JPS59166814A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
- Publication number
- JPS59166814A JPS59166814A JP58040147A JP4014783A JPS59166814A JP S59166814 A JPS59166814 A JP S59166814A JP 58040147 A JP58040147 A JP 58040147A JP 4014783 A JP4014783 A JP 4014783A JP S59166814 A JPS59166814 A JP S59166814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- received
- wave height
- crest
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
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】
本発明は、超音波を利用した流量計に関し、更に詳しく
は、流体の状態が変化して受信波高が変化しても、連続
自動測定が出来るにうに改良した超音波流量計に関づる
ものである。
は、流体の状態が変化して受信波高が変化しても、連続
自動測定が出来るにうに改良した超音波流量計に関づる
ものである。
超音波流量計として、従来、被測定流体が流れる管路を
挾んで、その流れ方向に対して斜め方向に横断づるよう
設けた二対の超音波送受信子により流れの上流方向と下
流方向へ超音波を１云播させ、受信した各超音波信号を
波高弁別器で弁別し、前記二方向の超音波伝播時間の差
から流量を求めるようにしたものは既に公知である。
挾んで、その流れ方向に対して斜め方向に横断づるよう
設けた二対の超音波送受信子により流れの上流方向と下
流方向へ超音波を１云播させ、受信した各超音波信号を
波高弁別器で弁別し、前記二方向の超音波伝播時間の差
から流量を求めるようにしたものは既に公知である。
この様な従来構成の超音波流ｍ６１は、手動にＪ：る不
連続的な流量測定には充分な性能を有するが、自動的に
、且つ連続的に管路中の流体流量を測定する場合には、
問題があり、そのまま使用づることは出来なかった。と
いうのは、流体の状態、例えば流体温度、不純物ｍ度、
気体の混入等の変化によって、或いは管路壁の濡れ等の
差によって、超音波受信子にて検知される受信波高がか
なり変化し、一定塁準電圧どの比較による波高弁別法だ
けでは安定した矩形波を得ることができにくく、また、
甚しい場合には、弁別不能となることが生じる。例えば
、ナトリウム冷却型高速増殖炉の流量計測に超音波流量
計を適用することを考えると、ナトリウム温度が５００
℃から２００℃に変わると受信波高は約半分に、また繊
体混入ｆｆ１（ボイドｍ）数％で数分の−にそれぞれ減
衰してしまう。
連続的な流量測定には充分な性能を有するが、自動的に
、且つ連続的に管路中の流体流量を測定する場合には、
問題があり、そのまま使用づることは出来なかった。と
いうのは、流体の状態、例えば流体温度、不純物ｍ度、
気体の混入等の変化によって、或いは管路壁の濡れ等の
差によって、超音波受信子にて検知される受信波高がか
なり変化し、一定塁準電圧どの比較による波高弁別法だ
けでは安定した矩形波を得ることができにくく、また、
甚しい場合には、弁別不能となることが生じる。例えば
、ナトリウム冷却型高速増殖炉の流量計測に超音波流量
計を適用することを考えると、ナトリウム温度が５００
℃から２００℃に変わると受信波高は約半分に、また繊
体混入ｆｆ１（ボイドｍ）数％で数分の−にそれぞれ減
衰してしまう。
この様・に、特に受信波高が大きく変化してしまうよう
な使用条件、用途においては、従来タイプの超音波流量
計では、その都度、手動による波高弁別レベルの調整が
必要であり、自動的に連続測定づることは事実上不可能
だったのである。
な使用条件、用途においては、従来タイプの超音波流量
計では、その都度、手動による波高弁別レベルの調整が
必要であり、自動的に連続測定づることは事実上不可能
だったのである。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、流体の状態の如何に係わらず、煽度よく無調整で長期
間に亘る連続自動測定を行なうことが出来るような改良
された超音波流量計を提供することにある。
、流体の状態の如何に係わらず、煽度よく無調整で長期
間に亘る連続自動測定を行なうことが出来るような改良
された超音波流量計を提供することにある。
上記の如き目的を達成することの出来る本発明は、前記
の如き構成の流量計に８３いて、波高弁別器の前段に波
高自動調整器を設け、受信した各超音波信号を波高−＃
Ｊ調整器を通して受信波高の如何に係わらずほぼ一定波
高としてから前記波高弁別器に供給するＪ：うにしたも
のである。
の如き構成の流量計に８３いて、波高弁別器の前段に波
高自動調整器を設け、受信した各超音波信号を波高−＃
Ｊ調整器を通して受信波高の如何に係わらずほぼ一定波
高としてから前記波高弁別器に供給するＪ：うにしたも
のである。
以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明づる
。第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。内部を被測定流体が流れる管路１を挾んで、その流
れ方向（白抜矢印にて示す）に対して斜め方向に管路１
を横断するよう４個の超音波送受信子２ａ、２ｂ、２ｃ
。
。第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。内部を被測定流体が流れる管路１を挾んで、その流
れ方向（白抜矢印にて示す）に対して斜め方向に管路１
を横断するよう４個の超音波送受信子２ａ、２ｂ、２ｃ
。
２ｄ＠Ｆ、Ｑける。破線で示されているように、相対向
づる超音波送受信子２ａ、、２ｂが一つの対を形成し、
他の超音波送受信子２Ｃ，２ｄが他の対を形成する。本
実施例では各超音波送受信子は送信子としての機能と受
信子としての機能を兼ねるように構成されているが、例
えば２ａ。
づる超音波送受信子２ａ、、２ｂが一つの対を形成し、
他の超音波送受信子２Ｃ，２ｄが他の対を形成する。本
実施例では各超音波送受信子は送信子としての機能と受
信子としての機能を兼ねるように構成されているが、例
えば２ａ。
２Ｃが専用の超音波送信子、２１）、２ｄが専用の超音
波受信子ズ或いはその逆）となるような構成とすること
もできる。
波受信子ズ或いはその逆）となるような構成とすること
もできる。
本実施例では、各超音波送受信子の機能は測定のタイミ
ングによって受信用或いは送信用に交互に変化するが、
それらは前置増幅器を有Ｊ′る切換回路３に接続される
。切換回路３には、発信器４からの出力が供給され、送
信用となった超音波送受信子を励振づ−る。前置増幅器
の出力は、主増幅器５ａ、５ｂで増幅されて、本発明の
特徴部分である波高自動調整器６．ａ、６ｂに入力する
。そこで受信波高の如何に係わらずほぼ一定の出力波高
に調整された信号は、例えばシュミット回路等のような
波高弁別器７ａ。
ングによって受信用或いは送信用に交互に変化するが、
それらは前置増幅器を有Ｊ′る切換回路３に接続される
。切換回路３には、発信器４からの出力が供給され、送
信用となった超音波送受信子を励振づ−る。前置増幅器
の出力は、主増幅器５ａ、５ｂで増幅されて、本発明の
特徴部分である波高自動調整器６．ａ、６ｂに入力する
。そこで受信波高の如何に係わらずほぼ一定の出力波高
に調整された信号は、例えばシュミット回路等のような
波高弁別器７ａ。
７ｂに入り、基１１ｉ電圧と比較して、該基準電圧を超
えた時に一定波高の矩形波を出力する。それらの矩形波
は、信号処理器８に入って、両矩形波のタイミングのず
れが計測され、それに基づき流速、ひいては流量が求め
られる。
えた時に一定波高の矩形波を出力する。それらの矩形波
は、信号処理器８に入って、両矩形波のタイミングのず
れが計測され、それに基づき流速、ひいては流量が求め
られる。
さて、前記波高自動調整器６．１．５ｂは、いわゆる自
動利得制御回路（ＡＧＣ＞であってよく、例えば、第２
図に示すように、主増幅器５ａ、５ｂの出力を整流回路
１０及び平均回路１１によって入力波高に比例した直流
信号とし、それを増幅回路１２のバイアス信号とし゛Ｃ
利用して±２増増幅器５ａ、５ｂからの入力の増幅度を
制御プるように構成したものでよい。
動利得制御回路（ＡＧＣ＞であってよく、例えば、第２
図に示すように、主増幅器５ａ、５ｂの出力を整流回路
１０及び平均回路１１によって入力波高に比例した直流
信号とし、それを増幅回路１２のバイアス信号とし゛Ｃ
利用して±２増増幅器５ａ、５ｂからの入力の増幅度を
制御プるように構成したものでよい。
本装置の動作について説明すると次の如くである。切換
回路３の動作によって、先ず発信器４の出力は、超音波
送受信子２ａ、２ｃに供給され、超音波送受信子２ａか
ら発信された超音波は下流側の超音波送受信子２ｂで受
信され、同様に超音波送受信子２Ｇから光信され１ｃＨ
３音波は、超音波送受信子２（１で受信される。それら
の受信信号は、切換回路３中の前置増幅器及び後段の主
増幅器５ａ、５ｂでそれぞれ増幅される。その出力波形
は、例えば第３図ＡＣ実線により示すような複数のピー
クを有する波束である。しかし、実際には、流体の状態
等によって、破線で示づように大きくなったり、図示さ
れていないが、実線で示すものよりも小ざくなったり、
波形、波高が種々変化づる。本発明においては、このよ
うに増幅器５ａ、５ｂ（７）出力レベルが変動しても一
定の波高の信号が得られるように、前述の如く増幅器５
ａ、５ｂの後段に波高自動調整器６ａ、６ｂが組込まれ
ている。
回路３の動作によって、先ず発信器４の出力は、超音波
送受信子２ａ、２ｃに供給され、超音波送受信子２ａか
ら発信された超音波は下流側の超音波送受信子２ｂで受
信され、同様に超音波送受信子２Ｇから光信され１ｃＨ
３音波は、超音波送受信子２（１で受信される。それら
の受信信号は、切換回路３中の前置増幅器及び後段の主
増幅器５ａ、５ｂでそれぞれ増幅される。その出力波形
は、例えば第３図ＡＣ実線により示すような複数のピー
クを有する波束である。しかし、実際には、流体の状態
等によって、破線で示づように大きくなったり、図示さ
れていないが、実線で示すものよりも小ざくなったり、
波形、波高が種々変化づる。本発明においては、このよ
うに増幅器５ａ、５ｂ（７）出力レベルが変動しても一
定の波高の信号が得られるように、前述の如く増幅器５
ａ、５ｂの後段に波高自動調整器６ａ、６ｂが組込まれ
ている。
従って、該波高自動調整器５ａ 、５ｂの作用により、
それらからの出力は、常に第３図Ａ実線で示すような一
定波高の信号となる。波高弁別器７ａ、７１）は、その
入力電圧と基準電圧Ｖしく通常、第１波目よりも大きい
が第２波目よりも小さい中間レベルに設定される）と比
較し、基準電圧ｙｔを超えた場合に一定波高の矩形波を
出力する（第３図Ｂ参照）。つまり、この矩形波の立上
がり若しくは立下がりにより受信波の第２波目の子め設
定されたレベルを切る位置（タイミング）を正確に求め
ることが出来るのである。
それらからの出力は、常に第３図Ａ実線で示すような一
定波高の信号となる。波高弁別器７ａ、７１）は、その
入力電圧と基準電圧Ｖしく通常、第１波目よりも大きい
が第２波目よりも小さい中間レベルに設定される）と比
較し、基準電圧ｙｔを超えた場合に一定波高の矩形波を
出力する（第３図Ｂ参照）。つまり、この矩形波の立上
がり若しくは立下がりにより受信波の第２波目の子め設
定されたレベルを切る位置（タイミング）を正確に求め
ることが出来るのである。
ここで、受信波の第２波目を検知する理由は、第１波目
にはバックグラントノイスが多く、正確な測定７の障害
どなるからである。ところで、本発明°に必須不可欠の
前記波高自動調整器６ａ。
にはバックグラントノイスが多く、正確な測定７の障害
どなるからである。ところで、本発明°に必須不可欠の
前記波高自動調整器６ａ。
６ｂがない場合（従来技術の場合）、について考えると
、波高弁別器７ａ、７ｂに入２てくる受信波高は前述の
ように、流体の状態によって変化するので、一定基準電
圧＼１１で波高弁別した時、受信波高が大きければ第１
波目で検知してしまうし、受信波高が小さくプれば第２
波目で検知出来ず第３波目、第４波目で検出したり、甚
しくは検出できないことも生じ、弁別矩形波が生じるタ
イミングが受信波高によって全く変わってしまい、正確
な測定ができなくなってしまうことになる。しかし、前
述の如く、本発明によれば、この様な問題点は全く生じ
ない。
、波高弁別器７ａ、７ｂに入２てくる受信波高は前述の
ように、流体の状態によって変化するので、一定基準電
圧＼１１で波高弁別した時、受信波高が大きければ第１
波目で検知してしまうし、受信波高が小さくプれば第２
波目で検知出来ず第３波目、第４波目で検出したり、甚
しくは検出できないことも生じ、弁別矩形波が生じるタ
イミングが受信波高によって全く変わってしまい、正確
な測定ができなくなってしまうことになる。しかし、前
述の如く、本発明によれば、この様な問題点は全く生じ
ない。
さて、本発明に立ち戻って説明を続りると、信号処理器
８においては、各波高弁別器７ａ。
８においては、各波高弁別器７ａ。
７ｂによって１９られた矩形波間の時間差が計測され、
それに基づき、゛まだ流体等の温度変化による音速変化
等を？Ｉｌｉ整しく、流体の流速、ひいては流量が求め
られる。流速の求め方は、既に周知であるから（例えば
特開昭５３−８７７５９号参照）、それについての説明
は省略り−る。この様にして流量が計測されたならば、
次に切換回路３を切換えて、発信器４−の出力を超音波
送受信子２ｂ、、２ｄに供給し、今度は超音波送受信子
２’ａ、２ｃで受信するようにしてひきつづきＳ１測を
行なう。この様な測定を交互に繰返すことによって、正
確な流量を求めることができる。
それに基づき、゛まだ流体等の温度変化による音速変化
等を？Ｉｌｉ整しく、流体の流速、ひいては流量が求め
られる。流速の求め方は、既に周知であるから（例えば
特開昭５３−８７７５９号参照）、それについての説明
は省略り−る。この様にして流量が計測されたならば、
次に切換回路３を切換えて、発信器４−の出力を超音波
送受信子２ｂ、、２ｄに供給し、今度は超音波送受信子
２’ａ、２ｃで受信するようにしてひきつづきＳ１測を
行なう。この様な測定を交互に繰返すことによって、正
確な流量を求めることができる。
前述の如く、波高弁別器７ａ、７ｂに入力する受信波高
は、波高自動調整器６ａ 、６ｂによって常にほぼ一定
のレベルに保たれるので、長期間に亘って自動的に連続
して正確な測定を行なうことができる。
は、波高自動調整器６ａ 、６ｂによって常にほぼ一定
のレベルに保たれるので、長期間に亘って自動的に連続
して正確な測定を行なうことができる。
本発明は上記のように構成した超音波流量計であるから
、流体の温度、流体中の不純物濃度、気泡混入間、或い
は管路壁内面の汚れ等によって受信波高が大幅に変動し
ても、手動調整の必要がなく、精度良く無調整で長期間
に亘る連続自動測定を行なうことができるという極めて
浸れた効果を奥し１ｑるものである。
、流体の温度、流体中の不純物濃度、気泡混入間、或い
は管路壁内面の汚れ等によって受信波高が大幅に変動し
ても、手動調整の必要がなく、精度良く無調整で長期間
に亘る連続自動測定を行なうことができるという極めて
浸れた効果を奥し１ｑるものである。
第１図は本発明にかかる超音波流量計の一実施例を示す
システム構成図、第２図はそこで用いる波高自動調整器
の一例を示すブロック図、第３図Ａ、Ｂは受信波形並び
に動作タイミングを示す説明図である。 １・・・管路、２ａ 、 ２ｈ 、 ２ｃ 、 ２ｄ
−・・超音波送受信子、４・・・発信器、５ａ、５ｂ・
・・主増幅器、６ａ 、６ｂ・・・波高自動調整器、７
ａ、７ｂ・・・波高弁別器、８・・・信号処理器。 特許出願人 動力炉・核燃料開発事業凹成 理
人 尾 股 行 相同
茂 児 慎同
荒 木 友之助第１図 第２図 第３図 Ｂ −ｊ鉗−一一
システム構成図、第２図はそこで用いる波高自動調整器
の一例を示すブロック図、第３図Ａ、Ｂは受信波形並び
に動作タイミングを示す説明図である。 １・・・管路、２ａ 、 ２ｈ 、 ２ｃ 、 ２ｄ
−・・超音波送受信子、４・・・発信器、５ａ、５ｂ・
・・主増幅器、６ａ 、６ｂ・・・波高自動調整器、７
ａ、７ｂ・・・波高弁別器、８・・・信号処理器。 特許出願人 動力炉・核燃料開発事業凹成 理
人 尾 股 行 相同
茂 児 慎同
荒 木 友之助第１図 第２図 第３図 Ｂ −ｊ鉗−一一
Claims (1)
- １、被１１１１１定流体が流れる管路を挾んで、その流
れ方向に対して斜め方向に横断覆るよう設ＬＩＩζ二対
の超音波送受信子により流れの上流方向と下流方向へ超
音波を伝播させ、受信した各電音波信号を波高弁別器で
弁別し、前記二方向の超音波伝播時間の差から流量を求
めるようにした超音波流量５］において、前記波高弁別
器の前段に波高自動調整器を設け、受信した各超音波信
号を波高臼＠調整器を通して受信波高の如何にかかわら
ず、はぼ一定波高としてから前記波高弁別器に供給する
ことを特徴とする超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040147A JPS59166814A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040147A JPS59166814A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166814A true JPS59166814A (ja) | 1984-09-20 |
| JPH0526127B2 JPH0526127B2 (ja) | 1993-04-15 |
Family
ID=12572654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58040147A Granted JPS59166814A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166814A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04134072U (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 回転数センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3894431A (en) * | 1972-04-04 | 1975-07-15 | Atomic Energy Authority Uk | Apparatus for indicating fluid flow velocity |
| JPS5418788A (en) * | 1977-07-13 | 1979-02-13 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals |
| JPS5424062A (en) * | 1977-07-26 | 1979-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | Ultrasonic type measuring apparatus |
-
1983
- 1983-03-11 JP JP58040147A patent/JPS59166814A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3894431A (en) * | 1972-04-04 | 1975-07-15 | Atomic Energy Authority Uk | Apparatus for indicating fluid flow velocity |
| JPS5418788A (en) * | 1977-07-13 | 1979-02-13 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals |
| JPS5424062A (en) * | 1977-07-26 | 1979-02-23 | Fuji Electric Co Ltd | Ultrasonic type measuring apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04134072U (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 回転数センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0526127B2 (ja) | 1993-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3762221A (en) | Measurement of fluid flow rates | |
| EP0268314B1 (en) | Device for determining the flow velocity of a medium in a cylindrical pipe | |
| US4748857A (en) | Ultrasonic apparatus for measuring the flow velocity of a fluid | |
| CN107478282B (zh) | 超声流量检测信号处理方法及装置、时差法超声检测系统 | |
| EP0572583B1 (en) | Method and device for measurement of the flow velocities of gases and/or of quantities that can be derived from same | |
| CA2279257A1 (en) | An ultrasonic flow velocity measuring method | |
| CA2020271A1 (en) | Sonic flow meter | |
| JPS59166814A (ja) | 超音波流量計 | |
| EP0060128B1 (en) | Ultrasonic doppler flowmeter | |
| US3710621A (en) | Sing-around type ultrasonic measuring instrument | |
| JP4292620B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| CN107505476B (zh) | 一种直线距离上平均流体流速测量系统 | |
| GB2091876A (en) | Measuring fluid flow | |
| JPH03233395A (ja) | 音波伝播時間測定方法 | |
| JPS5527935A (en) | Ultrasonic wave flow meter | |
| JPS58811Y2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH053886B2 (ja) | ||
| JP4362890B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JPS6123920A (ja) | 流速・流量測定装置およびその装置を備えた流体搬送管 | |
| JP2001281032A (ja) | 超音波流量計測装置 | |
| JPS5852487Y2 (ja) | 相関技術を利用した流速流量測定装置 | |
| EP1336821A2 (en) | Ultrasound mass flow meter | |
| JPH0720100A (ja) | 超音波液体測定装置 | |
| JPH053527B2 (ja) | ||
| JPS5832336B2 (ja) | 超音波流速計 |