JPS5897633A - 温度計測システム - Google Patents
温度計測システムInfo
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- JPS5897633A JPS5897633A JP56196337A JP19633781A JPS5897633A JP S5897633 A JPS5897633 A JP S5897633A JP 56196337 A JP56196337 A JP 56196337A JP 19633781 A JP19633781 A JP 19633781A JP S5897633 A JPS5897633 A JP S5897633A
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- Japan
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- signal
- ultrasonic transducer
- temperature
- time difference
- circuit
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
- G01K11/24—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of the velocity of propagation of sound
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ＩＡ）技術分野
本発明は、超音波信号を用いて、物体の温度を測定する
温度計測システムに関する。
温度計測システムに関する。
■）従来技術
物体の温度を測定する手段としては、各種の熱電対（例
えば銅−コンスタンタン： ＣＣ，クロメルーアルメル
二〇人など）、測温抵抗体などの温度測定素子とか、光
温度計などがある。特に熱電対、測温抵抗体などは、簡
便な方法として広く使用されているが、次の如き欠点を
有する。■それ自体の応答性が、数ミリ秒〜数十ミリ秒
有すばかりでなく、接触型の測定素子なため通常、保−
管（サーモウェル）に挿入して使用する場合が多いが、
保護管も含めた応答性は数秒〜数十秒にもなってしまう
。■配管や容器の内部に挿入して測定するので、流動物
体の流れをさまたげる要素となり好ましくない。■局部
的な温度測定手段であり、大きな径を有する容器内の物
体の平均的々温度を測定するには適さない。数多くのＩ
１１定素子が必要であり、保護管の挿入距離の関係で、
中心部の温度が測定しにくい。
えば銅−コンスタンタン： ＣＣ，クロメルーアルメル
二〇人など）、測温抵抗体などの温度測定素子とか、光
温度計などがある。特に熱電対、測温抵抗体などは、簡
便な方法として広く使用されているが、次の如き欠点を
有する。■それ自体の応答性が、数ミリ秒〜数十ミリ秒
有すばかりでなく、接触型の測定素子なため通常、保−
管（サーモウェル）に挿入して使用する場合が多いが、
保護管も含めた応答性は数秒〜数十秒にもなってしまう
。■配管や容器の内部に挿入して測定するので、流動物
体の流れをさまたげる要素となり好ましくない。■局部
的な温度測定手段であり、大きな径を有する容器内の物
体の平均的々温度を測定するには適さない。数多くのＩ
１１定素子が必要であり、保護管の挿入距離の関係で、
中心部の温度が測定しにくい。
（ｅ） 発明の目的
本発明の目的は、熱電対、測温抵抗体などの温度測定素
子の有する上記の問題を解決するために発明されたもの
で、超音波信号を使用するととＫよって温度検出応答性
の向上、流体の流動をさまたげないで検出し、まえ大口
径を有する容器内の物体の平均温度を測定する際の簡便
な測定を可能とする温度計測システムを得ることにある
。
子の有する上記の問題を解決するために発明されたもの
で、超音波信号を使用するととＫよって温度検出応答性
の向上、流体の流動をさまたげないで検出し、まえ大口
径を有する容器内の物体の平均温度を測定する際の簡便
な測定を可能とする温度計測システムを得ることにある
。
超音波信号は、流速計、粘度計、液面計、非破壊検査な
ど多岐に亘る用途があるが、本発明では、物体の温度、
圧力がその物体の密度を決め、密度によって超音波信号
の音速が変化することから、超音波信号の音速を求め、
逆に物体の温度を算出しようとするものである。
ど多岐に亘る用途があるが、本発明では、物体の温度、
圧力がその物体の密度を決め、密度によって超音波信号
の音速が変化することから、超音波信号の音速を求め、
逆に物体の温度を算出しようとするものである。
（ｄ） 発明の構成
以下、具体例として、気体の温度計測について、炭酸ガ
ス（ＣＯＷ）について記す。第１図が、庚酸ガスにおけ
る超音波音速と、温度との関係を示す図である。第２図
に本発明による温度計測システムを示す。炭酸ガスが収
容され九容器壁１に、超音波トランスデユーサ（以下Ｔ
ｒと称す）２と、Ｔｒ２に対面させて距離りだけ離して
反射板３を設置しておく。Ｔｒ２は、信号処理装置７を
接続させておく。信号処理装置７はタイミング制御回路
７１、発振信号発信回路７２、信号マスク回路７３、受
信信号識別回路７４、エコ一時間差計数回路７５、温度
変換回路７６、指示出力回路７７とから構成されている
。
ス（ＣＯＷ）について記す。第１図が、庚酸ガスにおけ
る超音波音速と、温度との関係を示す図である。第２図
に本発明による温度計測システムを示す。炭酸ガスが収
容され九容器壁１に、超音波トランスデユーサ（以下Ｔ
ｒと称す）２と、Ｔｒ２に対面させて距離りだけ離して
反射板３を設置しておく。Ｔｒ２は、信号処理装置７を
接続させておく。信号処理装置７はタイミング制御回路
７１、発振信号発信回路７２、信号マスク回路７３、受
信信号識別回路７４、エコ一時間差計数回路７５、温度
変換回路７６、指示出力回路７７とから構成されている
。
第３図の動作原理図にもとすき、動作方法を記す。タイ
きング制御回路７１からは断定周期Ｔで、ａに示すパル
スを出力とすると、発振信号発信回路７２は、ａの信号
を受けて、Ｔｒ２への発振パルスｂを出力する。Ｔｒ２
は発振パルスｂが印加されたことＫより、発振波Ｃを距
離りだけ離れた反射板３に向けて反射し、反射板３で反
射されたその反射波ｄをＴｒ２で受信し受信波ｄに相当
する電気信号ｄ′を発生させる。一方、信号マスク回路
７３は、受信信号４のみを受信するように（発信波Ｃを
マスクするように）発信パルスｂから断定時間τのみ、
Ｔｒ２からの信号を通さないようにしておく。エコ一時
間差計数回路７５は・、発信パルスｂが出力された時か
ら時間を計数する。信号マスク回路７３を通過した受信
信号ｄが、受信信号識別回路７４に入力され、受信信号
識別回路７４で、受信信号ｄが断定しペルｔをこえてい
るとき、エコ一時間差計数回路７５に計数を停止する信
号ｆを出力する。これによって、エコ一時間差計数回路
７５に、Ｔｒ２と反射板３を往復する超音波トランスデ
ユーサのエコ一時間△ｔが得られる。Ｔｒ’ｌと反射板
３との距離りは予め判っているので、２Ｄ／△ｔ がこ
のときの音速Ｖとなる。 音速Ｖに該当するエコ一時間
差△ｔをエコ一時間差計数回路７５から温度変換回路７
６に出力すれば、予め、第１図の特性を、温度変換回路
７６に組入んでおくので、Ｔｒ２と反射板３との間の炭
酸ガス（Ｃｏｗ）の温度が求まシ、指示出力回路７６に
出力される。
きング制御回路７１からは断定周期Ｔで、ａに示すパル
スを出力とすると、発振信号発信回路７２は、ａの信号
を受けて、Ｔｒ２への発振パルスｂを出力する。Ｔｒ２
は発振パルスｂが印加されたことＫより、発振波Ｃを距
離りだけ離れた反射板３に向けて反射し、反射板３で反
射されたその反射波ｄをＴｒ２で受信し受信波ｄに相当
する電気信号ｄ′を発生させる。一方、信号マスク回路
７３は、受信信号４のみを受信するように（発信波Ｃを
マスクするように）発信パルスｂから断定時間τのみ、
Ｔｒ２からの信号を通さないようにしておく。エコ一時
間差計数回路７５は・、発信パルスｂが出力された時か
ら時間を計数する。信号マスク回路７３を通過した受信
信号ｄが、受信信号識別回路７４に入力され、受信信号
識別回路７４で、受信信号ｄが断定しペルｔをこえてい
るとき、エコ一時間差計数回路７５に計数を停止する信
号ｆを出力する。これによって、エコ一時間差計数回路
７５に、Ｔｒ２と反射板３を往復する超音波トランスデ
ユーサのエコ一時間△ｔが得られる。Ｔｒ’ｌと反射板
３との距離りは予め判っているので、２Ｄ／△ｔ がこ
のときの音速Ｖとなる。 音速Ｖに該当するエコ一時間
差△ｔをエコ一時間差計数回路７５から温度変換回路７
６に出力すれば、予め、第１図の特性を、温度変換回路
７６に組入んでおくので、Ｔｒ２と反射板３との間の炭
酸ガス（Ｃｏｗ）の温度が求まシ、指示出力回路７６に
出力される。
一般に気体は、第１図の炭酸ガスに対する音速一温度特
性に示した如く、非線形ではあるが一様関数で、圧力な
どにも余υ依存しない。しかしながら、液体は、第４図
に水に対する音速−６！度特性に示す様に（１）温度に
より二値を示す、（２）圧力によりム曲線（実線）とＢ
曲ＩＩ（破線）の如く、特性が変化する特徴を有す。
性に示した如く、非線形ではあるが一様関数で、圧力な
どにも余υ依存しない。しかしながら、液体は、第４図
に水に対する音速−６！度特性に示す様に（１）温度に
より二値を示す、（２）圧力によりム曲線（実線）とＢ
曲ＩＩ（破線）の如く、特性が変化する特徴を有す。
第５図は、温度依存性を補正する場合の構成図である。
液体の温度範囲を識別するため、温度測定素子４を設置
し、その信号を信号処理装置７の補助温度信号入力処理
回路７９ｃに入力し、温度間―識別回路７８で温度範囲
を識別し、予め、第５図の特性を組込んだ温度変換回路
７６に指示することにより、特性の二値を識別させるよ
うに工夫したものである。温度に対し、音速が増加する
領域と減少する領域と必！；温度測定素子４の信号によ
って温度範囲識別回路７８によって識別されれば、音速
一温度特性が費わっても、気体同様にエコ一時間△ｔか
ら温度を算出することができる。
し、その信号を信号処理装置７の補助温度信号入力処理
回路７９ｃに入力し、温度間―識別回路７８で温度範囲
を識別し、予め、第５図の特性を組込んだ温度変換回路
７６に指示することにより、特性の二値を識別させるよ
うに工夫したものである。温度に対し、音速が増加する
領域と減少する領域と必！；温度測定素子４の信号によ
って温度範囲識別回路７８によって識別されれば、音速
一温度特性が費わっても、気体同様にエコ一時間△ｔか
ら温度を算出することができる。
第６図は、圧力依存性を補正する場合の構成図である。
液体の圧力を測定する圧力検出器５を設＃１〜、その信
号を補助圧力信号入力処理回路７９ｍに入力し、入力し
良信号を圧力補正回路７６ｍに接続する。圧力補正回路
７６ｍおよび温度変換回路７６では第４図に示した圧力
により、ム曲線（実線）と８曲線（破線）とから相当す
る補正曲線（図示せず）を得る。補正曲線に対して、エ
コ一時間差△ｔで演算させれば、圧力補正されたＩｌ＆
を得ることができる。
号を補助圧力信号入力処理回路７９ｍに入力し、入力し
良信号を圧力補正回路７６ｍに接続する。圧力補正回路
７６ｍおよび温度変換回路７６では第４図に示した圧力
により、ム曲線（実線）と８曲線（破線）とから相当す
る補正曲線（図示せず）を得る。補正曲線に対して、エ
コ一時間差△ｔで演算させれば、圧力補正されたＩｌ＆
を得ることができる。
次に気体または液体が容器内を流動している場合につい
て記す。一般に超音波トランスデユーサの音速Ｖに対し
て、温度を測定しようとする物体の流動スピードｌはｖ
＞墨である（例、水中でのＶキ１５００ｍ／ｓ−中敷ｍ
／ｓ程度）。今、Ｔｒ２と反射板３と直角に測定物体が
流動する場合を考えると、エコ一時間差△ｔはＩｖ’）
−ｓ” ／ ｖ分だけ大きく々る。
て記す。一般に超音波トランスデユーサの音速Ｖに対し
て、温度を測定しようとする物体の流動スピードｌはｖ
＞墨である（例、水中でのＶキ１５００ｍ／ｓ−中敷ｍ
／ｓ程度）。今、Ｔｒ２と反射板３と直角に測定物体が
流動する場合を考えると、エコ一時間差△ｔはＩｖ’）
−ｓ” ／ ｖ分だけ大きく々る。
水中でｖ＝１５００ｍ／ｓ、易＝５ｍ／−の場合、エコ
一時間差Δｔの狂いは０．０００５５（嗟）で充分無視
し得る。
一時間差Δｔの狂いは０．０００５５（嗟）で充分無視
し得る。
第１図の炭酸ガスの例で、ｖ＝４００ｔｎ／ｓ、ａ＝１
０ｒＱ／ｓとした場合、エコ一時間差△ｔの狂いは、０
．０３（１）程度であり充分無視し得る。しかし、上記
の例でも判るように一般に気体での音速Ｖは液体よシ小
さく、流動スピードＳが大きい場合が多いので（この様
な状況の液体は勿論、同様であるが）、無視し得ない場
合は、この補正をするのが良い。
０ｒＱ／ｓとした場合、エコ一時間差△ｔの狂いは、０
．０３（１）程度であり充分無視し得る。しかし、上記
の例でも判るように一般に気体での音速Ｖは液体よシ小
さく、流動スピードＳが大きい場合が多いので（この様
な状況の液体は勿論、同様であるが）、無視し得ない場
合は、この補正をするのが良い。
第７図は、流動スピードを補正する場合の構成図である
。流速計６を容器内に設置し、補助流速信号人力処理回
路７９ｂで入力し、流速信号Ｓをエコ一時間差計数回路
７５からのエコ一時間差Δｔへ、流速補正回路７６ｂに
て補正するととＫより、得られた△ｔ１で、音速一温度
特性から温度を得ることができる。
。流速計６を容器内に設置し、補助流速信号人力処理回
路７９ｂで入力し、流速信号Ｓをエコ一時間差計数回路
７５からのエコ一時間差Δｔへ、流速補正回路７６ｂに
て補正するととＫより、得られた△ｔ１で、音速一温度
特性から温度を得ることができる。
第８図は、一般的に、音速一温度特性が一価関数でなく
、温度識別を実施し、圧力補正を実施し流速補正を実施
する場合の総合的な構成図である。
、温度識別を実施し、圧力補正を実施し流速補正を実施
する場合の総合的な構成図である。
基本動作は第２図で記したものであシ、温度識別は第５
図、圧力補正は第６図、流速補正は第７図で示したもの
を合成したものでＴｏシ、総合的な補正ができる。
図、圧力補正は第６図、流速補正は第７図で示したもの
を合成したものでＴｏシ、総合的な補正ができる。
第９図は、第２図、第５図〜第８図で反射板３の代わり
に、Ｔｒ２と類似の’ｒｒ２を設置した場合を示すもの
である。このようにＴｒ２を設電すれば、エコ一時間差
△ｔは以上の説明より半分になシ、信号処理装置７の信
号マスク回路７３を省略することも可能である。
に、Ｔｒ２と類似の’ｒｒ２を設置した場合を示すもの
である。このようにＴｒ２を設電すれば、エコ一時間差
△ｔは以上の説明より半分になシ、信号処理装置７の信
号マスク回路７３を省略することも可能である。
第１０図は第７図で示した流速補正をより正確にする場
合の構成図である。Ｔｒ２とＴｒ２とは対面する一方で
流れに並行するようにずらして設置しておく。先ず、切
替回路８０によって、切替スイッチ９０でＴｒ２を選択
させ、切替スイッチ９１でＴｒ２を選択させ、切替スイ
ッチ９２で、エコ一時間差計数回路７５のエコ一時間差
をエコ一時間差、保持回路Ａ８１に選択させる。このよ
うにして、Ｔｒ２から超音波信号を発射し、Ｔｒ２で受
信すると、エコ一時間差保持回路Ａ８１には流速Ｓが加
えられたエコ一時間差が得られる。次に切替回路８０に
より、切替スイッチ９０，９１．９２ を反転させＴ
ｒ２側が発射側となり、Ｔｒ２側を受信側とするとエコ
一時間差保持回路Ｂ８２には、流速−で減じられたエコ
一時間差が得られる。従って、エコ一時間差保持回路Ａ
８１、エコ一時間差保持回路Ｂ８２の信号をエコ一時間
平均回路８３に印加し、２つのエコーを加えて１／２す
れば、流速１に依存しない距離り間の音速が得られ、物
体の温度が音速一温度特性から温度変換回路７６を介し
て得ることができる。
合の構成図である。Ｔｒ２とＴｒ２とは対面する一方で
流れに並行するようにずらして設置しておく。先ず、切
替回路８０によって、切替スイッチ９０でＴｒ２を選択
させ、切替スイッチ９１でＴｒ２を選択させ、切替スイ
ッチ９２で、エコ一時間差計数回路７５のエコ一時間差
をエコ一時間差、保持回路Ａ８１に選択させる。このよ
うにして、Ｔｒ２から超音波信号を発射し、Ｔｒ２で受
信すると、エコ一時間差保持回路Ａ８１には流速Ｓが加
えられたエコ一時間差が得られる。次に切替回路８０に
より、切替スイッチ９０，９１．９２ を反転させＴ
ｒ２側が発射側となり、Ｔｒ２側を受信側とするとエコ
一時間差保持回路Ｂ８２には、流速−で減じられたエコ
一時間差が得られる。従って、エコ一時間差保持回路Ａ
８１、エコ一時間差保持回路Ｂ８２の信号をエコ一時間
平均回路８３に印加し、２つのエコーを加えて１／２す
れば、流速１に依存しない距離り間の音速が得られ、物
体の温度が音速一温度特性から温度変換回路７６を介し
て得ることができる。
第１０図に温度依存性、圧力補正なども一体化すること
は第９図の例から容易に行い得る。
は第９図の例から容易に行い得る。
以上の説明では気体として炭酸ガスの例、液体として水
の例を用いて説明したが、他の気体、他の液体であって
も勿論良く、又、同体であっても構わない。固体は、液
体より更に大きな音速を有するが（音速：気体〈液体〈
固体）、第９図のイ２ 、 Ｔｒ２の間に温度を測定し
ようとする固体を密着させておけば良く、原理的には、
Ｉｌｌｌｌ法は同じである。
の例を用いて説明したが、他の気体、他の液体であって
も勿論良く、又、同体であっても構わない。固体は、液
体より更に大きな音速を有するが（音速：気体〈液体〈
固体）、第９図のイ２ 、 Ｔｒ２の間に温度を測定し
ようとする固体を密着させておけば良く、原理的には、
Ｉｌｌｌｌ法は同じである。
（ｅ）ａ金的な効果
以上、説明してきた様に、本発明によれば、次の如き効
果が得られる。
果が得られる。
（１） 高速な測定時間：水中での例で、音速マ＝１
５（１０（ｍ／ｓ）超音波トランスデユーサと反射板の
距離Ｄ＝１０ｍとしたとき、超音波が距離りを往復する
時間Δｔ＝２Ｄ／ｖ中１３３Ｍ５が、この場合の測定時
間である。熱電対単体の数ミリ秒〜数十ミリ秒、保蒔管
も含めて数秒〜数十秒に比し非常に速い。反射波と受信
波が識別できる最小限まで、距離りを小さくとることに
より、△ｔは小さくなり、測定時間は短縮される。反射
板の代わシに、もう一方にも超音波トランスデユー、す
を設置すれば、反射波と受信波の識別の問題もなく、距
離りを小さくとれるばかりでかく、Δｔが半分で済み更
に測定時間が短縮される。
５（１０（ｍ／ｓ）超音波トランスデユーサと反射板の
距離Ｄ＝１０ｍとしたとき、超音波が距離りを往復する
時間Δｔ＝２Ｄ／ｖ中１３３Ｍ５が、この場合の測定時
間である。熱電対単体の数ミリ秒〜数十ミリ秒、保蒔管
も含めて数秒〜数十秒に比し非常に速い。反射波と受信
波が識別できる最小限まで、距離りを小さくとることに
より、△ｔは小さくなり、測定時間は短縮される。反射
板の代わシに、もう一方にも超音波トランスデユー、す
を設置すれば、反射波と受信波の識別の問題もなく、距
離りを小さくとれるばかりでかく、Δｔが半分で済み更
に測定時間が短縮される。
一方、直径が１ｍ（Ｄ＝１ｍ）の容器中の炭酸ガス温度
（ｖ ＝ ４００ ｍ／ｌ とする）を測定するとき、
反射板を甲いた場合でも測定時間は５ｍｓである。この
場合でも、熱電対に比べ格段に速い測定が可能である。
（ｖ ＝ ４００ ｍ／ｌ とする）を測定するとき、
反射板を甲いた場合でも測定時間は５ｍｓである。この
場合でも、熱電対に比べ格段に速い測定が可能である。
固体の場合の超音波の音速は、液体より高速なため液体
以上の高速な測定が可能となる。
以上の高速な測定が可能となる。
一般に、測定時間の短縮は計装制御上、多くの利点を有
するが、特に、プラントの異常を早期に検出する場合な
どには、特に効果を発する。
するが、特に、プラントの異常を早期に検出する場合な
どには、特に効果を発する。
（２）本発明は、基本的に超音波トランスデユーサおよ
び反射板を容器壁に設置するだけで、熱電対、測温抵抗
体のように、物体の流れをさまたげない。このことは、
流れを乱さないので、オリアイス々どでの流量測定系へ
影響を与える要素が少ないので、計装上好ましい。
び反射板を容器壁に設置するだけで、熱電対、測温抵抗
体のように、物体の流れをさまたげない。このことは、
流れを乱さないので、オリアイス々どでの流量測定系へ
影響を与える要素が少ないので、計装上好ましい。
又、液体す） ＩＪウムを用いる高速増殖炉のように、
挿入することによって付着した液体ナトリウムが約９８
℃以下で凝固することによって管の閉塞の要因になるよ
うなこともない。
挿入することによって付着した液体ナトリウムが約９８
℃以下で凝固することによって管の閉塞の要因になるよ
うなこともない。
（３）本発明では、液体での例で温度範囲の識別のため
に、熱電対などの温度測定素子を設置することについて
記しているが、測定すべき物体の温度が変曲点をこえて
急変することは、殆んどないので、温度測定素子の応答
性は、温度範囲の識別上、問題とはならない。
に、熱電対などの温度測定素子を設置することについて
記しているが、測定すべき物体の温度が変曲点をこえて
急変することは、殆んどないので、温度測定素子の応答
性は、温度範囲の識別上、問題とはならない。
又、温度範囲の識別のための温度測定素子、圧力補正の
ための圧力検出器、場合によっては、流速補正のための
流速計（超音波トランスデユーサを２ケ使用すれば不要
）など主として、液体の温度測定の場合、過剰計装が必
要と考えられるが、元来が識別又は補正という観点から
、■測定範囲を限定した使用方法ならば、不要であり■
それらの計装を用いる場合でも、本発明自体に設置する
必要はなく、プラント上の既設の計装を用いて補正、又
は識別に供することも可能である。
ための圧力検出器、場合によっては、流速補正のための
流速計（超音波トランスデユーサを２ケ使用すれば不要
）など主として、液体の温度測定の場合、過剰計装が必
要と考えられるが、元来が識別又は補正という観点から
、■測定範囲を限定した使用方法ならば、不要であり■
それらの計装を用いる場合でも、本発明自体に設置する
必要はなく、プラント上の既設の計装を用いて補正、又
は識別に供することも可能である。
（４）本発明は、超音波トランスデユーサ間、又は、超
音波トランスデユーサと反射板間に存在する物体の温度
を計測するもので、その距離は任意に設定することがで
きるので、局部的な温度計測（距離を小さくする）にも
、全体的な温度計測（距離を大きくする）にも使用する
ことができる。
音波トランスデユーサと反射板間に存在する物体の温度
を計測するもので、その距離は任意に設定することがで
きるので、局部的な温度計測（距離を小さくする）にも
、全体的な温度計測（距離を大きくする）にも使用する
ことができる。
（５） 本発明は、以上説明してきたように、液体、
気体、固体のいずれについても、同じ方法で測定し、得
る利点を有する。本発明は、従来、汎用的に用いられて
いる熱電対、測温抵抗体などに比べ、必ずしも簡便では
ないが、゛上記述べたような、高速な測定時間、流れを
さまたげない、局部的または、全体的（平均的）温度計
＃ｊのいずれにも使用できる点などに従来の温度測定素
子にない利点を有している。
気体、固体のいずれについても、同じ方法で測定し、得
る利点を有する。本発明は、従来、汎用的に用いられて
いる熱電対、測温抵抗体などに比べ、必ずしも簡便では
ないが、゛上記述べたような、高速な測定時間、流れを
さまたげない、局部的または、全体的（平均的）温度計
＃ｊのいずれにも使用できる点などに従来の温度測定素
子にない利点を有している。
一方、温度の識別、圧力補正、流速補正は、マイクロプ
ロセッサなどの利用により容易に実現し得るし、これら
補正ばかりでなく、信号処理装置７自体をマイクロプロ
セッサ化して藺便化し得る。
ロセッサなどの利用により容易に実現し得るし、これら
補正ばかりでなく、信号処理装置７自体をマイクロプロ
セッサ化して藺便化し得る。
第１図は、炭酸ガスにおける温度と音速の関係を示す特
性図、第２図は、本発明の構成を示すブロック図、第３
図は、本発明の動作タイミングを示す動作説明図、第４
図は、水の温度と音速の関係を示す特性図、第５図は、
第２図に温度範囲識別機能を加えた構成を示すブロック
図、第６図は第２図に圧力補正機能を加えた構成を示す
ブロック図、第７図は、第２図に流速補正機能を加えた
構成を示すブロック図、第８図は、第５図〜第７図を統
合した構成を示すブロック図、第９図は、第２図の変形
を示すブロック図、第１０図は、第７図の肇形を示すブ
ロック図である。 １・・・容器壁 ２・・・超音波トランス
デユーサ３・・・反射板 ４・・・温度測定素
子５・・・圧力検出器 ６・・・流速計７・・・信
号処理装置 ７１・・・タイミング制御回路７２・・
・発振信号発信回路 ７３・・・信号マスク回路７４・
・・受信信号識別回路 ７５・・・エコ一時間差計数回
路７６ｂ・・・流速補正回路 ７７・・・指示出力回路
上口 ７８・・・温度範囲識別回路 ７９・・・補助信号入力
処理回路 達７９ｍ・・・補助圧力信号入力処理回路
Ｃ当７９ｂ・・・補助流速信号入力処理回路７
９ｃ・・・補助温度信号入力処理回路８０・・・切替回
路 ８１．８２・・・エコ一時間差保持回路８３・・・エコ
一時間平均回路 ９０，９１，９２．９３・・・切替ス
イッチ（７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲
佑 （ほか１名′第１図 −１ｆｉ（’ｃ） 第３１Ｉｉ −〉■（２） 第５図 第６図
性図、第２図は、本発明の構成を示すブロック図、第３
図は、本発明の動作タイミングを示す動作説明図、第４
図は、水の温度と音速の関係を示す特性図、第５図は、
第２図に温度範囲識別機能を加えた構成を示すブロック
図、第６図は第２図に圧力補正機能を加えた構成を示す
ブロック図、第７図は、第２図に流速補正機能を加えた
構成を示すブロック図、第８図は、第５図〜第７図を統
合した構成を示すブロック図、第９図は、第２図の変形
を示すブロック図、第１０図は、第７図の肇形を示すブ
ロック図である。 １・・・容器壁 ２・・・超音波トランス
デユーサ３・・・反射板 ４・・・温度測定素
子５・・・圧力検出器 ６・・・流速計７・・・信
号処理装置 ７１・・・タイミング制御回路７２・・
・発振信号発信回路 ７３・・・信号マスク回路７４・
・・受信信号識別回路 ７５・・・エコ一時間差計数回
路７６ｂ・・・流速補正回路 ７７・・・指示出力回路
上口 ７８・・・温度範囲識別回路 ７９・・・補助信号入力
処理回路 達７９ｍ・・・補助圧力信号入力処理回路
Ｃ当７９ｂ・・・補助流速信号入力処理回路７
９ｃ・・・補助温度信号入力処理回路８０・・・切替回
路 ８１．８２・・・エコ一時間差保持回路８３・・・エコ
一時間平均回路 ９０，９１，９２．９３・・・切替ス
イッチ（７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲
佑 （ほか１名′第１図 −１ｆｉ（’ｃ） 第３１Ｉｉ −〉■（２） 第５図 第６図
Claims (6)
- （１）物体の一方に設けられ発信と受信作用を有する超
音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユーサ
に対向して前記物体の他方側に設けられた反射板と、前
記超音波トランスデユーサに発信信号を印加し前記反射
板で反射された信号を受信し発信信号と受信信号との時
間差をもとＫして前記物体の温度を算出する信号処理装
置とからなる温度計測システム。 - （２）物体の一方に設けられ発信と受信作用を有する超
音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユーサ
に対向して前記物体の他方側に設けられた反射板と、前
記物体の温度を測定するための温度測定素子と、この温
度測定素子の信号を入力し測定範囲を識別し、前記超音
波トランスデユーサに発信信号を印加し前記反射板で反
射された信号を受信し発信信号と受信信号との時間差を
もとにして前記物体の温度を算出する信号処理装置とか
らなる温度計測システム。 - （３）物体の一方に設けられ発信と受信作用を有する超
音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユーサ
に対向して前記物体の他方側に設けられた反射板と、前
記物体の圧力を測定する九めの圧力検出器と、この圧力
検出器の信号を入力し圧力補正を行ない、前記超音波ト
ランスデューナに発信信号を印加し前記反射板で反射さ
れた信号を９信し発信信号と受信信号との時間差をもと
Ｋして前記物体の温度を算出する信号処理装置とからな
る温度計測システム。 - （４） 物体の一方に設けられ発信と受信作用を有す
る超音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユ
ーサに対向して前記物体の他方側に設けられた反射板と
、前記物体の流動を測定する流速計と、前記超音波トラ
ンスデユーサに発信信号を印加し前記反射板で反射され
た信号を受信し発信信号と受信信号との時間差をもとＫ
して前記物体の温度を算出し、前記流速計の信号を入力
し前記発信信号と受信信号との時間差を補正するして温
度を算出する信号処理装置とからなる温度計測システム
。 - （５）物体の一方に設けられ発信と受信作用を有する超
音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユーサ
に対向して前記物体の他方側に設けられた超音波トラン
スデユーサと、前記一方側の超音波トランスデユーサに
発信信号を印加し前記他方−の超音波トランスデユーサ
でその信号を受信し発信信号と受信信号との時間差をも
とにして前記物体の温度を算出する信号処理装置とから
なる温度計測システム。 - （６）物体の一方に設けられ発信と受信作用を有する超
音波トランスデユーサと、この超音波トランスデユーサ
に対向して前記物体の他方側に設けられた超音波トラン
スデユーサと、前記一方側の超音波トランスデユーサに
発信信号を印加し前記他方側の超音波トランスデユーサ
でその信号を受信し発信信号と受信信号との時間差をも
とにして前記物体の温度を算出する信号処理装置とを具
備し、前記二つの超音波トランスデユーサを交互に送受
信させ、両方向の発信信号と受信信号の時間差を補正す
ることによって、流動に伴う誤差を補償することを特命
とする温度計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196337A JPS5897633A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 温度計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196337A JPS5897633A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 温度計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897633A true JPS5897633A (ja) | 1983-06-10 |
Family
ID=16356146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196337A Pending JPS5897633A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 温度計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897633A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63217149A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加熱装置 |
| US5624188A (en) * | 1994-10-20 | 1997-04-29 | West; David A. | Acoustic thermometer |
| US6726359B2 (en) * | 2000-11-06 | 2004-04-27 | Siemens Building Technologies Ag | Apparatus and method of detecting the room temperature by means of sound waves |
-
1981
- 1981-12-08 JP JP56196337A patent/JPS5897633A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63217149A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加熱装置 |
| US5624188A (en) * | 1994-10-20 | 1997-04-29 | West; David A. | Acoustic thermometer |
| US6726359B2 (en) * | 2000-11-06 | 2004-04-27 | Siemens Building Technologies Ag | Apparatus and method of detecting the room temperature by means of sound waves |
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