JPS5850273Y2 - 流速流量測定装置 - Google Patents
流速流量測定装置Info
- Publication number
- JPS5850273Y2 JPS5850273Y2 JP702879U JP702879U JPS5850273Y2 JP S5850273 Y2 JPS5850273 Y2 JP S5850273Y2 JP 702879 U JP702879 U JP 702879U JP 702879 U JP702879 U JP 702879U JP S5850273 Y2 JPS5850273 Y2 JP S5850273Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- measured
- light
- flow
- flow rate
- Prior art date
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、被測定流体中に含まれる流れの密度むらある
いはゆらぎを光学的な手法を利用して検出し、相関ある
いは統計的手法によって流速、流量を測定する装置に関
するものである。
いはゆらぎを光学的な手法を利用して検出し、相関ある
いは統計的手法によって流速、流量を測定する装置に関
するものである。
本考案の目的は、構成が簡単でかつ機械的振動などの影
響を受けないこの種の装置を実現しようとするものであ
る。
響を受けないこの種の装置を実現しようとするものであ
る。
第1図は、本考案装置に使用される流れの密度むらある
いはゆらぎを光学的に検出する手段の原理説明図である
。
いはゆらぎを光学的に検出する手段の原理説明図である
。
この原理図において、光源10からの単色光を集光レン
ズ20の焦点に置かれた鋭い縁のスリット30で遮り、
レンズ40によって平行光線にした後、この平行光線を
被測定流体50にあてる。
ズ20の焦点に置かれた鋭い縁のスリット30で遮り、
レンズ40によって平行光線にした後、この平行光線を
被測定流体50にあてる。
被測定流体50を通過した光は、レンズ60で集光され
受光板TOに到達する。
受光板TOに到達する。
ここで、レンズ60の焦点位置にナイフェツジ板80を
配置して、到達する光の一部を遮ぎっておく。
配置して、到達する光の一部を遮ぎっておく。
このような光学的配置において、いま、仮に被測定流体
50に光の屈折率の変化が全く無いとすれば、受光板7
0の表面は一様に暗い。
50に光の屈折率の変化が全く無いとすれば、受光板7
0の表面は一様に暗い。
ところが、被測定流体中に例えば密度のむらや流体ゆら
ぎが存在していて光の屈折率変化がある場合、レンズ6
0で集光された光は、ナイフェツジ板80の上方あるい
は下方に屈折され、受光板70の表面に光の明暗をもた
らす。
ぎが存在していて光の屈折率変化がある場合、レンズ6
0で集光された光は、ナイフェツジ板80の上方あるい
は下方に屈折され、受光板70の表面に光の明暗をもた
らす。
この光の明暗は、被測定流体中の密度むらや流体ゆらぎ
に対応しているので、受光板70を光電変換器で構成す
ることによって密度むらや流体ゆらぎを電気的に検出す
ることができる。
に対応しているので、受光板70を光電変換器で構成す
ることによって密度むらや流体ゆらぎを電気的に検出す
ることができる。
第2図は第1図に示すような密度むらや流体ゆらぎの検
出手段を2組用いて構成した本考案装置の構成ブロック
図である。
出手段を2組用いて構成した本考案装置の構成ブロック
図である。
図において、A、Bは第1図で説明した光学手段で、被
測定流体が流れている管路5に被測定流体50の流れ方
向にある距離りだけ離れて設けられている。
測定流体が流れている管路5に被測定流体50の流れ方
向にある距離りだけ離れて設けられている。
受光板10は、ここでは例えばシリコン光電池のような
光電変換器が用いられている。
光電変換器が用いられている。
1は光源10の電源、9192は光電変換器TOからの
電気信号を増幅する増幅器、9は各増幅器91.92か
らの信号x(t)、 y(t)を入力とする相互相関計
である。
電気信号を増幅する増幅器、9は各増幅器91.92か
らの信号x(t)、 y(t)を入力とする相互相関計
である。
このように構成した装置において、光学手段Aを通過し
た流体はそのパターンを維持しつつ流体の平均流速Vで
移動し、やがである時間τp遅れて光学手段Bを通過す
る。
た流体はそのパターンを維持しつつ流体の平均流速Vで
移動し、やがである時間τp遅れて光学手段Bを通過す
る。
相互相関計9は各増幅器91.92を介して光学手段A
、光学手段Bを通過する流体パターン(、密度むらある
いはゆらぎ)に対応する信号x(t)、 y(t)を入
力とし、両信号の相関演算を行なう。
、光学手段Bを通過する流体パターン(、密度むらある
いはゆらぎ)に対応する信号x(t)、 y(t)を入
力とし、両信号の相関演算を行なう。
ここでx(t)yy(t)の相互相関関数φxyは(1
)式で表わすことができる。
)式で表わすことができる。
(1)式において、遅延時間τがτpの時、相互相関値
Φxyは最大となる。
Φxyは最大となる。
したがって、Φxyが最大となる遅延時間τpから(2
)式によって被測定流体50の流速Vを知ることができ
る。
)式によって被測定流体50の流速Vを知ることができ
る。
このように構成した装置によれば、構成が簡単で、管路
を伝わってくるノイズ(各種の音等)の影響を受けず流
速測定を行なうことができる。
を伝わってくるノイズ(各種の音等)の影響を受けず流
速測定を行なうことができる。
なお、第2図実施例において、上流側と下流側の光学手
段の光電変換器TOを、第3図に示すように複数個に分
割した光電池71.72・・・とじ、それぞれ対応する
光電池からの出力信号を順次スイッチSWを介して時分
割で選択し、相互相関計9に入力させるようにしてもよ
い。
段の光電変換器TOを、第3図に示すように複数個に分
割した光電池71.72・・・とじ、それぞれ対応する
光電池からの出力信号を順次スイッチSWを介して時分
割で選択し、相互相関計9に入力させるようにしてもよ
い。
これによって、S/Nを向上させることが可能となる。
また、各光学手段からの信号は、第4図に示すように差
演算器93で両信号の差を得た後、自己相関計94に入
力し、ここでその自己相関を演算するようにしてもよい
。
演算器93で両信号の差を得た後、自己相関計94に入
力し、ここでその自己相関を演算するようにしてもよい
。
これによって、コモンモードノイズによる影響を除去す
ることができる。
ることができる。
第5図は本考案の他の実施例を示す構成図である。
この実施例では管路5に1組の光学手段Aを取付けると
ともに、光電変換器TOの前面に流体の流れ方向にピッ
チdで構成した格子状のスリット板95を配置させたも
のである。
ともに、光電変換器TOの前面に流体の流れ方向にピッ
チdで構成した格子状のスリット板95を配置させたも
のである。
そして、光電変換器70の出力は、周波数分析計96に
印加され、ここで光電変換器70からの信号の中心周波
数fを検出する。
印加され、ここで光電変換器70からの信号の中心周波
数fを検出する。
この実施例においては、スリット板95と光電変換器T
Oとは空間フィルタを構威し、光電変換器70からの信
号の中心周波数fは(3)式で表わすことができる。
Oとは空間フィルタを構威し、光電変換器70からの信
号の中心周波数fは(3)式で表わすことができる。
したがって、中心周波数fから流速■を演算することが
できる。
できる。
従来、この種の装置において被測定流体中に含まれる雑
音成分を検出するのに、超音波信号を用いたもの、ある
いは光の透過量又は反射量を利用したものがある。
音成分を検出するのに、超音波信号を用いたもの、ある
いは光の透過量又は反射量を利用したものがある。
しかしながら超音波信号を利用したものは、管路を伝わ
る振動音等の影響を受けやすく、また光の透過量や反射
量を利用したものは、光源の明るさの変化を受けたり、
又流体に対しては変化量そのものが小さ過ぎるという欠
点があった。
る振動音等の影響を受けやすく、また光の透過量や反射
量を利用したものは、光源の明るさの変化を受けたり、
又流体に対しては変化量そのものが小さ過ぎるという欠
点があった。
本考案装置は、被測定流体中の流れ密度のむらあるいは
ゆらぎによって光の屈折率が変化することに着目しここ
の屈折率の変化パターンを検出するようにしたもので、
従来装置におけるような欠点がなく、構成の簡単な流速
流量測定装置が実現できる。
ゆらぎによって光の屈折率が変化することに着目しここ
の屈折率の変化パターンを検出するようにしたもので、
従来装置におけるような欠点がなく、構成の簡単な流速
流量測定装置が実現できる。
第1図は本考案装置に用いられる光学手段の原理説明図
、第2図〜第5図は本考案装置の一実施例を示す構成図
である。 A、B・・・・・・光学手段、10・・・・・・光源、
20・・・・・・集光レンズ、30・・・・・・スリッ
ト、40・・・・・・レンズ、5・・・・・・管路、5
0・・・・・・被測定流体、60・・・・・・レンズ、
70・・・・・・受光板(光電変換器)、80・・・・
・・ナイフェツジ板、9・・・・・・相互相関計、91
.92・・・・・・増幅器。
、第2図〜第5図は本考案装置の一実施例を示す構成図
である。 A、B・・・・・・光学手段、10・・・・・・光源、
20・・・・・・集光レンズ、30・・・・・・スリッ
ト、40・・・・・・レンズ、5・・・・・・管路、5
0・・・・・・被測定流体、60・・・・・・レンズ、
70・・・・・・受光板(光電変換器)、80・・・・
・・ナイフェツジ板、9・・・・・・相互相関計、91
.92・・・・・・増幅器。
Claims (3)
- (1) スリットを通過した単色光を被測定流体に照
射し、この被測定流体を通過した前記光をナイフェツジ
板を介して光電変換器で受光することによって、被測定
流体中に存在する流れの密度むらあるいはゆらぎによっ
て生ずる光の屈折率の変化パターンを光の明暗として検
出し、相関又は統計的手法を利用して被測定流体の流速
、流量を測定する流速流量測定装置。 - (2)被測定流体中に存在する流れの密度むらあるいは
ゆらぎによって生ずる光の屈折率の変化パターンを光の
明暗として検出する光学手段を流れ方向にある間隔をへ
だでて2個設け、これら2個の光学手段から得られる2
種の信号の相関関数を演算するようにした実用新案登録
請求の範囲第(1)項記載の流速流量測定装置。 - (3)光電変換器の前面に流れ方向にあるピッチで並ぶ
格子状のスリット板を配置し、光電変換器から得られる
信号の中心周波数を検出するようにした実用新案登録請
求の範囲第(1)項記載の流速流量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP702879U JPS5850273Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 | 流速流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP702879U JPS5850273Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 | 流速流量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55105125U JPS55105125U (ja) | 1980-07-22 |
JPS5850273Y2 true JPS5850273Y2 (ja) | 1983-11-16 |
Family
ID=28814400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP702879U Expired JPS5850273Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 | 流速流量測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5850273Y2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018503083A (ja) * | 2014-12-22 | 2018-02-01 | コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーションKorea University Research And Business Foundation | 流体速度測定装置 |
JP2018503816A (ja) * | 2014-12-22 | 2018-02-08 | コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーションKorea University Research And Business Foundation | 流体速度測定装置 |
-
1979
- 1979-01-19 JP JP702879U patent/JPS5850273Y2/ja not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018503083A (ja) * | 2014-12-22 | 2018-02-01 | コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーションKorea University Research And Business Foundation | 流体速度測定装置 |
JP2018503816A (ja) * | 2014-12-22 | 2018-02-08 | コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーションKorea University Research And Business Foundation | 流体速度測定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55105125U (ja) | 1980-07-22 |
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