JPS5852486Y2

JPS5852486Y2 - 流速流量測定装置

Info

Publication number: JPS5852486Y2
Application number: JP702979U
Authority: JP
Inventors: 高治松本
Original assignee: 横河電機株式会社
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1979-01-19
Publication date: 1983-11-30
Also published as: JPS55105126U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、相関技術を用いて流速流量を測定する装置に
関するものである。

被測定流体中に存在するゆらぎや小渦等の雑音性の信号
を流れ方向にある距離だけへだてた２ケ所で検出し、２
つの検出信号の相関を演算しその最大値を求めることに
よって、被測定流体の流速、流量を測定する装置は公知
である。

このような従来公知の装置に釦いて、被測定流体中に周
期性のノイズが混入したり、被測定流体が流れている管
路に機械的振動が伝わったりすると、相関演算値が変り
、その最大値を求めることが困難となる欠点があった。

本考案は、従来装置に釦けるこれらの欠点のない流速流
量測定装置を実現しようとするものである。

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図である
。

図において、１は被測定流体が流れている管路、２１，
２２，２３，２４はそれぞれ超音波送信子、３１，３２
，３３，３４はそれぞれ超音波受信子である。

送信子２１（２２，２３゜２４）と、受信子３１（３２
，３３，３４）は、それぞれ被測定流体を挾んで対向配
置されており、超音波伝搬経路Ｐ１（Ｐ２、Ｐ
ａ＊Ｐ４）を形成している。

ここで、超音波伝搬経路Ｐ１とＰ２との間の流れ方向の
距離ｔ１および超音波伝搬経路Ｐ３とＰ４との間の流れ
方向の距離ｔ２はいずれも比較的短かく選定され、また
、上流側の超音波伝搬経路Ｐ１と下流側の超音波伝搬経
路Ｐ３（Ｐ２とＰ４）との距離りは比較的長く選定（ｔ
＜Ｌ）されている。

４１．４２はいずれも位相差復調回路で、復調回路４１
は受信子３１と３２とからの信号ｘａ。

ｘｂを入力とし、両信号の位相差信号ｘａ−ｘｂをこの
復調回路４１の出力信号としている。

また、復調回路４２は受信子３３と３４とからの信号Ｘ
ｅｊＸｄを入力とし、両信号の位相差信号ｘｃＸｄをこ
の復調回路４２の出力信号としている。

５は各復調回路４１．４２からの復調出力信号を入力と
する相互相関計で、両復調出力信号の相互相関を演算す
る。

このように構成した装置において、各超音波伝搬経路Ｐ
１〜Ｐ４は被測定流体の流れ方向に対して直角方向に形
成されており、各受信子３１〜３４で受信される超音波
信号は、被測定流体中に存在する雑音性の信号によって
変調（振幅変調、位相変調、周波数変調等）されたもの
となっている。

従って、上流側の復調回路４１からは、ｘｌｘｂなる信
号がまた、下流側の復調回路４２からはＸｃ−Ｘｄなる
信号がそれぞれ得られている。

ここで、流体中に混在する周期的な流体ノイズ、あるい
は管路１の管壁を伝わる機械的振動によるノイズ等は、
いずれも比較的短かい距離間で互に良く近似しているの
で、各復調回路４１．４２で互に隣り合う受信子３１，
３２ｊ−よび３３，３４からの信号の差をそれぞれ得る
ことによって、周期的流体ノイズ、あるいは管壁を伝わ
る機械的振動ノイズ等は効果的に除去される。

相互相関計５は各復調回路４１．４２からの出力信号玉
（ａ−ｂ）、王（ｃ−ｄ）を入力とし、両信号の相互相
関を演算する。

この演算結果は（１）式および第２図で示すことができ
る。

王（ａ−ｂ）（ｃ−ｄ）＝圭ａｃ＋１ｂｄ−Ｊａｄ−ｔ
ｂｃ２王ａｃ −’１２ａｄ４ｂｃ（１）
ただし、第１図において、ｔ１＝ｔ２とし、圭ａＣ＝王
ｂｄとする。

すなわち、超音波伝搬経路ＰＩ（Ｐ２）を通過した流れ
が時間τｍだけ遅れて超音波伝搬経路Ｐ３（Ｐ４）に到
達するものとすれば、第２図に釦いて遅延時間、がτ□
の時、相互相関関数ｆ（ａ−ｂ）（ｃ −ｄ）が最大
となるピーク２王ａｅが表われ、このピークの両側に負
のピーク±ｂｃ＊ｆａｄが表われる。

したがって、相互相関関数虫（ａ−ｂ）（ｃ−ｄ）１の
最大となる遅延時間τｍを求め、これから（２）式によ
って被測定流体の流速■を知ることができる。

なお、上記の実施例にかいては、各復調回路４１．４２
からの出力信号の相互相関関数を演算したものであるが
、各復調回路からの出力信号の差をとり、その自己相関
関数１（ａ−ｂ−ｃ＋ｃｉ）（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）を演算
するようにしてもよい。

これによって上流側と下流側とに共通して存在する機械
的振動ノイズ等を除去することができる。

第３図は本考案の他の実施例を示す構成断面図である。

この実施例では上流側（下流側）に互に近接して形成す
る２本の超音波伝搬経路Ｐ１、Ｐ２（Ｐ３＋
Ｐ４）が管路１の半径方向にほぼ平行して並ぶよ
うに、超音波送信子２１．２２（２３，２４）と受信子
３１．３２（３３，３４）を設けたものである。

なお、２本の超音波伝搬経路Ｐｌ＋Ｐ２は平行
に並ぶ必要はない。

以上説明したように、本考案は、互に近接する２本の超
音波伝搬経路Ｐ１．Ｐ２＞よびＰ３ｔＰ４をそ
れぞれ一組とし、これらの組を管路の上流側と下流側と
にある距離りだけ離れて形成し、各組において２本の超
音波伝搬経路によって得られる各受信信号の差を復調し
、機械的振動ノイズ等を除去した２つの復調信号の相関
を演算するようにしたもので、被測定流体中に存在する
周期性ノイズや機械的振動ノイズ等を効果的に除去し、
これらの影響を受けない流速流量測定装置が実現できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は第１図装置の動作説明図、第３図は本考案の他の実
施例を示す構成断面図である。１・・・・・・管路、２１〜２４・・・・・・超音波送
信子、３１〜３４・・・・・・超音波受信子、４１．４
２・・・・・・位相差復調回路、５・・・・・・相互相
関計。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）互に近接する２本の超音波伝搬経路をそれぞれ一
組とし、これらの組を被測定流体が流れている管路の上
流側と下流側にある距離だけ離れて形成し、各組にかい
て２本の超音波伝搬経路を介して得られる２つの受信信
号Ｑ差を復調し、前記各組からの復調信号の相関を演算
しその最大値を求めることによって前記被測定流体の流
速流量を知るようにした流速流量測定装置。
（２）各組からの復調信号の差を演算し、この差信号の
自己相関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。