JPS59501799A

JPS59501799A - 超音波測定

Info

Publication number: JPS59501799A
Application number: JP58502993A
Authority: JP
Inventors: スクルガテイツク・ダミア−・ミロスラブ・ヨシツプ
Original assignee: サイリンクス　プリシイジヨン　インスツルメンツ　リミテツド
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1983-09-15
Publication date: 1984-10-25
Also published as: WO1984001233A1; US4580448A; EP0120040B1; EP0120040A1; DE3379757D1

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。

Description

【発明の詳細な説明】超音波測定この発明は超音波を用いる物理パラメータの測定に関するものである。

うつわすなわち容器内のあるパラメータ、例えば深さ、をうつわすなわち容器外部の超音波変換器によって測定することは実行不可能であるとこれまで考えられていたのは、超音波゛ビームとうつわすなわち容器内である。本発明は簡潔性、信頼性および費用の点で明らかに有利にこれを実施する手段を提祝する。

本発明は、壁の片側の物理パラメータをその壁の対向側の位置から測定する装置であって、壁に固定された超音波変換器と、与えられた周波数で超音波エネルギを出す変換器を駆動するよＪに配列された発振器とを含み、前記周波数は壁の厚さが下記関係を満足するようにされ： ’　ｔ７Ｋ。・λ／４ただしｔは壁の厚さ、Ｋｏは奇数１．３．５・・・、λは嘗材料内の超音波エネルギの波長であシ、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれよりも低く；またはｔ−Ｋｅ　・　λ／まただしｔおよびλは上記定義の通り、Ｋ８は偶数０゜２　薄明９−５０１７９９　（２）２．４．・・・であシ、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれに等しいかまたはそれよシ高い、ことを特徴とする前記超音波測定装置を提供する。

また本発明は、壁の片側の物理パラメータをその壁の対向側の位置から測定する方法であって、超音波変換器を壁の前記対向側に接触させる段階と、選択された周波数で変換器を駆動する段階とを含み、前記周波数は壁の厚さが下記関係を満足するようにされ：ｔ＝Ｋｏ・λ／４ただしｔは壁の厚さ、Ｋｏは奇数１．３，５．・・・、２は壁材料内の超音波エネルギの波長であり、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれよシも低く；またはｔ　＝　Ｋ８・　λ／まただしｔおよびλは上記定義の通り、Ｋｅは偶数０゜２．４．・・モあシ、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれに等しいかまたはそれよシ高い、ことを特徴とする前記超音波測定方法を提供する。

同じ変換器が受信機として使用されたり、別の変換器か受信機として壁に押し付けて置かれたシする。問題の測定は送信信号と受信反射信号とを例えばタイミングによって既知の方法で比較することによって得られる。

本発明の１つの実施例を、タンク内の液体レベルをしてこれから説明する。

アルミニウムのタンク１０は、測定すべき深さｄの液体１２を保持する。任意な具合のよい形の超音波変換器１４が、タンク１０の下壁に固定されている。周波数ｆで作動する発振器１６は’ｌ”−）１８を介して変換器１４に接続され、超音波エネルギ周波数ｆのパルスを作る。

周波数ｆはこの場合、タンク１０の壁が／４波長の板を構成するように選択されるうかくてｆは壁の厚さおよびタンク材料の音速によって決定される。例えば、厚さ６１ｔＷＬのアルミニウムのタンクは周波数２５０ＫＨ３を必要とする。

この周波数の選択は、タンク１０から測定し得るどんなエコーまたは共振をも回避する。かくて超音波パルスは液体表面から反射されるとともに変換器１２によって検出され、タイマ２０によシ走行時間を測定することによってｄがめられる。

深さ以外のパラメータを測定するのに同じ方法が使用される。例えば、パイプ内の液体の流れ速度が測定できるのは、走行時間が流れ速度の変化によって変えられるからであろう上記の１／４波長の関係は、壁の音響インピーダンスが送信機の水晶のそれよりも低い場合に望ましい。しかしそのような場合、下記の一般式で定められる通り３／４波長およびそれよシ高位の波長も使用される：ｔ＝に０・λ／４ただしｔは壁の厚さ、Ｋｏは奇数１．３．５−・、λは壁材料内の超音波エネルギの波長である。

壁材料の音響インピーダンスが送信機の水晶のそれに等しいかまたはそれより高い場合は、壁の厚は下記の一般式で定められる通り１／２波長またはその倍数とただしｔおよびλは上記定義の通り、Ｋｏは偶数０゜２．４・・・である。

Ｋｏおよびに８が低いことが望ましいのは、変換器の面とタンク内の液体との間の全「サンドイッチ」形状が薄くしたがって正確に測定できる最小液体レベル全増加する送信機残響の量が減少されるからである。

Ｋｅ−Ｏの使用は超音波周波数が低い場合にのみ実行可能である。

変形において（図示されていない）、壁の厚さはタンクの実際の壁を含むとともに水晶の面と壁との間に挿入される別の板を含み、これは変換器の構造を簡潔化する、例えば、壁の厚さがλ／２、板の厚かλ／４で、は有効なｔ＝３λ／４が得られる。

浄書（内容に変更なし）手続補正書（自発）昭和５９年り　月　９日特許庁長官殿２、発明の名称超音波測定３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　所氏　名　サイリンクス　シリシイジョン　インスツルメンツ（８６）　リミテッド屯代理人５、補正命令の日付昭和　年　月　日６、補正により増加する発明の数手続補正書彷式）％式％２、発明の名称翅キ濠則更３、補正をする者事件との関係　特許出願人４、代理人５、補正命令の日付昭和５９　年　７月　１７日６、補正により増加する発明の数委任状、及びその訳文各１通図面の翻訳文８、補正の内容　別紙のとおり図面の翻γ文の浄書　（内容に変更なし）国際調沓報告

Claims

【特許請求の範囲】１、　壁の片側の物理パラメータをその壁の対向側の位置から測定する装置であって、壁に固定された超音波変換器と、与えられた周波数で超音波エネルギを出す変換器を駆動するように配列された発振器とを含み、前記周波数は壁の厚さが下記関係を満足するようにされ：ｔ　＝　Ｋｏ　・　λ／４ただしｔは壁の厚さ、Ｋｏは奇数１．３，５．・・・、λは壁材料内の超音波エネルギの波長であり、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれよりも低く；またはｔ　＝　Ｋ８　・　λ／まただしｔおよびλは上記定義の通り、Ｋｅは偶数０゜２．４．・・・であり、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれに等しいかそれよシも高いことを特徴とする前記超音波測定装置。２、請求の範囲第１項記載による装置において、壁がタンクの壁でろりかつ測定すべきパラメータがタンジ内の液体の深さであることを特徴とする前記装置。ろ　請求の範囲第１項または第２項記載による装置であって、信号の送信と反射信号の受信との間の経過時間全測定するように配列されたタイミング装置を含むことを特徴とする前記装置。４、請求の範囲第１項から第３項までのどれでも１つの項記載による装置において、厚さｔは変換器を越えて出る壁部材の厚さと、変換器および前記壁材料の間に置かれた別の板の厚さとを含むことを特徴とする前記装置。５、壁の片側の物理パラメータをその壁の対向側の位置から測定する方法であって、超音波変換・器を壁の前記対向側に接触させる段階と、選択された周波数で変換器を駆動する段階とを含み、前記周波数は壁の厚さが下記関係を満点するようにされ：ｔ　＝　Ｋｏ・λ／４ただしｔは壁の厚さ、Ｋｏは奇数１．３，５．・・・、λは壁材料内の超音波エネルギの波長であ凱この場合壁の音響インピータリスは変換器水晶材料のそれよりも低く；またはｔ＝Ｋｅ−λ／まただしｔおよびλは上記定義の通シ、Ｋ８は偶数０゜２．４．・・・であシ、この場合壁の音響インピーダンスは変換器水晶材料のそれに等しいかそれよシも高いことを特徴とする前記超音波測定方法。１浄書（内容に変更なし）