JPS592845B2 - ドツプラ流量計の校正装置 - Google Patents
ドツプラ流量計の校正装置Info
- Publication number
- JPS592845B2 JPS592845B2 JP54136071A JP13607179A JPS592845B2 JP S592845 B2 JPS592845 B2 JP S592845B2 JP 54136071 A JP54136071 A JP 54136071A JP 13607179 A JP13607179 A JP 13607179A JP S592845 B2 JPS592845 B2 JP S592845B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- calibration
- flowmeter
- flow path
- flow
- 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.)
- Expired
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドップラ流量計の校正装置に係り、特に管内を
流れる流体の流速を超音波のドップラ効果を用いて正確
に測定出来る様にしたドップラ流量計に関する。
流れる流体の流速を超音波のドップラ効果を用いて正確
に測定出来る様にしたドップラ流量計に関する。
従来から、流体の流速を計測するために流体に含まれて
いる粒子、即ち流体と同一速度で流れる粒子に超音波を
当てて、流速に対応したドップラ周波数を得、この周波
数から流体の流速、流量を計測するドップラ流量計が知
られている。
いる粒子、即ち流体と同一速度で流れる粒子に超音波を
当てて、流速に対応したドップラ周波数を得、この周波
数から流体の流速、流量を計測するドップラ流量計が知
られている。
第１図はかかる周知のドップラ流量計の概略構成図で、
同図中２は被測流体の流路、４は超音波の送波器、６は
超音波の受波器、８は被測流体中に含まれる粒子である
。
同図中２は被測流体の流路、４は超音波の送波器、６は
超音波の受波器、８は被測流体中に含まれる粒子である
。
なお、第１図からも明らかな如く、送波器４は流体の流
れ方向に対して上流に向つてθなる角度で取り付けられ
、同じく受波器６は前記送波器４の流路２中の長手方向
に対して対称の対面位置に、流体の流れ方向に対して上
流に向つてθなる角度で取り付けられる。
れ方向に対して上流に向つてθなる角度で取り付けられ
、同じく受波器６は前記送波器４の流路２中の長手方向
に対して対称の対面位置に、流体の流れ方向に対して上
流に向つてθなる角度で取り付けられる。
かかる構成に於いて、送波器４から超音波を発射すると
、超音波は被測流体内の粒子に当り、い５ ろいろな方
向に散乱するが受波器に向う音波のみが受信される様配
置されるため、結局Ｐ点の粒子８からの反射波が受波器
６で受信されることとなる。
、超音波は被測流体内の粒子に当り、い５ ろいろな方
向に散乱するが受波器に向う音波のみが受信される様配
置されるため、結局Ｐ点の粒子８からの反射波が受波器
６で受信されることとなる。
さて、ここで送波器４の送信周波数をｆｔ、受信１０周
波数をｆｒとし、送波器４からＰ点の粒子８に向う超音
波の伝播速度をＶｔ、Ｐ点の粒子８から受波器６に向う
超音波の伝播速度をＶ、とし、更にＰ点に於ける流体の
流速をり、流体中の音速をＣとすると、 Ｖｔ＝Ｃ−Ｖ００ｓθ （ハ Ｖ、■Ｃ−ｌ−Ｖｃｏｓθ （２） ク０ となる。
波数をｆｒとし、送波器４からＰ点の粒子８に向う超音
波の伝播速度をＶｔ、Ｐ点の粒子８から受波器６に向う
超音波の伝播速度をＶ、とし、更にＰ点に於ける流体の
流速をり、流体中の音速をＣとすると、 Ｖｔ＝Ｃ−Ｖ００ｓθ （ハ Ｖ、■Ｃ−ｌ−Ｖｃｏｓθ （２） ク０ となる。
なお、送信波と受信波ではそれぞれの波長λは異ならな
いことは知られているので、送信、受信各周波数ｆｔ、
ｆｒと波長λの関係は、Ｃ−Ｖθｆｔ■ ゜Ｏ゜（３） ク５ λ Ｃ ＋Ｖ θ ｆｒ−−−一」皿一 （４） λ ３０となる。
いことは知られているので、送信、受信各周波数ｆｔ、
ｆｒと波長λの関係は、Ｃ−Ｖθｆｔ■ ゜Ｏ゜（３） ク５ λ Ｃ ＋Ｖ θ ｆｒ−−−一」皿一 （４） λ ３０となる。
従つて、（３）、（４）式よりＣ−Ｖθ Ｃ ＋Ｖ θ
ＣＯＳＣＯＳ （５） が成り立つため、 Ｃ＋Ｖ θ ２Ｖθ ｆｒ■ ＣＯＳｆｔ■（１＋ ＣＯＳ）ｆｔ（６）ｃ＋
ｖｃｏｓｅｃ−Ｖｃｏｓ“ が得られる。
ＣＯＳＣＯＳ （５） が成り立つため、 Ｃ＋Ｖ θ ２Ｖθ ｆｒ■ ＣＯＳｆｔ■（１＋ ＣＯＳ）ｆｔ（６）ｃ＋
ｖｃｏｓｅｃ−Ｖｃｏｓ“ が得られる。
なお、Ｃ》Ｖであることからとすると、（６）式より
となり、
ドツプラーシフト周波数をＦｄ
とすると
が得られ、従つて流速Ｖは
で与えられる。
ここで、流量をＱとし、流路２の断面積をＳとすればと
なるが、ここでＶは流路２中の流体の平均流速である。
なるが、ここでＶは流路２中の流体の平均流速である。
従つて、Ｐ点の流速に対して、流速分布に起因する補正
係数Ｋをかけて平均流速に変換すれば、なる関係式を得
ることが出来るものである。
係数Ｋをかけて平均流速に変換すれば、なる関係式を得
ることが出来るものである。
従つて、全てが理想条件にあるとすればσ０）、（自）
式通りの出力信号が出て来る訳であるが、実際には取付
角度θの精度や、管壁の影響等の問題がからんで、特に
θの精度誤差は計測精度を左右する位に大きな要因であ
るため、このままでは正確な計測が期特出来ない。これ
に対処するためには、流路２中に大流量を正確に測定出
来る校正装置を接続してドツプラ流量計の校正を行えば
よいが、事実上不可能であり、高精度流量計を構成する
上での障害となつていた。
式通りの出力信号が出て来る訳であるが、実際には取付
角度θの精度や、管壁の影響等の問題がからんで、特に
θの精度誤差は計測精度を左右する位に大きな要因であ
るため、このままでは正確な計測が期特出来ない。これ
に対処するためには、流路２中に大流量を正確に測定出
来る校正装置を接続してドツプラ流量計の校正を行えば
よいが、事実上不可能であり、高精度流量計を構成する
上での障害となつていた。
従つて、本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし、
比較的簡単な構成に於いて、ドツプラ流量計を校正し得
る新規のドツプラ流量計の校正装置を提供するにある。
更に詳細には、本発明はドツプラ流量計の計測ポイント
のみに、微少気泡等の粒子を含んだ流体を正確な流速で
流し、この結果に基いてドツプラ流量計を佼正し得る様
にしたドツプラ流量計の校正装置を提供するにある。
比較的簡単な構成に於いて、ドツプラ流量計を校正し得
る新規のドツプラ流量計の校正装置を提供するにある。
更に詳細には、本発明はドツプラ流量計の計測ポイント
のみに、微少気泡等の粒子を含んだ流体を正確な流速で
流し、この結果に基いてドツプラ流量計を佼正し得る様
にしたドツプラ流量計の校正装置を提供するにある。
以下、図面に従つて本発明を更に詳細に説明する。
第２図は本発明の一実施例に係るドツプラ流量計の校正
装置の櫃略構成図で、同図中１′０は流量計校正時のみ
流速測定点Ｐ点に位置させられ、被測流体と同じ方向に
佼正用流体を流す様に配された校正用流路、１２は粒子
を含有する校正用流体槽、１４は前記校正用流体を前記
校正用流路１０に流すポンプ、１６は前記佼正用流路１
０に流れる校正用流体の流速を正確に測定する基準測定
装置である。
装置の櫃略構成図で、同図中１′０は流量計校正時のみ
流速測定点Ｐ点に位置させられ、被測流体と同じ方向に
佼正用流体を流す様に配された校正用流路、１２は粒子
を含有する校正用流体槽、１４は前記校正用流体を前記
校正用流路１０に流すポンプ、１６は前記佼正用流路１
０に流れる校正用流体の流速を正確に測定する基準測定
装置である。
さて、かかる構成に於いて、いま（代）式に於けるＣＯ
ｓθの校正を考えるに、校正用流路１０に校正用流体を
流速Ｖ。
ｓθの校正を考えるに、校正用流路１０に校正用流体を
流速Ｖ。
で流した場合に、ドツプラ流量計で得られるドツブラシ
フト周波数ＦｄＯとＣＯｓＯＯの関係はとなる。
フト周波数ＦｄＯとＣＯｓＯＯの関係はとなる。
ところが、Ｐ点に流れる流体の温度及び流体物質が同一
の場合、θｏ−θ、ＣＯ＝Ｃであると見てもよいため、
（自）式をσ０）式に代入してが得られる。そして、更
に一般的に記載するならばを得ることが出来る。
の場合、θｏ−θ、ＣＯ＝Ｃであると見てもよいため、
（自）式をσ０）式に代入してが得られる。そして、更
に一般的に記載するならばを得ることが出来る。
従つて、ドツプラ流量計で流速を測定する場合、校正用
流路１０をＰ点から除去した後、ドツプラＣＶＯシフト
周波数を測定し、その結果に一×一をＣ，．ｆ．ｊＯν
〜龜 乗する事により、流路２中の流体の流速を正確に知るこ
とが出来る。
流路１０をＰ点から除去した後、ドツプラＣＶＯシフト
周波数を測定し、その結果に一×一をＣ，．ｆ．ｊＯν
〜龜 乗する事により、流路２中の流体の流速を正確に知るこ
とが出来る。
さて、第３図は第２図の構成を更に具体的に示した断面
図であり、校正用流路１０の測定点への挿入の行い方を
明示するものである。
図であり、校正用流路１０の測定点への挿入の行い方を
明示するものである。
同図中１８は校正用流路１０を水密的に流路２中に位置
決めするフランジである。一方、第４図は校正用流路１
０の具体的な構成を示す断面図であり、２０は音波をよ
く伝搬する様な材料で構成され、中に校正用流路１０を
形成される部材、２２は佼正用流体の人口、２４は校正
用流体の出口である。
決めするフランジである。一方、第４図は校正用流路１
０の具体的な構成を示す断面図であり、２０は音波をよ
く伝搬する様な材料で構成され、中に校正用流路１０を
形成される部材、２２は佼正用流体の人口、２４は校正
用流体の出口である。
なお、上記実施例に於いては校正用流体を校正用流路１
０中に流す場合を例示したが、測定点Ｐ点に校正用流体
を放出する如き構成としてもよい。
０中に流す場合を例示したが、測定点Ｐ点に校正用流体
を放出する如き構成としてもよい。
第５図にかかる観点に立つて構成された、本発明の他の
実施例に係るドツプラ流量計の校正装置の概略構成図で
、同図中２６は佼正用流体の放出管であり、測定点Ｐ点
に対して粒子を含んだ校正用流体を放出する如く構成さ
れる。この様な構成に於いても、第２図の構成と同様に
ドツプラ流量計の校正を行うことが出来るが、佼正用流
稀な被測流体中に放出するため、その種類については十
分に配慮する必要があることは云うまでもない。
実施例に係るドツプラ流量計の校正装置の概略構成図で
、同図中２６は佼正用流体の放出管であり、測定点Ｐ点
に対して粒子を含んだ校正用流体を放出する如く構成さ
れる。この様な構成に於いても、第２図の構成と同様に
ドツプラ流量計の校正を行うことが出来るが、佼正用流
稀な被測流体中に放出するため、その種類については十
分に配慮する必要があることは云うまでもない。
なお、放出管２６のＰ点に対する位置関係は、必ずしも
放出口をＰ点と合致させる必要はなく、例えば第６図の
断面図に示す如く、放出口２８より奥の点に測定点Ｐ点
を位置させる如く配置してもよい。
放出口をＰ点と合致させる必要はなく、例えば第６図の
断面図に示す如く、放出口２８より奥の点に測定点Ｐ点
を位置させる如く配置してもよい。
第７図は本発明の別の実施例に係るドツプラ流量計の校
正装置の概略構成図で、２８はドツプラ流量計を構成す
る流路２中に被測定流体を充満するためのめくらフラン
ジ、３０は前記流路２中に被測定流体を充満するための
パイプである。
正装置の概略構成図で、２８はドツプラ流量計を構成す
る流路２中に被測定流体を充満するためのめくらフラン
ジ、３０は前記流路２中に被測定流体を充満するための
パイプである。
第７図構成も基本的には第２図の構成と同様操作を行う
が、ドツプラ流量計を設置する前に、単体で構成する場
合に効果的である。なお、めくらフランジ２８で流路２
中に被測定流体を充満する代りに、第８図の概略構成図
に示す如く、ドツプラ流量計そのものを被測定流体タン
ク３２内に浸して、結果的に流路２中に被測定流体を充
満したと同様効果を得る如く構成してもよい。
が、ドツプラ流量計を設置する前に、単体で構成する場
合に効果的である。なお、めくらフランジ２８で流路２
中に被測定流体を充満する代りに、第８図の概略構成図
に示す如く、ドツプラ流量計そのものを被測定流体タン
ク３２内に浸して、結果的に流路２中に被測定流体を充
満したと同様効果を得る如く構成してもよい。
以上述べた如く、本発明によれば比較的簡単な方法に於
いて、ドツプラ流量計を校正し得るもので、正確なドツ
プラ流量計を構成する上で極めて効果的なドツプラ流量
計の校正装置を得ることが出来るものである。
いて、ドツプラ流量計を校正し得るもので、正確なドツ
プラ流量計を構成する上で極めて効果的なドツプラ流量
計の校正装置を得ることが出来るものである。
第１図は周知のドツプラ流量計の概略構成図、第２図は
本発明０一実施例に係るドツプラ流量計の概略構成図、
第３図は第２図の構成を更に具体的に示した断面図、第
４図は校正用流路の具体的な構成を示す断面図、第５図
は本発明の他の実施例に係るドツプラ流量計の概略構成
図、第６図は第５図の放出管と測定点の配置の他の例を
示す断面図、第７図、第８図は本発明の別の実施例に係
るドツプラ流量計の校正装置の概略構成図である。 ２・・・・・・流路、４・・・・・・送波器、ト・・・
・・受波器、８・一・・・粒子、１０・・・・・・校正
用流体流路、１４・・・・・・ポンプ、１６・・・・・
・基準測定装置。
本発明０一実施例に係るドツプラ流量計の概略構成図、
第３図は第２図の構成を更に具体的に示した断面図、第
４図は校正用流路の具体的な構成を示す断面図、第５図
は本発明の他の実施例に係るドツプラ流量計の概略構成
図、第６図は第５図の放出管と測定点の配置の他の例を
示す断面図、第７図、第８図は本発明の別の実施例に係
るドツプラ流量計の校正装置の概略構成図である。 ２・・・・・・流路、４・・・・・・送波器、ト・・・
・・受波器、８・一・・・粒子、１０・・・・・・校正
用流体流路、１４・・・・・・ポンプ、１６・・・・・
・基準測定装置。
Claims (1)
- １ ドップラ流量計の流量測定点に校正用流体を流すべ
く当該流量計内に除去自在に配置される校正用流体流路
の形成手段と、前記校正用流体の流速を検出する基準流
量測定手段とを備えることを特徴とするドップラ流量計
の校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54136071A JPS592845B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ドツプラ流量計の校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54136071A JPS592845B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ドツプラ流量計の校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5660319A JPS5660319A (en) | 1981-05-25 |
| JPS592845B2 true JPS592845B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=15166535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54136071A Expired JPS592845B2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | ドツプラ流量計の校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592845B2 (ja) |
-
1979
- 1979-10-22 JP JP54136071A patent/JPS592845B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5660319A (en) | 1981-05-25 |
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