JPS59171813A - 超音波流量測定装置 - Google Patents
超音波流量測定装置Info
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- JPS59171813A JPS59171813A JP4541383A JP4541383A JPS59171813A JP S59171813 A JPS59171813 A JP S59171813A JP 4541383 A JP4541383 A JP 4541383A JP 4541383 A JP4541383 A JP 4541383A JP S59171813 A JPS59171813 A JP S59171813A
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- 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
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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】
この発明は配管内流体の流量を高精度に測定するための
超音波流量計に関するものである。
超音波流量計に関するものである。
超音波流量計は流体の流れ方向に対して順方向および逆
方向に上記流体を横断するように、それぞれ超音波を送
受信し、それぞれの超音波の伝播時間の差から流体流量
を求めるものである。第１図は超音波流量計の基本原理
を説明するだめの原理図であり、この超音波流量計は超
音波が流体中を伝播する際、流れ方向に対して順方向の
超音波伝播時間と、流れ方向に対して逆方向の超音波伝
播時間との間に伝播時間差が生じ、その伝播時間差が流
体流速に比例することを利用したものである。
方向に上記流体を横断するように、それぞれ超音波を送
受信し、それぞれの超音波の伝播時間の差から流体流量
を求めるものである。第１図は超音波流量計の基本原理
を説明するだめの原理図であり、この超音波流量計は超
音波が流体中を伝播する際、流れ方向に対して順方向の
超音波伝播時間と、流れ方向に対して逆方向の超音波伝
播時間との間に伝播時間差が生じ、その伝播時間差が流
体流速に比例することを利用したものである。
第１図において、（１）は配管、ｄはその内径、■は流
体流速、θは超音波の流体への入射角である。
体流速、θは超音波の流体への入射角である。
超音波の流体中での音速をＣとすると、配管＋１１内の
流体の順方向に向かって送信される超音波の流体中の音
速は流体流速に比して充分大きいので、入射角θは変化
せず、超音波の音速成分のみが変化して、Ｃｏｔｅｓ法
となる。また、超音波の伝播距離はｓｉＪであるので、
流体中を伝播する超音波の伝播時間は（。４−Ｖｃｏ
ｓ （１）ｓ ｉＪとなる。したがって、第１図におい
て、流体中の順方向の超音波伝播時間ｔＬはとなる。同
様に流れ方向に対して逆方向に伝播する超音波の流体中
の伝播時間ｔｕは となる。（１） 、 （ＩＩ）式から流体流速Ｖを求め
ると、となる。このように伝播時間差Δｔを測定するこ
とにより、流体流速Ｖを求めることができる。
流体の順方向に向かって送信される超音波の流体中の音
速は流体流速に比して充分大きいので、入射角θは変化
せず、超音波の音速成分のみが変化して、Ｃｏｔｅｓ法
となる。また、超音波の伝播距離はｓｉＪであるので、
流体中を伝播する超音波の伝播時間は（。４−Ｖｃｏ
ｓ （１）ｓ ｉＪとなる。したがって、第１図におい
て、流体中の順方向の超音波伝播時間ｔＬはとなる。同
様に流れ方向に対して逆方向に伝播する超音波の流体中
の伝播時間ｔｕは となる。（１） 、 （ＩＩ）式から流体流速Ｖを求め
ると、となる。このように伝播時間差Δｔを測定するこ
とにより、流体流速Ｖを求めることができる。
と−ころで、（Ｉ）式かられかるように、超音波流量計
により求められる流体流速Ｖは超音波伝播径路に沿った
線平均流速であり、流体流量を求めるためには、配管（
１１の横断面での流体の面平均流速が必要である。上記
線平均流速と面平均流速との関係は配管（１）向流体の
流速分布に大きく依存しており、流速分布が充分発達し
たもの（配管曲がり部から充分長い直管部が得られる場
合）であれば、両者の関係はよく知られたゲイビル係数
ｋを用いて、次式で得えられる。
により求められる流体流速Ｖは超音波伝播径路に沿った
線平均流速であり、流体流量を求めるためには、配管（
１１の横断面での流体の面平均流速が必要である。上記
線平均流速と面平均流速との関係は配管（１）向流体の
流速分布に大きく依存しており、流速分布が充分発達し
たもの（配管曲がり部から充分長い直管部が得られる場
合）であれば、両者の関係はよく知られたゲイビル係数
ｋを用いて、次式で得えられる。
ｋ＝ １＋ｏ、ｏ ＩＦ７罰冒３１ Ｂ、−０，２３？
Ｒｅ；レイノルズ数 しかしながら、超音波流量計を工業プラントの配管系に
設置する場合、（５）式が成立するのに必要な配管直管
部長さを得ることは困難な場合が多く、実際には超音波
流量計を配管曲がり部付近に設置しなければ々らない場
合が多い。そのため、超音波流量計をプラントに設置す
る以前に、前もって設置位置の配管曲がり部からの距離
を模擬した実流較正試験を実施するのが常であった。こ
の実流較正試験を省くためには、配管曲がり部付近のよ
うに、配管内流速分布が相当歪んでいる場合に対しても
高精度に面平均流速を算出することのできる超音波流量
計を実現する必要がある。
Ｒｅ；レイノルズ数 しかしながら、超音波流量計を工業プラントの配管系に
設置する場合、（５）式が成立するのに必要な配管直管
部長さを得ることは困難な場合が多く、実際には超音波
流量計を配管曲がり部付近に設置しなければ々らない場
合が多い。そのため、超音波流量計をプラントに設置す
る以前に、前もって設置位置の配管曲がり部からの距離
を模擬した実流較正試験を実施するのが常であった。こ
の実流較正試験を省くためには、配管曲がり部付近のよ
うに、配管内流速分布が相当歪んでいる場合に対しても
高精度に面平均流速を算出することのできる超音波流量
計を実現する必要がある。
従来のこの種の超音波流量計の例として、第２図に示す
ものがあった。第２図（ａ）はその横断面図、ｆｂ）は
側面図であり、図において、（２ａ）、（２ｂ）、（２
ｃ）、（２ｄ）は配管（１）の下流側の片側に設けられ
た超音波送受信子、（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（
３ｄ）は反対側の上流側に設けられた超音波送受信子、
１１．１２．１３．１４は超音波伝播径路、囚は流体流
れ方向である。
ものがあった。第２図（ａ）はその横断面図、ｆｂ）は
側面図であり、図において、（２ａ）、（２ｂ）、（２
ｃ）、（２ｄ）は配管（１）の下流側の片側に設けられ
た超音波送受信子、（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（
３ｄ）は反対側の上流側に設けられた超音波送受信子、
１１．１２．１３．１４は超音波伝播径路、囚は流体流
れ方向である。
次に動作について説明する。超音波送受信子はそれぞれ
（２ａ）と（３ａ）、（２ｂ）と（３ｂ）、（２Ｃ）と
（３Ｃ）、（２ｄ）と（３ｄ）が対を成しており、それ
ぞれの超音波送受信子対に対応した伝播径路１１．１２
．１３、ｌ、について上述の（１）式によって流体流速
が求められる。
（２ａ）と（３ａ）、（２ｂ）と（３ｂ）、（２Ｃ）と
（３Ｃ）、（２ｄ）と（３ｄ）が対を成しており、それ
ぞれの超音波送受信子対に対応した伝播径路１１．１２
．１３、ｌ、について上述の（１）式によって流体流速
が求められる。
第２図の例では、それぞれ超音波送受信子（２ａ）、（
２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）より超音波信号を超音波送
受信子（３ａ） 、 （３ｂ）、（３ｃ）、（３ｄ）へ
送信した場合が流れ方向に対スル逆方向、また超音波送
受信子（３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）、（３ｄ） 、ｍ
り超音波信号を超音波送受信子（２ａ）、（２ｂ）、（
２ｃ）、（２ｄ）へ送信した場合が流体流れ方向に対す
る順方向である。この超音波流量計は、いわゆる多対方
式の超音波流量計と呼ばれるもので、超音波送受信子（
２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）、（２ｄ）と（３ａ）、価
）、（３Ｃ）、（３ｄ）とで一定周期毎に切換えて、流
体流れ方向に対して順方向または逆方向のそれぞれの超
音波の伝播時間を計測する送受切換方式を採用している
。
２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）より超音波信号を超音波送
受信子（３ａ） 、 （３ｂ）、（３ｃ）、（３ｄ）へ
送信した場合が流れ方向に対スル逆方向、また超音波送
受信子（３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）、（３ｄ） 、ｍ
り超音波信号を超音波送受信子（２ａ）、（２ｂ）、（
２ｃ）、（２ｄ）へ送信した場合が流体流れ方向に対す
る順方向である。この超音波流量計は、いわゆる多対方
式の超音波流量計と呼ばれるもので、超音波送受信子（
２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）、（２ｄ）と（３ａ）、価
）、（３Ｃ）、（３ｄ）とで一定周期毎に切換えて、流
体流れ方向に対して順方向または逆方向のそれぞれの超
音波の伝播時間を計測する送受切換方式を採用している
。
一般に多対方式の超音波流量計は、少なくとも２つの超
音波伝播径路を形成するように、２対以上の超音波送受
信系から成るものであるが、第２図では４対の超音波送
受信系から成るものを示しており、以下、４対の超音波
送受信系を有するものについて説明する。このような多
対方式の超音波流量計によれば、配管（１）の断面流速
分布が相当歪んでいる場合でも、配管（１）内流体の流
量を高精度で測定できる。この点について第３図により
、説明する。
音波伝播径路を形成するように、２対以上の超音波送受
信系から成るものであるが、第２図では４対の超音波送
受信系から成るものを示しており、以下、４対の超音波
送受信系を有するものについて説明する。このような多
対方式の超音波流量計によれば、配管（１）の断面流速
分布が相当歪んでいる場合でも、配管（１）内流体の流
量を高精度で測定できる。この点について第３図により
、説明する。
第３図は配管（１）内の横断面の流速分布図であシ、図
中Ｖは等流速線を示す。このような多対方式超音波流量
計においては、超音波伝播径路で１．１２．１３．１４
に対応して、それぞれ前記（釦式によって流体流速Ｖ２
、ｖ２、ｖ３、■、が求められる。流体流速Ｖ７、■２
、ｖ３、■、はそれぞれの伝播径路ｌ２．１２、！８．
１４に対応した線平均流速であり、これらの線平均流速
から面平均流速を求めるためには、数値積分における近
似計算法であるＮｅｗｔｏｎ、−Ｃｏｔｅｓの公式、Ｃ
ｅｂｙｓｅｖの公式、またはＧａｕｓｓの公式のいずれ
かを用いて求めることができる。すなわち、超音波伝播
径路ｌ８．４．４．４は数値積分におけるＮｅｗｔｏｎ
−Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法またはＧａｕｓｓ
法によって決捷る分点をなし、面平均流速を７とすれば で求められる。ただし、Ｗ、は１番目の伝播径路に対応
した重みであり、伝播径路ｌ、および重みＷｌの選び方
は上記３方法のいずれを選択するかによって異なってく
る。（■式によって計算される面平均流速値７を用いて
、配管内流体の流量は次式で計算される。
中Ｖは等流速線を示す。このような多対方式超音波流量
計においては、超音波伝播径路で１．１２．１３．１４
に対応して、それぞれ前記（釦式によって流体流速Ｖ２
、ｖ２、ｖ３、■、が求められる。流体流速Ｖ７、■２
、ｖ３、■、はそれぞれの伝播径路ｌ２．１２、！８．
１４に対応した線平均流速であり、これらの線平均流速
から面平均流速を求めるためには、数値積分における近
似計算法であるＮｅｗｔｏｎ、−Ｃｏｔｅｓの公式、Ｃ
ｅｂｙｓｅｖの公式、またはＧａｕｓｓの公式のいずれ
かを用いて求めることができる。すなわち、超音波伝播
径路ｌ８．４．４．４は数値積分におけるＮｅｗｔｏｎ
−Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法またはＧａｕｓｓ
法によって決捷る分点をなし、面平均流速を７とすれば で求められる。ただし、Ｗ、は１番目の伝播径路に対応
した重みであり、伝播径路ｌ、および重みＷｌの選び方
は上記３方法のいずれを選択するかによって異なってく
る。（■式によって計算される面平均流速値７を用いて
、配管内流体の流量は次式で計算される。
Ｑ−７Ａ−ｖ 山・−・（Ｖ′Ｉ
Ｊただし、Ｑは流量、Ａは配管断面積である。
Ｊただし、Ｑは流量、Ａは配管断面積である。
従来の超音波流量計は以上のように構成されているので
、（■式の面平均流速の推定精度を向上させて、流体流
量の計測精度を向上させるためには、配管（１）の横断
面での超音波の伝播径路の数を増加させなければならな
い。したがって、配管（１）内の流量を高精度に計測す
るためには、多数対の超音波送受信系が必要であり、ま
たそれぞれの超音波送受信系に対応して線平均流速を求
めるための装置およびこれらの装置によって算出された
線平均流速に１■式における重み町を乗算するだめの装
置が必要となるとともに、超音波を送受するための送信
装置、受信装置、送受切換装置などの信号処理系が伝播
径路の数だけ必要となり、このため計器として非常に犬
がかシなものとなって、信頼性、経済性の点で問題があ
った。
、（■式の面平均流速の推定精度を向上させて、流体流
量の計測精度を向上させるためには、配管（１）の横断
面での超音波の伝播径路の数を増加させなければならな
い。したがって、配管（１）内の流量を高精度に計測す
るためには、多数対の超音波送受信系が必要であり、ま
たそれぞれの超音波送受信系に対応して線平均流速を求
めるための装置およびこれらの装置によって算出された
線平均流速に１■式における重み町を乗算するだめの装
置が必要となるとともに、超音波を送受するための送信
装置、受信装置、送受切換装置などの信号処理系が伝播
径路の数だけ必要となり、このため計器として非常に犬
がかシなものとなって、信頼性、経済性の点で問題があ
った。
この発明は上記のような一従来のものの問題点を解消す
るためになされたもので、管の曲がり部を含む平面の片
側に、この平面と平行に少なくとも２つの超音波伝播径
路を形成するように超音波送受信系を設けることにより
、超音波送受信系の数をほぼ半減し、安価でかつ高精度
の超音波流量計を提供することを目的としている。
るためになされたもので、管の曲がり部を含む平面の片
側に、この平面と平行に少なくとも２つの超音波伝播径
路を形成するように超音波送受信系を設けることにより
、超音波送受信系の数をほぼ半減し、安価でかつ高精度
の超音波流量計を提供することを目的としている。
第４図は実際プラントにおける配管の一部を示す側面図
、第５図はそのＢ−Ｂ断面における流速分布図である。
、第５図はそのＢ−Ｂ断面における流速分布図である。
一般に配管（１１内の流速分布を歪ませる要因の多くは
配管（１）の曲がり部（４）の存在である。ところが、
実際のプラントの配管では、配管（１）の曲がり部（４
）は第４図に示すように同一平面内に複数設けられる場
合が多い。そして、実際のプラントで、このような場所
を超音波流量計の設置場所とすることは容易である。第
４図のＢ−Ｂ断面における配管（１）内の流速分布は第
５図のようになり、等流速線Ｖで示される流速分布ｄ配
管（１）の曲がυ部（４）を含む平面（Ｃ）に対して対
称となっている。このため平面（Ｃ）の片側について線
流速を求めれば、全体の面平均流速を求めることができ
る。
配管（１）の曲がり部（４）の存在である。ところが、
実際のプラントの配管では、配管（１）の曲がり部（４
）は第４図に示すように同一平面内に複数設けられる場
合が多い。そして、実際のプラントで、このような場所
を超音波流量計の設置場所とすることは容易である。第
４図のＢ−Ｂ断面における配管（１）内の流速分布は第
５図のようになり、等流速線Ｖで示される流速分布ｄ配
管（１）の曲がυ部（４）を含む平面（Ｃ）に対して対
称となっている。このため平面（Ｃ）の片側について線
流速を求めれば、全体の面平均流速を求めることができ
る。
本発明は、このような流速分布の対称性を利用して超音
波送受系の数を減少させるものである。
波送受系の数を減少させるものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第６
図（ａ）はその横断面図、ｔｂ）は側面図、第７図は流
速分布図であり、図において第１図ないし第５図と同一
符号は同一または相当部分を示す。
図（ａ）はその横断面図、ｔｂ）は側面図、第７図は流
速分布図であり、図において第１図ないし第５図と同一
符号は同一または相当部分を示す。
超音波送受信子（２ａ）、（２ｂ）、（３ａ）、（３ｂ
）は、配管（１）の曲がり部（４）を含む平面（Ｃ）の
片側の下流側および上流側に設けられており、平面（Ｃ
１の反対側の超音波送受信子（２ｃ）、（２ｄ）、（３
ｃ）、（３ｄ）は省略されている。
）は、配管（１）の曲がり部（４）を含む平面（Ｃ）の
片側の下流側および上流側に設けられており、平面（Ｃ
１の反対側の超音波送受信子（２ｃ）、（２ｄ）、（３
ｃ）、（３ｄ）は省略されている。
これらの下流側および上流側の超音波送受信子（２ａ）
と（３ａ）、（２ｂ）と（３ｂ）はそれぞれ対を成して
、配管（１）の曲がり部（４）を含む平面（Ｃ）と平行
に配置され、平面（Ｃｌと平行な少なくとも２つの超音
波伝播径路１１．１２を形成している。
と（３ａ）、（２ｂ）と（３ｂ）はそれぞれ対を成して
、配管（１）の曲がり部（４）を含む平面（Ｃ）と平行
に配置され、平面（Ｃｌと平行な少なくとも２つの超音
波伝播径路１１．１２を形成している。
上記のように構成された超音波流量計においては、超音
波送受信子（２ａ）と（３ａ）、（２ｂ）と（３１））
のそれぞれの対において超音波信号が送受信され、個々
の対を成す超音波送受信系に対応した伝播径路１１．１
２について、流れ方向に対する順方向、および逆方向の
超音波の伝播時間から、両者の伝播時間差が求められる
。そして、それぞれの伝播径路ｌ１．１２に対応して、
前記ｔｉｊ式によって流体流速ｖ０、ｖ２が求められる
。これらの流体流速ｖ１、ｖ２はそれぞれの伝播径路１
１．７１！２に対応した線平均流速である。
波送受信子（２ａ）と（３ａ）、（２ｂ）と（３１））
のそれぞれの対において超音波信号が送受信され、個々
の対を成す超音波送受信系に対応した伝播径路１１．１
２について、流れ方向に対する順方向、および逆方向の
超音波の伝播時間から、両者の伝播時間差が求められる
。そして、それぞれの伝播径路ｌ１．１２に対応して、
前記ｔｉｊ式によって流体流速ｖ０、ｖ２が求められる
。これらの流体流速ｖ１、ｖ２はそれぞれの伝播径路１
１．７１！２に対応した線平均流速である。
こうして得られた線平均流速から面平均流速を求めるに
は、前述の３通シの数値積分の手法、すなわちＮｅｗｔ
ｏｎ−Ｃｏｔｅｓの公式、Ｃｅｂｙｓｅｖ の公式お
よびＧａｕｓｓの公式によることができる。この場合超
音波伝播径路ｌ１．１２、ｌ８、ｌ、は数値積分におけ
るＮｅｗｔｏｎ Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法ま
たはＧａｕｓｓ法によって決まる分点をなし、面平均流
速７は、配管（１）内の流速分布が配管（１）の曲がり
部（４）を含む平面（Ｃ１に対して対称であるという性
質を利用して計算される。まず、管断面中心を通る超音
波伝播径路を含まない場合は次式にょシ計算される。
は、前述の３通シの数値積分の手法、すなわちＮｅｗｔ
ｏｎ−Ｃｏｔｅｓの公式、Ｃｅｂｙｓｅｖ の公式お
よびＧａｕｓｓの公式によることができる。この場合超
音波伝播径路ｌ１．１２、ｌ８、ｌ、は数値積分におけ
るＮｅｗｔｏｎ Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法ま
たはＧａｕｓｓ法によって決まる分点をなし、面平均流
速７は、配管（１）内の流速分布が配管（１）の曲がり
部（４）を含む平面（Ｃ１に対して対称であるという性
質を利用して計算される。まず、管断面中心を通る超音
波伝播径路を含まない場合は次式にょシ計算される。
ここで、町はｉ番目の伝播径路に対応した重みであり、
伝播径路１．および重みＷｉの選び方はＮｅｗｔｏｎ
−Ｃｏｔｅａの公式、Ｃｅｂｙｓｅｖの公式およびＧａ
ｕｓ５の公式のいずれを選択するかによって異なってく
る。
伝播径路１．および重みＷｉの選び方はＮｅｗｔｏｎ
−Ｃｏｔｅａの公式、Ｃｅｂｙｓｅｖの公式およびＧａ
ｕｓ５の公式のいずれを選択するかによって異なってく
る。
また、管断面中心を通る超音波伝播径路を含む場合は、
その管断面中心を通る超音波伝播径路がｉ ＝ ｌの時
である。すなわち、この超音波伝播径路に沿った線平均
流速をｖｌ、重みを町として、で面平均流速が求められ
る。こうして求められた面平均流速値を用いて配管内流
体流量。は配管断面積Ａとして次式によって算出される
。
その管断面中心を通る超音波伝播径路がｉ ＝ ｌの時
である。すなわち、この超音波伝播径路に沿った線平均
流速をｖｌ、重みを町として、で面平均流速が求められ
る。こうして求められた面平均流速値を用いて配管内流
体流量。は配管断面積Ａとして次式によって算出される
。
Ｑ−八・マ ・・・・・
・・ＣＵ）このように、不発酔徊音波流量計は配管内流
速分布の歪みの対称性を利用しているので、超音波伝播
径路は従来のものをｎとしたとき号でよく、また管断面
中心を通る超音波伝播径路を含む場合でも、二十１でよ
いことになり、このように超音波伝播径路およびそれに
必要な装置はほぼ半減させることができる。また等流速
線Ｖは平面（Ｃｌと平行な方向よりも垂直な方向の方が
均一に分布しているので、平面（Ｃ１と平行に超音波伝
播径路〕を形成する方が従来のものよりも高精度で流量
測定を行うことができる。
・・ＣＵ）このように、不発酔徊音波流量計は配管内流
速分布の歪みの対称性を利用しているので、超音波伝播
径路は従来のものをｎとしたとき号でよく、また管断面
中心を通る超音波伝播径路を含む場合でも、二十１でよ
いことになり、このように超音波伝播径路およびそれに
必要な装置はほぼ半減させることができる。また等流速
線Ｖは平面（Ｃｌと平行な方向よりも垂直な方向の方が
均一に分布しているので、平面（Ｃ１と平行に超音波伝
播径路〕を形成する方が従来のものよりも高精度で流量
測定を行うことができる。
なお、上記実施例は超音波伝播径路が平面（Ｃ）の片側
に２個の場合について説明したが、２個以上であればそ
の数に制限はなく、１だ超音波伝播径路はすべてを平面
（Ｃ）の片側に配置しなくてもよく、その一部を平面（
Ｃ）の反対側に配置してもよい。さらに上記説明は超音
波の伝播時間差を中心に述べたが、これと等価な数値、
例えば周波数差等によってもよいことはいうまでもない
。
に２個の場合について説明したが、２個以上であればそ
の数に制限はなく、１だ超音波伝播径路はすべてを平面
（Ｃ）の片側に配置しなくてもよく、その一部を平面（
Ｃ）の反対側に配置してもよい。さらに上記説明は超音
波の伝播時間差を中心に述べたが、これと等価な数値、
例えば周波数差等によってもよいことはいうまでもない
。
本発明はプラントの配管に限らず、あらゆる管句流量の
測定に適用可能である。 を示す０
以上のように、この発明によれば、管の曲がり鴇を含む
平面の片側に、この平面と平行に少々くとも２つの超音
波伝播径路を形成するように、超音波送受信子を設ける
ように構成したので、超音波送受信子の数をほぼ半減し
て、装置の簡便化が１能となり、安価で高精度の超音波
流量計が提供ｅきるという効果がある。
測定に適用可能である。 を示す０
以上のように、この発明によれば、管の曲がり鴇を含む
平面の片側に、この平面と平行に少々くとも２つの超音
波伝播径路を形成するように、超音波送受信子を設ける
ように構成したので、超音波送受信子の数をほぼ半減し
て、装置の簡便化が１能となり、安価で高精度の超音波
流量計が提供ｅきるという効果がある。
第１図は超音波流量計の原理図、第２図（ａ）は従梃の
超音波流量計を示す横断面図、ｉｂ）はその側面乙、第
３図は従来の配管内流速分布図、第４図はノラントの配
管の一部を示す側面図、第５図はそりＢ−Ｂ断面におけ
る流速分布図、第６図ｆａ）は本る明の一実施例による
超音波流量計を示す横断面で、（ｂｌはその側面図、第
７図はその配管内流速分布図である。 図において、（１）は配管、（２ａ）、（２ｂ）、（２
Ｃ）、（２ｄ）、（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（３
ｄ）は超音波送受信子である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分代理人
葛 野 信 −（外１名） 第１図 と１ 第２図 第３図 第４図 「
超音波流量計を示す横断面図、ｉｂ）はその側面乙、第
３図は従来の配管内流速分布図、第４図はノラントの配
管の一部を示す側面図、第５図はそりＢ−Ｂ断面におけ
る流速分布図、第６図ｆａ）は本る明の一実施例による
超音波流量計を示す横断面で、（ｂｌはその側面図、第
７図はその配管内流速分布図である。 図において、（１）は配管、（２ａ）、（２ｂ）、（２
Ｃ）、（２ｄ）、（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（３
ｄ）は超音波送受信子である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分代理人
葛 野 信 −（外１名） 第１図 と１ 第２図 第３図 第４図 「
Claims (5)
- （１）管内流体の流れ方向に対して順方向および逆方向
に、上記流体を横断する超音波の伝播時間差またはこれ
と等価な数値から管内流体の流量を求める超音波流量計
において、管の曲がり部を含む平面の片側に、この平面
と平行に少なくとも２つの超音波伝播径路を形成する超
音波送受信子を備えたことを特徴とする超音波流量計。 - （２）超音波伝播径路は数値積分におけるＮｅｗｔｏｎ
−Ｃ□ｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法またはＧａ ｕ ｓ
ｓ法によって決まる分点をなし、それぞれの超音波伝
播径路に沿って求められた線平均流速から上記Ｎｅｗｔ
ｏｎ−Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓｅｖ法またはＧａｕｓ
ｓ法による数値積分法によって管断面の面平均流速を求
めるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超音波流量計。 - （３）超音波伝播径路が管断面中心を通る径路を含まず
、下記式により管内流量を求めるものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の超音波
流量計。 Ｑ二Ａ−７ ただし、ＷｌはＮｅｗｔｏｎ−Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙ
ｓｅｖ法またはＧａｕｓｓ法によって決まる１番目の分
点としての超音波伝播径路に対する重み、ｖｉは上記１
番目の超音波伝播径路に沿った線平均流速、ｎは超音波
伝播径路の数、ｄは管内直径、マは管断面の面平均流速
、人は管断面積、Ｑは管内流体の流量である。 - （４）超音波伝播径路が管断面中心を通る径路を含み、
その伝播径路がｉ ＝ １として、下記式により管内流
量を求めるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の超音波流量計。 Ｑ＝Ａ−７ ただし、町はＮｅｗｔｏｎ Ｃｏｔｅｓ法、Ｃｅｂｙｓ
ｅｖ法またはＧａｕｓｓ法によって決まるｉ番目の分点
としての超音波伝播径路に対する重み、■、は上記ｉ番
目の超音波伝播径路に沿った線平均流速、ｎは超音波伝
播径路の数、ｄは管内直径、７は管断面の面平均流速、
人は管断面積、Ｑは管内流体の流量である。 - （５）超音波伝播径路の一部が、管曲がり部を含む平面
の反対側に配置されたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第４項のいずれかに記載の超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4541383A JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4541383A JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171813A true JPS59171813A (ja) | 1984-09-28 |
| JPH0447768B2 JPH0447768B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=12718568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4541383A Granted JPS59171813A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 超音波流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59171813A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722140C2 (de) * | 1996-05-27 | 2003-07-03 | Changmin Co | Ultraschall-Mehrkanal-Durchflußraten-Meßvorrichtung |
| KR100460258B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-12-08 | 인터내셔날하이드로손닉 주식회사 | 초음파 유량측정 방법 및 장치 |
| KR100993617B1 (ko) | 2010-08-11 | 2010-11-11 | (주)제이에스테크 | 외벽부착식 초음파 다회선 유량계 |
| JP2011112533A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波給水流量計の検証方法 |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4541383A patent/JPS59171813A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722140C2 (de) * | 1996-05-27 | 2003-07-03 | Changmin Co | Ultraschall-Mehrkanal-Durchflußraten-Meßvorrichtung |
| KR100460258B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-12-08 | 인터내셔날하이드로손닉 주식회사 | 초음파 유량측정 방법 및 장치 |
| JP2011112533A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波給水流量計の検証方法 |
| KR100993617B1 (ko) | 2010-08-11 | 2010-11-11 | (주)제이에스테크 | 외벽부착식 초음파 다회선 유량계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447768B2 (ja) | 1992-08-04 |
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