JPS62811A - 超音波流量計 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は流路管内を流れる流体の複数個所に超音波を通
過させ、その伝搬時間差から流体の流量を測定する超音
波流量計に関し、内燃機関の空気吸人聞測定等に利用さ
れるものである。

［従来の技術］ 流路管内を流れる流体に超音波を発信し、その伝搬時間
の差から流速を計算して、流ｍを求める。

いわゆる超音波流量計は広く知られている（特開昭５９
−１９６４２３号）。

第３図は従来の超音波５！量計を示す断面図および付ｉ
！１ｍ気回路のブロック図である。

図において、１は流体が通過する流路管、４は流体に向
けて超音波を発信する発信器、５ａ、５ｂは受信器、６
は受信器５ｂの位置を調整する調整ねじ、７，７ａ、７
ｂはリード線、８は整流板、９はバイパス、１０は分流
量調整ねじ、１１は流路管１の内壁に設けられた吸音ラ
イニングである。

また電気回路として、２０は発信回路、２１ａ。

２１ｂは増幅器、２２ａ、２２ｂは波形整形器、２３ａ
　、２３ｂは位相を制御する移相器、２４は位相比較器
、２５は積分器である。

このような超音波流量計においては、発信器４から出る
超音波を位置の異なる２個の受信器５ａ。

５ｂで受信し、これを増幅、位相比較して、主流路管を
流れる流体の流量を算出する。

そのためには、発信器４は受信器５ａ、５ｂの中央に位
置させ、主流路管１の面に垂直に配設する必要がある。

また発信器４から発射された音波は、直接受信器５ａお
よび５ｂに到達するものと、流路管１の内壁を反射しな
がら到達するものが有り、後者を防ぐ為、内壁に吸音ラ
イニング１１を布設している。

しかしながら、このような従来の公知技術にあっては、
低流量の精度を向上させようとすると流路管１の内径を
細くし、更に発信器４と受信器５ａおよび５ｂの距離を
大きくする必要が生じる。

超音波発信器は一般に指向性が大きく、振動面に垂直の
方向が最も音圧が高くなる構造となっている。よって、
発信器４から受信器５ａおよび５ｂに到達する音波は最
も有効な範囲では使われていないと言える。

したがって、最も指向性の強い（音圧の高い）範囲は吸
音ライニング１１で吸収してしまい、直接受信波と反射
受信疎のレベル差が小さくなる欠点があった。だからと
いって、このような装置では低流量の測定精度を上げる
ために、流路管１の内径を小さくすることも、また送受
信間距離を大きくすることも装置上むつかしく、問題が
あった。

［発明の目的］ 本発明は上述した従来技術の欠点を解消すべく鋭意検討
の結果、発明されたものである。

したがって本発明の目的は、低流量における測定精度に
すぐれ、ＳＮ比が改善されると共に流体の管内圧損が小
さい超音波流量計を提供することにある。

［発明の構成コ 即ち、本発明の構成は流体が通過する流路管、この流路
管の側方に設置される超音波発信器、発信された超音波
を最も指向性の良い位置で受けて、これを複数方向に反
射する反射体、反射された超音波を受信する受信器を具
備し、上記主流路管の超音波通過面には流体を遮断し、
超音波を通す透過箔を備えたことを特徴とする超音波流
量計を、その要旨とするものである。

本発明においては、発信器から発信される超音波の最も
指向性の良い位置、つまり一般には垂直に対面する位置
に反射体を設置する。反射体は複数方向に超音波を反射
する必要があり、好ましくは２方向に反射させることが
できるプリズム型のものが良く。流体を遮断し、超音波
を通す透過箔としては目の詰まった布等が好ましい。

［実施例］ 以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例を示している。

ガス等の流体が通過する流路管１とその側面に配設する
発信器４、超音波を受信する受信器５ａ。

５ｂは、発信器４の上流側及び下流側にそれぞれ等間隔
な位置に配設されている。

発信器４から発射される超音波を受信器５ａ。

５ｂに分配し、かつ、効率よく伝搬させ得る角度を有す
る反射体２、更に伝搬距離を等しく調整するための調整
ネジ６が流路管１に配設されている。

発信回路２０は発信器４に電気信号を送る。受信器５ａ
、５ｂからの信号は増幅器２１ａ、２１ｂで増幅され、
波形整形器２２ａ、２２ｂで波形整形された後、位相比
較器２４、積分器２５で流体〈ガス等）流量を演算し、
出力する事ができる。

透過箔３．３ａ　、３ｂは音波は通るが、流体は通り難
い材質（例えば目の細かな布）のような材質で流路管１
の内壁に配設されている。

次に本発明の詳細な説明する。

発信器４の共振周波数で発振撮動する発振回路２０から
発信器４に電気信号を送り、発信器４で超音波に変換さ
れる。超音波は反射体２によって受信器５ａ、５ｂに向
けて反゛射される。

この時発信器４は指向性の最もレベルの高い角度から反
射されるので、受信器５ａ、５ｂに到達する音圧レベル
は効率良く送る事ができる。又、低流量精度を向上させ
るべく流路管１の内径を小さくしたり送受信間距離を大
ぎくする場合でも反射体２の角度を適切に設定する事に
より高感度が得られる。

発信器４より上流及び下流へ同時に発射された音波は流
量に比例した時間差をもって到達する。

受信信号を増幅する増幅器２１ａ、２１ｂから波形整形
器２２ａ、２２ｂを経て、位相比較器２４で伝搬時間差
を検出し、積分器２５で演算し、流量を出力する。

透過筒３．３ａ　、３ｂは、流体の流れを円滑にするも
のであり、更に音波は透過し、前記送受信が可能となる
。

第２図は他の実施例を示す概略図であり、流路管１の側
方にある発振器４から放射された超音波は、流路管１の
対向位置である、最も指向性の強い位置に設置された反
射体２によって２方向に反射され、発振器４と同じ側に
設置された受信ｖ！Ａ５ａ、５ｂに受信される。

更に本発明においては、図示していないが発振器および
受信器を流路管の外壁の外に設置することも可能である
。

［発明の効果］ 本発明は次のような効果を奏する。

イ）発振器から放射される最も音圧の強い角度に反射体
を設けて反射させるため、感度が高く、特に低流量の測
定精度を高くすることができる。

（ロ）指向性の強い範囲を受信するので流路管の内径を
小さく、また送受信間距離を大きくしても感度が高く、
ＳＮ比が改善される。

（ハ）透過筒を使用することにより、流体の流れが円滑
になり、管内の圧力損失が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波流量計の断面図、Ｍ２図は本発
明の他の超音波流量計の断面図、第３図は従来の超音波
流量計の断面図である。 １・・・流路管　　　　　　　２・・・反射体３・・・
透過筒　　　　　　　４・・・発信器ｉ・・・受信器　
　　　　　２１・・・増幅器２２・・・波形調整器　　
　　２４・・・位相比較器２５・・・積分器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　流体が通過する流路管、この流路管の側方に設置され
   る超音波発信器、発信された超音波を最も指向性の良い
   位置で受けて、これを複数方向に反射する反射体、反射
   された超音波を受信する受信器を具備し、上記流路管の
   超音波通過面には流体を遮断し、超音波を通す透過箔を
   備えたことを特徴とする超音波流量計。