JPH11230800A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JPH11230800A JPH11230800A JP10048688A JP4868898A JPH11230800A JP H11230800 A JPH11230800 A JP H11230800A JP 10048688 A JP10048688 A JP 10048688A JP 4868898 A JP4868898 A JP 4868898A JP H11230800 A JPH11230800 A JP H11230800A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温の流体中においても高精度の流量測定を
行うことのできる超音波流量計を提供すること。 【解決手段】 測定管２の管軸に対して所定角度傾斜し
て取り付けられかつ外方へ所定距離引き込んで内部に冷
却空間２５を形成して端部管内に超音波送受波器３及び
４を装着してなる略円筒状の取付管を用いて、超音波送
受波器３及び４からの信号により流速Ｖ’を求め、この
流速Ｖ’に（１＋Δｌ/ｌ）2を乗じて真の流速Ｖを演算
して流量を求めること。
行うことのできる超音波流量計を提供すること。 【解決手段】 測定管２の管軸に対して所定角度傾斜し
て取り付けられかつ外方へ所定距離引き込んで内部に冷
却空間２５を形成して端部管内に超音波送受波器３及び
４を装着してなる略円筒状の取付管を用いて、超音波送
受波器３及び４からの信号により流速Ｖ’を求め、この
流速Ｖ’に（１＋Δｌ/ｌ）2を乗じて真の流速Ｖを演算
して流量を求めること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波流量計に関
し、特に流体物質としての高温の流体、例えば、排ガ
ス、高温空気等における測定が可能で、しかも音速補正
を行うことによって高精度の流量測定が可能な超音波流
量計に関する。
し、特に流体物質としての高温の流体、例えば、排ガ
ス、高温空気等における測定が可能で、しかも音速補正
を行うことによって高精度の流量測定が可能な超音波流
量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波流量計としては、図４に示
すものがある。
すものがある。
【０００３】図４は、従来の超音波流量計の原理を示す
断面図である。
断面図である。
【０００４】図４に示すように、この超音波流量計は、
測定管１０１と、電気−音響変換手段としての一対の超
音波送受波器（トランスデューサ）１０２，１０３とか
らなっている。
測定管１０１と、電気−音響変換手段としての一対の超
音波送受波器（トランスデューサ）１０２，１０３とか
らなっている。
【０００５】測定管１０１は、断面がほぼ真円状で、管
内直径がＤとなっている。この測定管１０１の管壁に
は、管軸に対してθの角度（例えば、θ＝１５度）をも
って超音波送受波器１０２と超音波送受波器１０３とが
対向して取付固定されている。これらの超音波送受波器
１０２及び超音波送受波器１０３は、ピエゾセラミック
素子（ＰＺＴ）で構成されている。
内直径がＤとなっている。この測定管１０１の管壁に
は、管軸に対してθの角度（例えば、θ＝１５度）をも
って超音波送受波器１０２と超音波送受波器１０３とが
対向して取付固定されている。これらの超音波送受波器
１０２及び超音波送受波器１０３は、ピエゾセラミック
素子（ＰＺＴ）で構成されている。
【０００６】超音波送受波器１０２及び超音波送受波器
１０３は、間欠的に交互に２００ＫＨｚ程度の超音波ビ
ームを発射し、この超音波ビームの伝播時間に基づいて
ガスの流量を演算する。すなわち、図４に示すように、
矢印で示すガスの流れの方向に対して上流側、下流側に
設けた超音波送受波器１０２及び超音波送受波器１０３
から測定管１０１の内部を横切るように発射された超音
波ビームを双方で切り替えて、これら順逆方向の伝播時
間ｔ1，ｔ2を繰り返し計測する。
１０３は、間欠的に交互に２００ＫＨｚ程度の超音波ビ
ームを発射し、この超音波ビームの伝播時間に基づいて
ガスの流量を演算する。すなわち、図４に示すように、
矢印で示すガスの流れの方向に対して上流側、下流側に
設けた超音波送受波器１０２及び超音波送受波器１０３
から測定管１０１の内部を横切るように発射された超音
波ビームを双方で切り替えて、これら順逆方向の伝播時
間ｔ1，ｔ2を繰り返し計測する。
【０００７】この計測した時間を逆数にして演算するこ
とによって音速Ｃの影響をなくし、以下の式を得る。
とによって音速Ｃの影響をなくし、以下の式を得る。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】
【００１０】式（１）及び（２）より式（３）が得られ
る。
る。
【００１１】
【数３】
【００１２】 ただし、ｌ（エル）：超音波の伝播路長（ｌ＝Ｄ／ｓｉｎθ） Ｄ：管内径 Ｃ：気体中の音速 θ：超音波伝播路と管軸のなす角 Ｖ：超音波伝播路上の線平均流速
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかして、従来の超音
波流量計は、空中を伝播させ時間計測を行う素子、すな
わち超音波振動子としてピエゾセラミック素子（ＰＺ
Ｔ）を使用している。そして、この素子の使用可能なキ
ューリー温度は、２４０〜３００℃である。
波流量計は、空中を伝播させ時間計測を行う素子、すな
わち超音波振動子としてピエゾセラミック素子（ＰＺ
Ｔ）を使用している。そして、この素子の使用可能なキ
ューリー温度は、２４０〜３００℃である。
【００１４】しかしながら、この従来の超音波流量計で
は流体物質としての高温の流体、例えば、排ガス、高温
空気等における測定が難しいという問題がある。すなわ
ち、従来の超音波流量計に使用しているピエゾセラミッ
ク素子（ＰＺＴ）のキューリー温度は、２４０〜３００
℃であるのに対して、排ガス、高温空気等の高温の流体
の温度は、４００〜５００℃であり使用することができ
ない。
は流体物質としての高温の流体、例えば、排ガス、高温
空気等における測定が難しいという問題がある。すなわ
ち、従来の超音波流量計に使用しているピエゾセラミッ
ク素子（ＰＺＴ）のキューリー温度は、２４０〜３００
℃であるのに対して、排ガス、高温空気等の高温の流体
の温度は、４００〜５００℃であり使用することができ
ない。
【００１５】そこで、本発明の目的は、前記した従来の
問題点に鑑みてなされたものであって、排ガス、高温空
気等の流体物質としての高温の流体中であっても従来の
超音波流量計に使用されているピエゾセラミック素子
（ＰＺＴ）を用いることができ、しかも安価に構成する
ことのできるとともに温度検出手段により検出した温度
をもとに温度補正手段により音速補正を行い高精度の流
量測定を行うことのできる超音波流量計を提供するもの
である。
問題点に鑑みてなされたものであって、排ガス、高温空
気等の流体物質としての高温の流体中であっても従来の
超音波流量計に使用されているピエゾセラミック素子
（ＰＺＴ）を用いることができ、しかも安価に構成する
ことのできるとともに温度検出手段により検出した温度
をもとに温度補正手段により音速補正を行い高精度の流
量測定を行うことのできる超音波流量計を提供するもの
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の電気−
音響変換手段から出射した超音波を測定管内の流体物質
中を透過させて他方の電気−音響変換手段で受波し、こ
れらを双方で切り替えて超音波伝播時間を測定して測定
管内部に流れる流体物質の流量測定を行う超音波流量計
であって、前記超音波流量計は、測定管と、前記電気−
音響変換手段と、前記測定管の管軸に対して所定角度傾
斜して該測定管外壁に取り付けられかつ該測定管から外
方へ所定距離引き込んで内部に冷却空間を形成して端部
管内に電気−音響変換手段を装着してなる略円筒状の取
付管と、前記電気−音響変換手段からの信号により流速
Ｖ’を求め、該流速Ｖ’から流量を演算する演算手段と
を備え、前記演算手段は、前記流速Ｖ’に（１＋Δｌ/
ｌ）2を乗じて真の流速Ｖを演算して流量を求めるもの
である。
音響変換手段から出射した超音波を測定管内の流体物質
中を透過させて他方の電気−音響変換手段で受波し、こ
れらを双方で切り替えて超音波伝播時間を測定して測定
管内部に流れる流体物質の流量測定を行う超音波流量計
であって、前記超音波流量計は、測定管と、前記電気−
音響変換手段と、前記測定管の管軸に対して所定角度傾
斜して該測定管外壁に取り付けられかつ該測定管から外
方へ所定距離引き込んで内部に冷却空間を形成して端部
管内に電気−音響変換手段を装着してなる略円筒状の取
付管と、前記電気−音響変換手段からの信号により流速
Ｖ’を求め、該流速Ｖ’から流量を演算する演算手段と
を備え、前記演算手段は、前記流速Ｖ’に（１＋Δｌ/
ｌ）2を乗じて真の流速Ｖを演算して流量を求めるもの
である。
【００１７】本発明の前記電気−音響変換手段は、超音
波送受波器でなり、該超音波送受波器は、ピエゾセラミ
ック素子（ＰＺＴ）からなる超音波振動子を有するもの
である。
波送受波器でなり、該超音波送受波器は、ピエゾセラミ
ック素子（ＰＺＴ）からなる超音波振動子を有するもの
である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明によ
る超音波流量計について説明する。
る超音波流量計について説明する。
【００１９】図１（ａ）は、本発明による超音波流量計
の一部断面を含む図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
の一部断面を含む図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【００２０】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、この
超音波流量計は、測定管２と、電気−音響変換手段とし
ての一対の超音波送受波器（トランスデューサ）３及び
４ともう一組の超音波送受波器（トランスデューサ）５
及び６とからなっている。
超音波流量計は、測定管２と、電気−音響変換手段とし
ての一対の超音波送受波器（トランスデューサ）３及び
４ともう一組の超音波送受波器（トランスデューサ）５
及び６とからなっている。
【００２１】測定管２は、断面が真円状で管内直径Ｄで
なる円筒管であって、その上下外周部にフランジ２ａ及
びフランジ２ｂを有している。このフランジ２ａ及びフ
ランジ２ｂは、外周面に所定の間隔で複数の取付穴７が
設けられている。この取付穴７を用いてボルト等による
締結部材により計測しようとする流体物質の供給管と取
り付ける。なお、測定管２は、円筒でなくてもよく、他
の形状のものを使用することも可能である。
なる円筒管であって、その上下外周部にフランジ２ａ及
びフランジ２ｂを有している。このフランジ２ａ及びフ
ランジ２ｂは、外周面に所定の間隔で複数の取付穴７が
設けられている。この取付穴７を用いてボルト等による
締結部材により計測しようとする流体物質の供給管と取
り付ける。なお、測定管２は、円筒でなくてもよく、他
の形状のものを使用することも可能である。
【００２２】また、超音波送受波器３及び超音波送受波
器４は、測定管２の管軸Ｏ1に対して所定の角度θ（例
えば、θ＝６０度）でもって略円筒状の取付管８の両端
部に超音波送受波器３と超音波送受波器４とが対向して
取付固定されている。この超音波送受波器３及び超音波
送受波器４の超音波振動子は、ピエゾセラミック素子
（ＰＺＴ）で構成されている。
器４は、測定管２の管軸Ｏ1に対して所定の角度θ（例
えば、θ＝６０度）でもって略円筒状の取付管８の両端
部に超音波送受波器３と超音波送受波器４とが対向して
取付固定されている。この超音波送受波器３及び超音波
送受波器４の超音波振動子は、ピエゾセラミック素子
（ＰＺＴ）で構成されている。
【００２３】超音波送受波器３（又は超音波送受波器
４）は、図１（ａ）に示すように、取付管８ａ（一方を
８ａ、他方を８ｂとする）の中心軸Ｏ2と測定管２との
交点Ｘ1から所定の距離Δｌ／２だけ測定管２から外方
へ離れる方向に引き込まれて取り付けられている。これ
によって冷却空間２５が形成される。従って、超音波送
受波器３と超音波送受波器４との間の距離Ｌは、Ｌ＝ｌ
＋Δｌとなる。ここで、例えばＬを３０ｃｍとすると、
ｌは１０ｃｍ、Δｌは２０ｃｍとなる。従って、Δｌ／
２≧ｌの関係となっている。
４）は、図１（ａ）に示すように、取付管８ａ（一方を
８ａ、他方を８ｂとする）の中心軸Ｏ2と測定管２との
交点Ｘ1から所定の距離Δｌ／２だけ測定管２から外方
へ離れる方向に引き込まれて取り付けられている。これ
によって冷却空間２５が形成される。従って、超音波送
受波器３と超音波送受波器４との間の距離Ｌは、Ｌ＝ｌ
＋Δｌとなる。ここで、例えばＬを３０ｃｍとすると、
ｌは１０ｃｍ、Δｌは２０ｃｍとなる。従って、Δｌ／
２≧ｌの関係となっている。
【００２４】なお、超音波送受波器４は、超音波送受波
器３と同一であるので説明を省略する。
器３と同一であるので説明を省略する。
【００２５】また、他方の超音波送受波器５及び超音波
送受波器６は、超音波送受波器３及び超音波送受波器４
と同一の構成でなり、測定管２の外周管壁に超音波送受
波器３及び超音波送受波器４の取付管８ａの中心軸Ｏ2
に対して９０度離間した位置に取付固定されている。
送受波器６は、超音波送受波器３及び超音波送受波器４
と同一の構成でなり、測定管２の外周管壁に超音波送受
波器３及び超音波送受波器４の取付管８ａの中心軸Ｏ2
に対して９０度離間した位置に取付固定されている。
【００２６】従って、本発明による超音波流量計は、一
方の超音波送受波器３及び４と、他方の超音波送受波器
５及び６の２組の超音波送受波器を有している。この２
組の超音波送受波器により流体物質の流速を計測して誤
差を補正することによって高精度な超音波流量計となっ
ている。
方の超音波送受波器３及び４と、他方の超音波送受波器
５及び６の２組の超音波送受波器を有している。この２
組の超音波送受波器により流体物質の流速を計測して誤
差を補正することによって高精度な超音波流量計となっ
ている。
【００２７】以下には、超音波送受波器３及び超音波送
受波器４について説明を行い、超音波送受波器５及び超
音波送受波器６についての説明を省略する。
受波器４について説明を行い、超音波送受波器５及び超
音波送受波器６についての説明を省略する。
【００２８】本発明による超音波流量計は、図４におい
て説明したものと同様であるので詳細な説明は省略する
が、超音波送受波器３及び超音波送受波器４は、間欠的
に交互に２００ＫＨｚ程度の超音波ビームを発射し、こ
の超音波ビームの伝播時間に基づいてガスの流量を演算
する。すなわち、ガスの流れの方向に対して上流側、下
流側に設けた超音波送受波器３及び超音波送受波器４か
ら測定管２の内部を横切るように発射された超音波ビー
ムを双方で切り替えて、これら順逆方向の伝播時間を繰
り返し計測する。
て説明したものと同様であるので詳細な説明は省略する
が、超音波送受波器３及び超音波送受波器４は、間欠的
に交互に２００ＫＨｚ程度の超音波ビームを発射し、こ
の超音波ビームの伝播時間に基づいてガスの流量を演算
する。すなわち、ガスの流れの方向に対して上流側、下
流側に設けた超音波送受波器３及び超音波送受波器４か
ら測定管２の内部を横切るように発射された超音波ビー
ムを双方で切り替えて、これら順逆方向の伝播時間を繰
り返し計測する。
【００２９】更に、本発明による超音波流量計は、温度
検出手段としての温度センサ２１及び温度補正手段３０
を備えている。以下、図２及び図３を参照して説明す
る。なお、図１に示す構成は同一であるので同じ符号を
用いて説明する。
検出手段としての温度センサ２１及び温度補正手段３０
を備えている。以下、図２及び図３を参照して説明す
る。なお、図１に示す構成は同一であるので同じ符号を
用いて説明する。
【００３０】図２は、温度検出手段としての温度センサ
２１が取付管８に取り付けられた状態を示す図である。
この温度センサ２１は、冷却空間２５内の流体物質の温
度を検出するものである。この温度センサ２１は、超音
波送受波器３及び超音波送受波器４が取付管８に取り付
けられている位置が測定管２からΔｌ／２の距離だけ引
き込まれているので、測定管２の内部と冷却空間２５の
内部との温度差があると測定誤差となるため、これを補
正するためのものである。
２１が取付管８に取り付けられた状態を示す図である。
この温度センサ２１は、冷却空間２５内の流体物質の温
度を検出するものである。この温度センサ２１は、超音
波送受波器３及び超音波送受波器４が取付管８に取り付
けられている位置が測定管２からΔｌ／２の距離だけ引
き込まれているので、測定管２の内部と冷却空間２５の
内部との温度差があると測定誤差となるため、これを補
正するためのものである。
【００３１】従って、本発明による超音波流量計では、
図２に示すように、温度検出手段としての温度センサ２
１は、取付管８の内壁に所定の間隔で６個の温度センサ
２１（２１ａ乃至２１ｆ）が取り付けられている。この
温度センサ２１の取付位置は、取付管８の冷却空間２５
の温度を適正に検出可能であれば、取付場所及び取付位
置は適宜選定すればよく、また、温度センサ２１の数
は、本実施例では６個であるが、これに限るものではな
く適宜設ければよい。
図２に示すように、温度検出手段としての温度センサ２
１は、取付管８の内壁に所定の間隔で６個の温度センサ
２１（２１ａ乃至２１ｆ）が取り付けられている。この
温度センサ２１の取付位置は、取付管８の冷却空間２５
の温度を適正に検出可能であれば、取付場所及び取付位
置は適宜選定すればよく、また、温度センサ２１の数
は、本実施例では６個であるが、これに限るものではな
く適宜設ければよい。
【００３２】図３は、温度補正手段としての温度補正回
路及び温度検出手段を示すブロック図である。
路及び温度検出手段を示すブロック図である。
【００３３】図３に示すように、温度補正手段３０は、
電気−音響変換手段としての超音波送受波器３及び超音
波送受波器４への超音波ビーム（以下、超音波信号とも
呼ぶ）の送受信を行う送受信回路３１と、送受信回路３
１で受信した超音波信号を受波して検波する受波検波回
路３２と、前記送受信回路３１から超音波信号を出射し
受波検波回路３２から超音波信号を受信するまでの時間
を計数する時間計数回路３３と、温度検出手段としての
温度センサ２１、この場合複数の温度センサ２１ａ乃至
２１ｆからの信号を受けて温度測定を行う温度測定回路
３４と、この温度測定回路３４が測定した温度から温度
を順次選択する温度選択回路３５と、この温度選択回路
３５により選択された温度を受け選択された温度での音
速の補正と前記時間計数回路３３からの信号とにより流
量を演算する演算手段としての演算回路３６と、この演
算回路３６からの信号を受けて流量に関する信号を出力
する出力回路３７とからなっている。
電気−音響変換手段としての超音波送受波器３及び超音
波送受波器４への超音波ビーム（以下、超音波信号とも
呼ぶ）の送受信を行う送受信回路３１と、送受信回路３
１で受信した超音波信号を受波して検波する受波検波回
路３２と、前記送受信回路３１から超音波信号を出射し
受波検波回路３２から超音波信号を受信するまでの時間
を計数する時間計数回路３３と、温度検出手段としての
温度センサ２１、この場合複数の温度センサ２１ａ乃至
２１ｆからの信号を受けて温度測定を行う温度測定回路
３４と、この温度測定回路３４が測定した温度から温度
を順次選択する温度選択回路３５と、この温度選択回路
３５により選択された温度を受け選択された温度での音
速の補正と前記時間計数回路３３からの信号とにより流
量を演算する演算手段としての演算回路３６と、この演
算回路３６からの信号を受けて流量に関する信号を出力
する出力回路３７とからなっている。
【００３４】次に、本発明による超音波流量計の温度補
正手段３０の温度補正について説明する。
正手段３０の温度補正について説明する。
【００３５】この温度補正は、冷却空間２５内の温度誤
差を取り除いて測定精度を向上させるために、温度検出
手段としての温度センサ２１を設け、この温度センサ２
１からの検出出力を用いて音速補正を行い、測定精度を
向上させるものである。
差を取り除いて測定精度を向上させるために、温度検出
手段としての温度センサ２１を設け、この温度センサ２
１からの検出出力を用いて音速補正を行い、測定精度を
向上させるものである。
【００３６】そこで、図４において既に述べたように、
超音波送受波器３及び超音波送受波器４を冷却空間２５
を設けない正規の位置に取り付けた場合の超音波伝播路
上の線平均流速Ｖは、式（３）により求めることができ
る。
超音波送受波器３及び超音波送受波器４を冷却空間２５
を設けない正規の位置に取り付けた場合の超音波伝播路
上の線平均流速Ｖは、式（３）により求めることができ
る。
【００３７】そして、冷却空間２５を設けて取付管８の
端部に超音波送受波器３及び超音波送受波器４を取り付
けた場合の超音波伝播路上の線平均流速Ｖ’は、以下の
ように求めることができる。すなわち、
端部に超音波送受波器３及び超音波送受波器４を取り付
けた場合の超音波伝播路上の線平均流速Ｖ’は、以下の
ように求めることができる。すなわち、
【００３８】
【数４】
【００３９】
【数５】
【００４０】上記式（４）及び（５）のΔｌ／Ｃは、冷
却空間２５を設けたときの補正量である。
却空間２５を設けたときの補正量である。
【００４１】そして、上記式（４）及び（５）より式
（６）が得られる。
（６）が得られる。
【００４２】
【数６】
【００４３】 ただし、ｌ（エル）：超音波の伝播路長（ｌ＝Ｄ／ｓｉｎθ） Ｄ：管内径 Ｃ：気体中の音速 ｔ1’，ｔ2’：順逆方向の伝播時間 θ：超音波伝播路と管軸のなす角 Ｖ’：超音波伝播路上の線平均流速
【００４４】そして、上記式（４）及び（５）のΔｌ／
Ｃは、Δｌ／２だけ超音波送受波器３及び超音波送受波
器４を冷却空間２５を形成して測定管２から離して取り
付けたものであるから、Δｌ／Ｃの補正量を加算する場
合、測定温度Ｔ℃よりも音速Ｃが冷却空間２５内で変化
していることになる。従って、この音速Ｃの変化を温度
センサ２１ａ乃至２１ｆにより正確に測定して音速の補
正を行えば、より高精度の流量測定を行うことが可能で
ある。
Ｃは、Δｌ／２だけ超音波送受波器３及び超音波送受波
器４を冷却空間２５を形成して測定管２から離して取り
付けたものであるから、Δｌ／Ｃの補正量を加算する場
合、測定温度Ｔ℃よりも音速Ｃが冷却空間２５内で変化
していることになる。従って、この音速Ｃの変化を温度
センサ２１ａ乃至２１ｆにより正確に測定して音速の補
正を行えば、より高精度の流量測定を行うことが可能で
ある。
【００４５】この音速の補正は、以下の式（７）によ
る。
る。
【００４６】
【数７】
【００４７】 ただし、Ｃ1：温度センサ２１ａの位置での音速 Ｃ2：温度センサ２１ｂの位置での音速 Ｃ3：温度センサ２１ｃの位置での音速 ： Ｃn：温度センサ２１に対応する位置での音速 Δｌ：測定管２から超音波送受波器の超音波振動子までの距離 ｎ：整数（Δｌ／２の２が本実施例では相当する）
【００４８】しかして、前記音速Ｃ1乃至Ｃnは、温度選
択回路３５により予め温度センサ２１の測定個所を適宜
設定しておくことが可能である。従って、上記温度セン
サ２１ａ乃至２１ｆの温度センサのうち予め所望の温度
センサを選択しておく。
択回路３５により予め温度センサ２１の測定個所を適宜
設定しておくことが可能である。従って、上記温度セン
サ２１ａ乃至２１ｆの温度センサのうち予め所望の温度
センサを選択しておく。
【００４９】次に、式（３）と式（６）により求めた超
音波伝播路上の線平均流速ＶとＶ’とからＶ’／Ｖを式
（８）により求める。
音波伝播路上の線平均流速ＶとＶ’とからＶ’／Ｖを式
（８）により求める。
【００５０】
【数８】
【００５１】上記式（８）にｔ1，ｔ2，ｔ1’、ｔ2’を
代入すると、式（９）となる。
代入すると、式（９）となる。
【００５２】
【数９】
【００５３】ここで、Ｃ2（ｌ＋Δｌ）2≫Δｌ2Ｖ2ｃｏ
ｓ2θであるから、式（９）から式（１０）が得られ
る。
ｓ2θであるから、式（９）から式（１０）が得られ
る。
【００５４】
【数１０】
【００５５】上記式（１０）から式（１１）が得られ
る。
る。
【００５６】
【数１１】
【００５７】上記式（１１）から明らかなように、得ら
れた流速Ｖ’に（１＋Δｌ/ｌ）2を乗じて補正すること
により真の流速Ｖが得られる。
れた流速Ｖ’に（１＋Δｌ/ｌ）2を乗じて補正すること
により真の流速Ｖが得られる。
【００５８】更に、本発明による超音波流量計によれ
ば、上記のようにマイクロプロセッサ等からなる演算回
路３６により音速補正を行うことによって高精度の流量
を求めることが可能である。なお、前記流速Ｖ’からの
体積流量Ｑは、公知の式により求める。
ば、上記のようにマイクロプロセッサ等からなる演算回
路３６により音速補正を行うことによって高精度の流量
を求めることが可能である。なお、前記流速Ｖ’からの
体積流量Ｑは、公知の式により求める。
【００５９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
よる超音波流量計は、測定管から外方へ所定距離引き込
んで内部に冷却空間を形成してなるので、排ガス、高温
空気等の流体物質としての高温の流体中であっても電気
−音響変換手段の超音波振動子の有するキューリー温度
を越えることはなくなり、超音波流量計として十分使用
することができ、しかも安価に構成することができる。
よる超音波流量計は、測定管から外方へ所定距離引き込
んで内部に冷却空間を形成してなるので、排ガス、高温
空気等の流体物質としての高温の流体中であっても電気
−音響変換手段の超音波振動子の有するキューリー温度
を越えることはなくなり、超音波流量計として十分使用
することができ、しかも安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明による超音波流量計の一部断
面を含む図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
面を含む図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図２】温度検出手段としての温度センサが取付管に取
り付けられた状態を示す図である。
り付けられた状態を示す図である。
【図３】温度補正手段としての温度補正回路及び温度検
出手段を示すブロック図である。
出手段を示すブロック図である。
【図４】従来の超音波流量計の原理を示す断面図であ
る。
る。
１ 超音波流量計 ２ 測定管 ２ａ フランジ ３，４，５，６ 超音波送受波器 ７ 取付穴 ８（８ａ，８ｂ） 取付管 ９ 取付管 ２１ 温度センサ ２５ 冷却空間 ３０ 温度補正回路 ３１ 送受信回路 ３２ 受波検波回路 ３３ 時間計数回路 ３４ 温度測定回路 ３５ 温度選択回路 ３６ 演算回路 ３７ 出力回路
Claims (2)
- 【請求項１】 一方の電気−音響変換手段から出射した
超音波を測定管内の流体物質中を透過させて他方の電気
−音響変換手段で受波し、これらを双方で切り替えて超
音波伝播時間を測定して測定管内部に流れる流体物質の
流量測定を行う超音波流量計であって、 前記超音波流量計は、 測定管と、 前記電気−音響変換手段と、 前記測定管の管軸に対して所定角度傾斜して該測定管外
壁に取り付けられかつ該測定管から外方へ所定距離引き
込んで内部に冷却空間を形成して端部管内に電気−音響
変換手段を装着してなる略円筒状の取付管と、 前記電気−音響変換手段からの信号により流速Ｖ’を求
め、該流速Ｖ’から流量を演算する演算手段とを備え、 前記演算手段は、前記流速Ｖ’に（１＋Δｌ/ｌ）2を乗
じて真の流速Ｖを演算して流量を求めることを特徴とす
る超音波流量計。 - 【請求項２】 前記電気−音響変換手段は、超音波送受
波器でなり、該超音波送受波器は、ピエゾセラミック素
子（ＰＺＴ）からなる超音波振動子を有することを特徴
とする請求項１に記載の超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048688A JPH11230800A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048688A JPH11230800A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230800A true JPH11230800A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12810267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10048688A Pending JPH11230800A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230800A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010014038A1 (de) * | 2010-04-06 | 2011-10-06 | Krohne Ag | Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP10048688A patent/JPH11230800A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010014038A1 (de) * | 2010-04-06 | 2011-10-06 | Krohne Ag | Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte |
| DE102010014038B4 (de) * | 2010-04-06 | 2011-12-15 | Krohne Ag | Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte |
| US8528382B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-09-10 | Krohne Ag | Calibration device for mass flow meters |
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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 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040206 |