JPS5963520A - 超音波式渦流量計 - Google Patents
超音波式渦流量計Info
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- JPS5963520A JPS5963520A JP57173248A JP17324882A JPS5963520A JP S5963520 A JPS5963520 A JP S5963520A JP 57173248 A JP57173248 A JP 57173248A JP 17324882 A JP17324882 A JP 17324882A JP S5963520 A JPS5963520 A JP S5963520A
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- JP
- Japan
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- low
- frequency
- shaping circuit
- waveform shaping
- frequency waveform
- 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.)
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-
- 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
- G01F1/05—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 using mechanical effects
- G01F1/20—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 using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—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 using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3282—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting variations in infrasonic, sonic or ultrasonic waves, due to modulation by passing through the swirling fluid
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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】
本発明は、超音波式渦流量針に関する。
カルマン渦の周波数が流速に比例することを利用した渦
流量針は広く利用されている。
流量針は広く利用されている。
渦流量針は流路を形成する管内に渦発生体が設置され、
上記渦発生体の上流側から流入し、た流体は上記渦発生
体の下流側に流出するが、流体の流れに応して上記渦発
生体の左右にはカルマン渦が発生することになる。
上記渦発生体の上流側から流入し、た流体は上記渦発生
体の下流側に流出するが、流体の流れに応して上記渦発
生体の左右にはカルマン渦が発生することになる。
而して、ｔｉｌｌ来公知の渦流量針はこの渦発生体に圧
電センサ等の歪検出素子またはサーミスタ等を内蔵させ
ておき、これにより、渦の発生を電圧変化として検出す
るものである。
電センサ等の歪検出素子またはサーミスタ等を内蔵させ
ておき、これにより、渦の発生を電圧変化として検出す
るものである。
然る後、上記検出された電圧変化を増幅、整形して流速
に比例したパルスとして取り出すことによって、流量中
たは流速を知ることができるのである。
に比例したパルスとして取り出すことによって、流量中
たは流速を知ることができるのである。
然しなから、渦流量針の渦検出信号中には、流速変動の
他、流れに含すれている乱流渦等の低周波および高周波
の雑音成分が重畳されているため、これらの雑音成分を
除去するために性能の良い自動追従フィルタ回路を使用
しなければならなかった。
他、流れに含すれている乱流渦等の低周波および高周波
の雑音成分が重畳されているため、これらの雑音成分を
除去するために性能の良い自動追従フィルタ回路を使用
しなければならなかった。
だが、いくら高性能の自動追従フィルタ回路を使用した
としてもト記雑音成分を完全に除去することは困難であ
り、従って、渦信号の中に雑音分が誤差信号として含ま
れるので正しい：ｆｌＮ計測ができないと云う問題点か
あ、った。
としてもト記雑音成分を完全に除去することは困難であ
り、従って、渦信号の中に雑音分が誤差信号として含ま
れるので正しい：ｆｌＮ計測ができないと云う問題点か
あ、った。
この問題点を解決するために、１妃渦発生６体の左右に
発生したカルマン渦を横切るように超音波を発射させ、
上記カルマン渦列を横切つザこ超音波を受信すると共に
、上記受信器出力を位相（を波し、然る後、上記検波出
力を計数する渦流量針が開発された。
発生したカルマン渦を横切るように超音波を発射させ、
上記カルマン渦列を横切つザこ超音波を受信すると共に
、上記受信器出力を位相（を波し、然る後、上記検波出
力を計数する渦流量針が開発された。
この渦流量計はフィルタ回路を使用した渦流量計に比べ
ると、誤差が少な（正確な流量計測ができるものであっ
たが、上記カルマン渦列を横切った超音波を受信後、位
相検波によって検出していたためδ］測流体内の音速お
よび送受信器間の距離等により検波出力が変動してしま
うと云う問題点があった。また、上記位相検波による方
式は利得は高いものの、検波範囲が狭く、しかもその構
成が複雑であると云う問題点も有していた。
ると、誤差が少な（正確な流量計測ができるものであっ
たが、上記カルマン渦列を横切った超音波を受信後、位
相検波によって検出していたためδ］測流体内の音速お
よび送受信器間の距離等により検波出力が変動してしま
うと云う問題点があった。また、上記位相検波による方
式は利得は高いものの、検波範囲が狭く、しかもその構
成が複雑であると云う問題点も有していた。
本発明は叙上の観点にたってなされたものであって、そ
の目的とするところは、構成がｍｓであり、しかも計測
流体内の音速および送受信間の距離等の制限を受けず、
誤差が少なく、常に正確な流量計測を行うことが可能な
超音波式渦流量針を提供しようとするものである。
の目的とするところは、構成がｍｓであり、しかも計測
流体内の音速および送受信間の距離等の制限を受けず、
誤差が少なく、常に正確な流量計測を行うことが可能な
超音波式渦流量針を提供しようとするものである。
而して、その要旨とするところは、流路を形成する管路
と、上記管路内に設けられた渦発生体と、発生する稲刈
を横切るよう超音波を発射し得る超音波発信器と、上記
稲刈を横切った超音波を受信する受信器と、上記受信器
の後段に接続され、その受信波を望ましくは一定のパル
ス幅及び波高値を有するパルス列に変換する高周波波形
整形回路と、上記高周波波形整形回路の後段に接続され
、その出力するパルス列のパルスレートの変動を示す低
周波成分のみを通過させるローパスフィルタと、上記ロ
ーパスフィルタの後段に接続される低周波波形整形回路
と、上記低周波波形整形回路の出力を計数するカウンタ
又は上記低周波波形整形回路の出力信号周波数を電流変
化に変換するＦ／Ａ変換器とにより構成することである
。
と、上記管路内に設けられた渦発生体と、発生する稲刈
を横切るよう超音波を発射し得る超音波発信器と、上記
稲刈を横切った超音波を受信する受信器と、上記受信器
の後段に接続され、その受信波を望ましくは一定のパル
ス幅及び波高値を有するパルス列に変換する高周波波形
整形回路と、上記高周波波形整形回路の後段に接続され
、その出力するパルス列のパルスレートの変動を示す低
周波成分のみを通過させるローパスフィルタと、上記ロ
ーパスフィルタの後段に接続される低周波波形整形回路
と、上記低周波波形整形回路の出力を計数するカウンタ
又は上記低周波波形整形回路の出力信号周波数を電流変
化に変換するＦ／Ａ変換器とにより構成することである
。
以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。
第１図は、本発明にかかる超音波式渦流量針の一実施例
を示す説明図、第２図は、その各部の出力波形を示す説
明図である。
を示す説明図、第２図は、その各部の出力波形を示す説
明図である。
而して、第１図中、１はその内部に軸直角断面が円形の
流路を有するパイプ、２は上記パイプ１内に設置された
渦発生体、３は上記渦発生体２により発生したカルマン
渦、４は発５Ｍ、回路、５は上記カルマン渦３を横切る
ように超音波を発射し得る超音波発信器、６は上記カル
マン渦３を横切った超音波を受信する受信器、７は上記
受信器６の出力信号を増幅する増幅器、８は上記増幅器
７の出力借りをパルス列に変換する高周波波形整形回路
、９は１．Ｉ−パスフィルタ、１０は低周波波形整形回
路、１１は上記低周波波形整形回路１０の出力を針／１
１１するカウンタであり、第２図中、■は超音波発信器
５の出力波形、■は受信器６の出力波形、■は高周波波
形整形回路８の出力波形、■はローパスフィルタ９の出
力波形である。
流路を有するパイプ、２は上記パイプ１内に設置された
渦発生体、３は上記渦発生体２により発生したカルマン
渦、４は発５Ｍ、回路、５は上記カルマン渦３を横切る
ように超音波を発射し得る超音波発信器、６は上記カル
マン渦３を横切った超音波を受信する受信器、７は上記
受信器６の出力信号を増幅する増幅器、８は上記増幅器
７の出力借りをパルス列に変換する高周波波形整形回路
、９は１．Ｉ−パスフィルタ、１０は低周波波形整形回
路、１１は上記低周波波形整形回路１０の出力を針／１
１１するカウンタであり、第２図中、■は超音波発信器
５の出力波形、■は受信器６の出力波形、■は高周波波
形整形回路８の出力波形、■はローパスフィルタ９の出
力波形である。
而して、流体の流れによって、パイプ１内に設置された
渦発生体２の左右にはカルマン渦３が発生し、これによ
り、上記渦発生体２の上流側から流入した流体は渦発生
体２の下流側に流出リーるが、カルマン渦３の発生、分
離により渦発生体２の下流側の管軸及び渦発生体に直角
な方向の速度成分はとの向きを交互に変化することにな
る。
渦発生体２の左右にはカルマン渦３が発生し、これによ
り、上記渦発生体２の上流側から流入した流体は渦発生
体２の下流側に流出リーるが、カルマン渦３の発生、分
離により渦発生体２の下流側の管軸及び渦発生体に直角
な方向の速度成分はとの向きを交互に変化することにな
る。
パイプ１内には発生した上記カルマン渦列３を横切るよ
うに超音波発信器５から周波数および振幅の一定な超音
波Ｉが発射されており、上記超音波ｌはカルマン渦３の
流用音波の伝播方向の速度成分によってその周波数か変
化さゼられることになる。
うに超音波発信器５から周波数および振幅の一定な超音
波Ｉが発射されており、上記超音波ｌはカルマン渦３の
流用音波の伝播方向の速度成分によってその周波数か変
化さゼられることになる。
即ち、カルマン渦３か発生していないときけ超音波は−
・定速度で伝播し、そのためＩ７Ｊ波ぢＩ変化は生じな
いが、カルマン渦が発生すて、とカルマン渦の超音波伝
播方向速度〃（分の影響を受は伝播速度が変化する結果
超音波Ｉの周波だ【が変動することになる。この周波数
が変動する超音波波形■は、駁送波の周波数を変調波に
よりＦＭ変調してて得られる被変調ン伎の波形と咄同様
な形の波形となる。
・定速度で伝播し、そのためＩ７Ｊ波ぢＩ変化は生じな
いが、カルマン渦が発生すて、とカルマン渦の超音波伝
播方向速度〃（分の影響を受は伝播速度が変化する結果
超音波Ｉの周波だ【が変動することになる。この周波数
が変動する超音波波形■は、駁送波の周波数を変調波に
よりＦＭ変調してて得られる被変調ン伎の波形と咄同様
な形の波形となる。
このように変化さ・Ｕられた超音波■は受信器６により
受イ、１され、増幅回路７で所定の値１で増幅され、然
る後、高周波波形７．７π・′回［１３Ｂに人力せしめ
られる。
受イ、１され、増幅回路７で所定の値１で増幅され、然
る後、高周波波形７．７π・′回［１３Ｂに人力せしめ
られる。
而して、高周波波形Ｖ、形凹毘８は入力で５月の周波数
の凸低に比例してパルスＬ・−１が変動するパルスｌ［
［、ｉ出力し、ごの変動するバノ１．７、【・−ト苓有
するこのパルス信号■は、上記高周波波形Ｐ形回路８の
後段に接続されているローパスフィルタ９に人力される
。
の凸低に比例してパルスＬ・−１が変動するパルスｌ［
［、ｉ出力し、ごの変動するバノ１．７、【・−ト苓有
するこのパルス信号■は、上記高周波波形Ｐ形回路８の
後段に接続されているローパスフィルタ９に人力される
。
而して、この高周波波形整形回路Ｒとしζは、各種の比
較回路、増幅回路、リミツタ、シュミットトリガ回路、
刀ノステーブルエ１ノメント及びバイステーブルエ１／
メントその他の波形整形回路を用い得るが、一定のパル
ス幅と波高値を有しノイズの少ないパルス列が得られる
ことがら七ノステーブル、′Ｉ−ｉ／メントを採用する
ことが推奨される。
較回路、増幅回路、リミツタ、シュミットトリガ回路、
刀ノステーブルエ１ノメント及びバイステーブルエ１／
メントその他の波形整形回路を用い得るが、一定のパル
ス幅と波高値を有しノイズの少ないパルス列が得られる
ことがら七ノステーブル、′Ｉ−ｉ／メントを採用する
ことが推奨される。
このパルス列Ｉｌｌは各矩形波を形成する高周波成分と
は別にパルスレートの変化を示す低周波成分、即ち、パ
ルスの疎密を示す波形成分を有する。
は別にパルスレートの変化を示す低周波成分、即ち、パ
ルスの疎密を示す波形成分を有する。
ローパスフィルタ９はパルス列■の上記低周１ｆｆｌ成
分のみを３ｆｆｉ過させ、パルス列■を略正弦波に近似
した波形１ｖに変換する。この波形■の各サイクルは−
の渦に対応するものであり、低周波波形整形回路１０に
人力されて矩形波に整形さ飢、然る後、カラン々１１に
入力されるのである。
分のみを３ｆｆｉ過させ、パルス列■を略正弦波に近似
した波形１ｖに変換する。この波形■の各サイクルは−
の渦に対応するものであり、低周波波形整形回路１０に
人力されて矩形波に整形さ飢、然る後、カラン々１１に
入力されるのである。
カウンタ１１は、低周波波形整形回路１０の出力を計数
し、パイプｌ内を通過した流体の流量を算出する。
し、パイプｌ内を通過した流体の流量を算出する。
なお、カウンタ１１に替え、低周波波形整形回路の出力
信号周波数を電流、電圧、空気圧、油圧その他のアナし
ｒｌｌ供に変換するＦ／Ａ変換器を使用しζも上記の如
く、パイプ１内を通過した流体の流Ｍを算出することが
可能である。
信号周波数を電流、電圧、空気圧、油圧その他のアナし
ｒｌｌ供に変換するＦ／Ａ変換器を使用しζも上記の如
く、パイプ１内を通過した流体の流Ｍを算出することが
可能である。
本発明は斜上の如く構成されるので、本発明によるとき
は、構成が簡単で、しかも計測流体内の音速および送受
信間の距離等による制限を受けず、誤差が少なく、常に
正確な流量計測を行うことができ、安価な超音波流量針
を提供することを得るものである。
は、構成が簡単で、しかも計測流体内の音速および送受
信間の距離等による制限を受けず、誤差が少なく、常に
正確な流量計測を行うことができ、安価な超音波流量針
を提供することを得るものである。
なお、本発明は斜上の実施例に限定されるものではない
。１５１１えば、本実施例においては、パイプ内に発生
したカルマン渦列を横切るように超音波発信器から超音
波を発射さゼ、上記カルマン渦の超音波伝播方向速度成
分に応じてその周波数があたかもＦＭ変關波の如く変化
させられた超音波をそのまま増幅したが、前段に振幅制
限器等を設け、上記波形の振幅を一定にした後に増幅す
るようにずれば誤差をより−ｍ少なくし得るもの”ζあ
り、更に又、受信器の構成、取付は位置、波形蛯形回路
その他のの回路構成は本発明の目的の範囲内で自由に設
計変更できるｔ）のであって 体発明はそれらの総てを
包ＩＪＩするものである。
。１５１１えば、本実施例においては、パイプ内に発生
したカルマン渦列を横切るように超音波発信器から超音
波を発射さゼ、上記カルマン渦の超音波伝播方向速度成
分に応じてその周波数があたかもＦＭ変關波の如く変化
させられた超音波をそのまま増幅したが、前段に振幅制
限器等を設け、上記波形の振幅を一定にした後に増幅す
るようにずれば誤差をより−ｍ少なくし得るもの”ζあ
り、更に又、受信器の構成、取付は位置、波形蛯形回路
その他のの回路構成は本発明の目的の範囲内で自由に設
計変更できるｔ）のであって 体発明はそれらの総てを
包ＩＪＩするものである。
咄１図は、本発明にかかＺ、 ｄ７１音波式渦流戸旧の
一実施例を示す説明図、第２図は、その各部の出力波形
を示す説明図である。 １−−−−−一−−−〜−−−−−−−−パイプ２−−
−−−−−− −渦発住体 ３ − −−カルマン渦 ４−−−−−−−−−−発信回路 ５−−−−−−−−−−−−−−一超音波発信罪６
、−− ・−−Ｂ′ｆｆ波受信器１ −−−− −
−増幅器 ８−−−−−−−−−−高周波波形整形回路９−、、
、、、−−−−−、−−、、−、、−ローパスフィルタ
ｉｏ−−−−−−−−−低周波波形整形ｊｕｌ路１１−
−−−−−−−−−−−−−カウンタ１２−−−− ”
： −−−−−−Ｆ ／へ変換器１−−−−−−−−一
超音波発信器の出力波形ＩＪ −−−−−−−一 受
信器の出力波形■−−−一 高周波波形整形回路の
出力ＩＶ −ローノくスフイノ【・夕
の出力波形特許出願人 オーバル１Ｂ、器工業株式会
社代理人（７５２４）最上正太部
一実施例を示す説明図、第２図は、その各部の出力波形
を示す説明図である。 １−−−−−一−−−〜−−−−−−−−パイプ２−−
−−−−−− −渦発住体 ３ − −−カルマン渦 ４−−−−−−−−−−発信回路 ５−−−−−−−−−−−−−−一超音波発信罪６
、−− ・−−Ｂ′ｆｆ波受信器１ −−−− −
−増幅器 ８−−−−−−−−−−高周波波形整形回路９−、、
、、、−−−−−、−−、、−、、−ローパスフィルタ
ｉｏ−−−−−−−−−低周波波形整形ｊｕｌ路１１−
−−−−−−−−−−−−−カウンタ１２−−−− ”
： −−−−−−Ｆ ／へ変換器１−−−−−−−−一
超音波発信器の出力波形ＩＪ −−−−−−−一 受
信器の出力波形■−−−一 高周波波形整形回路の
出力ＩＶ −ローノくスフイノ【・夕
の出力波形特許出願人 オーバル１Ｂ、器工業株式会
社代理人（７５２４）最上正太部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）下記（ａ１項乃至（１１）項記載の構成要素から成
ることを特徴とする超音波式渦流量計。 （Ｊｌ） 流路を形成する管１１８゜ｆｂｌ 管路
内に設υられた渦発生体。 ｆｃｌ 発生する製列を横切るよう超音波を発射し得
る超音波発信器。 （ｄｌ −ヒ記製列を横切った超音波を受信する受（
１１器。 （ｅｌ 上記受信器の後段に接続され、その受信波を
パルス列に変換する高周波波形整形回路。 ｆｆｌ ｋ記高周波波形整形回路の後段に接続され、
その出力するパルス列のパルスレートの変動を示す低周
波成分のみを通過させるローパスフィルタ。 ［ｇｌ 上記ローパスフィルタの後段に接続される低
周波波形整形回路。 （ｈｌ 上記低周波波形整形回路の出力を計数するカ
ウンタ。 ２）高周波波形変換回路が、人力波を一定のパルス幅及
び波高値を有するパルス列に変換するモノステーブルエ
レメントである特許請求の範囲第１項記載の超音波式渦
流量計。 ３）下記（ａｔ ｒＱ乃至（ｈ）項記載の構成要素から
成ることを特徴とする超音波式渦流量計。 （８）流路を形成する’ｌＩ！路。 ｆｂｌ 管路内に設けられた渦発生体。 （ｃｌ 発生ずる製列を横切るよう超音波を発射し得
ろ超音波発信器。 （ｄｌ 上記製列を横切った超音波を受信ずろ受信器
。 （ｅｌ 上記受信器の後段に接続され、その受信波を
パルス列に変換する高周波波形整形回路。 （ｆｌ −１〕記高周波波形整形回路の後段に＃！Ｘ
続され、その出力するバルブ列のバルブし・−トの変動
を示す低周波成分のみを通過させろローパスフィルタ。 （ｇ） 上記ローパスフィルタの後段に接続される低
周波波形整形回路。 （１１）上記低周波波形整形回路の出力信号周波数をア
ナログ量に変換するＦ／Ａ変換器。 ４）へ周波波形変換回路が、人力波を一定のパルス幅及
び波高値を有するパルス列に変換する七ノステーブルエ
レメントである特許請求の範囲第３１）’ｉ記載の超音
波式渦流量針。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173248A JPS5963520A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 超音波式渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173248A JPS5963520A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 超音波式渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963520A true JPS5963520A (ja) | 1984-04-11 |
| JPS6331725B2 JPS6331725B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=15956907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57173248A Granted JPS5963520A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 超音波式渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103471669A (zh) * | 2013-09-22 | 2013-12-25 | 杭州蛇杖科技有限公司 | 一种超声旋涡流量计 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4183095B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2008-11-19 | 株式会社オーバル | 渦流量計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4817010U (ja) * | 1971-07-07 | 1973-02-26 | ||
| JPS5434863A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-14 | Hokushin Electric Works | Excitation method of electromagnetic flowmeter |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57173248A patent/JPS5963520A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4817010U (ja) * | 1971-07-07 | 1973-02-26 | ||
| JPS5434863A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-14 | Hokushin Electric Works | Excitation method of electromagnetic flowmeter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103471669A (zh) * | 2013-09-22 | 2013-12-25 | 杭州蛇杖科技有限公司 | 一种超声旋涡流量计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331725B2 (ja) | 1988-06-27 |
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