぞれにおいて、 前記トランスジューサは、このトランスジューサの冷却
を主目的とする冷却機構を更に備えたことを特徴とする
高温流体用超音波流量計。 - 【請求項13】 請求項７乃至12のそれぞれにおいて、 前記トランスジューサは、このトランスジューサの温度
の測定を主目的とする温度計を更に備えたことを特徴と
する高温流体用超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4625998A JPH11230797A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 排気ガス用超音波流量計及び高温流体用超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4625998A JPH11230797A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 排気ガス用超音波流量計及び高温流体用超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230797A true JPH11230797A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12742213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4625998A Pending JPH11230797A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 排気ガス用超音波流量計及び高温流体用超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230797A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076183A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Denso Corp | 流量計測素子、質量流量計、及び質量流量計測システム |
| JP2012127654A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Panasonic Corp | 超音波計測装置 |
| CN104359518A (zh) * | 2013-05-22 | 2015-02-18 | 株式会社堀场制作所 | 燃料消耗量测量装置 |
| US10132225B2 (en) | 2013-08-12 | 2018-11-20 | Horiba, Ltd. | Fuel consumption calculation unit, fuel consumption measuring apparatus, and exhaust gas measuring apparatus |
| CN112945322A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-11 | 浙江奥新仪表有限公司 | 一种高温电磁流量计 |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP4625998A patent/JPH11230797A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076183A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Denso Corp | 流量計測素子、質量流量計、及び質量流量計測システム |
| JP2012127654A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Panasonic Corp | 超音波計測装置 |
| CN104359518A (zh) * | 2013-05-22 | 2015-02-18 | 株式会社堀场制作所 | 燃料消耗量测量装置 |
| US10132225B2 (en) | 2013-08-12 | 2018-11-20 | Horiba, Ltd. | Fuel consumption calculation unit, fuel consumption measuring apparatus, and exhaust gas measuring apparatus |
| CN112945322A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-11 | 浙江奥新仪表有限公司 | 一种高温电磁流量计 |
| CN112945322B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-08-22 | 浙江奥新仪表有限公司 | 一种高温电磁流量计 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20031216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040206 |