JPS6332129B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6332129B2 JPS6332129B2 JP57147711A JP14771182A JPS6332129B2 JP S6332129 B2 JPS6332129 B2 JP S6332129B2 JP 57147711 A JP57147711 A JP 57147711A JP 14771182 A JP14771182 A JP 14771182A JP S6332129 B2 JPS6332129 B2 JP S6332129B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- receiver
- transmitter
- vortex
- vortex generator
- 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
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、超音波がカルマン渦の超音波の伝
播方向と同じ速度成分の影響を受け、超音波の伝
播時間が変化することを利用した超音波式渦流量
計に関する。
播方向と同じ速度成分の影響を受け、超音波の伝
播時間が変化することを利用した超音波式渦流量
計に関する。
従来、この種の超音波式渦流量計としては、第
１図に示す如く、流体中に渦発生体を設け、この
渦発生体によつて発生したカルマン渦を通して超
音波を伝播させ、そのカルマン渦による超音波伝
播時間の変化を位相変化として検出しているもの
が知られている。すなわち、第１図において、１
は被計測流体が流通する管体、２はその流路に設
けた渦発生体、３，４はそれぞれ超音波の発信器
と受信器で、前記渦発生体２の後流の管壁に相対
向して配設してある。５は前記超音波の発信器３
から受信器４へ超音波を伝播させる超音波発振
器、６はその受信器４の出力信号を整形増幅する
プリアンプ、７は位相検波器で超音波の位相差を
比較して流量計測信号とし、この信号をローパス
フイルタ８を経てカルマン渦信号として出力部９
より発信できるようにしてある。
１図に示す如く、流体中に渦発生体を設け、この
渦発生体によつて発生したカルマン渦を通して超
音波を伝播させ、そのカルマン渦による超音波伝
播時間の変化を位相変化として検出しているもの
が知られている。すなわち、第１図において、１
は被計測流体が流通する管体、２はその流路に設
けた渦発生体、３，４はそれぞれ超音波の発信器
と受信器で、前記渦発生体２の後流の管壁に相対
向して配設してある。５は前記超音波の発信器３
から受信器４へ超音波を伝播させる超音波発振
器、６はその受信器４の出力信号を整形増幅する
プリアンプ、７は位相検波器で超音波の位相差を
比較して流量計測信号とし、この信号をローパス
フイルタ８を経てカルマン渦信号として出力部９
より発信できるようにしてある。
つぎに作用を説明する。
超音波発振器５を駆動して発信器３から受信器
４へ超音波を伝播させる。この際、超音波の伝播
路には、渦発生体２によつてカルマン渦が発生し
ており、このカルマン渦のため、超音波の伝播方
向に対する速度成分は発信器３から発信したとき
と、受信器４で受信したときとで位相変化を生じ
る。この超音波の位相変化の回数は、カルマン渦
の発生回数、すなわち被計測流体の流速に比例す
るので、この位相の変化した超音波信号をプリア
ンプ６により整形、増幅し、位相検波器７に導
く。この位相検波器７により発信波と前記受信波
との位相差を比較して流量計測信号とし、この信
号をローパスフイルタ８を経てカルマン渦信号と
して出力部９より外部に発信させ、流量計の表示
部に接続する。このようにして、被計測流体の流
量または流速を計測することができる。
４へ超音波を伝播させる。この際、超音波の伝播
路には、渦発生体２によつてカルマン渦が発生し
ており、このカルマン渦のため、超音波の伝播方
向に対する速度成分は発信器３から発信したとき
と、受信器４で受信したときとで位相変化を生じ
る。この超音波の位相変化の回数は、カルマン渦
の発生回数、すなわち被計測流体の流速に比例す
るので、この位相の変化した超音波信号をプリア
ンプ６により整形、増幅し、位相検波器７に導
く。この位相検波器７により発信波と前記受信波
との位相差を比較して流量計測信号とし、この信
号をローパスフイルタ８を経てカルマン渦信号と
して出力部９より外部に発信させ、流量計の表示
部に接続する。このようにして、被計測流体の流
量または流速を計測することができる。
しかしながら、被計測流体の流量が多い場合は
その流量に比例して管体１の径が大きくなり、し
たがつて第１図に示した超音波の伝播距離Ｌも長
くなり、その超音波の発信器３と受信器４とでの
位相差が2π（360゜）以上になるとともに、超音波
受信器の受信周波数帯域が狭い場合には超音波受
信器の検出感度が低下してしまうので、その位相
差を検出する回路が複雑になるという問題点があ
つた。上述したような、従来の超音波流量計にあ
つては、超音波の発信器３と受信器４を管体１の
管壁に配設しているため、超音波の伝播距離Ｌが
長くなり位相差が2π（360゜）以上になる場合には、
低い周波数の超音波を伝播させなければならず、
この周波数を低くすることは、計測可能なカルマ
ン渦の上限周波数を制限してしまう問題点があつ
た。さらに、伝播距離が長くなると共振や種々の
雑音の影響を受け易いという問題点があつた。
その流量に比例して管体１の径が大きくなり、し
たがつて第１図に示した超音波の伝播距離Ｌも長
くなり、その超音波の発信器３と受信器４とでの
位相差が2π（360゜）以上になるとともに、超音波
受信器の受信周波数帯域が狭い場合には超音波受
信器の検出感度が低下してしまうので、その位相
差を検出する回路が複雑になるという問題点があ
つた。上述したような、従来の超音波流量計にあ
つては、超音波の発信器３と受信器４を管体１の
管壁に配設しているため、超音波の伝播距離Ｌが
長くなり位相差が2π（360゜）以上になる場合には、
低い周波数の超音波を伝播させなければならず、
この周波数を低くすることは、計測可能なカルマ
ン渦の上限周波数を制限してしまう問題点があつ
た。さらに、伝播距離が長くなると共振や種々の
雑音の影響を受け易いという問題点があつた。
また、従来の他の実施例としては、例えば特開
昭51―126174号公報に記載されている流速測定装
置が知られている。この発明は、被測定流体中に
挿入された渦発生体にその両側面に貫通する貫通
孔を設け、該貫通孔内に絞り壁を配置し、前記貫
通孔内を流体が流れるときに前記絞り壁によつて
生ずる小渦を横切るように超音波信号発信器と受
信器を配置するようにした流速測定装置である。
ところで、この発明は超音波信号発信器と受信器
を渦発生体内に配置するようにしたので、高感
度、高精度で検出することができるが、超音波信
号発信器と受信器の取り付け距離が小さすぎるの
で、反射波による定在波のため、正確な検出が出
来ないという欠点があつた。
昭51―126174号公報に記載されている流速測定装
置が知られている。この発明は、被測定流体中に
挿入された渦発生体にその両側面に貫通する貫通
孔を設け、該貫通孔内に絞り壁を配置し、前記貫
通孔内を流体が流れるときに前記絞り壁によつて
生ずる小渦を横切るように超音波信号発信器と受
信器を配置するようにした流速測定装置である。
ところで、この発明は超音波信号発信器と受信器
を渦発生体内に配置するようにしたので、高感
度、高精度で検出することができるが、超音波信
号発信器と受信器の取り付け距離が小さすぎるの
で、反射波による定在波のため、正確な検出が出
来ないという欠点があつた。
この発明は、上記問題点に着目してなされたも
ので、超音波の発信器または受信器を渦発生体に
設けるとともにそれに対応して受信器または発信
器を流路の管壁に設けることにより、上記問題点
を解決することを目的としている。
ので、超音波の発信器または受信器を渦発生体に
設けるとともにそれに対応して受信器または発信
器を流路の管壁に設けることにより、上記問題点
を解決することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来と同じものは同一符号で示し
てある。
明する。なお、従来と同じものは同一符号で示し
てある。
第２図において、３，４はそれぞれ超音波の発
信器と受信器で、発信器３は渦発生体２の側壁に
設けてあり、受信器４は前記従来例と同様、渦発
生体２の後流の管壁に設けてある。
信器と受信器で、発信器３は渦発生体２の側壁に
設けてあり、受信器４は前記従来例と同様、渦発
生体２の後流の管壁に設けてある。
前記従来例と同様に、上記渦発生体２に設けた
超音波の発信器３から受信器４へ超音波を伝播さ
せ、この超音波のカルマン渦による位相差分を検
出して被計測流体の流量または流速を計測するこ
とができる。その際、超音波の発信器３を渦発生
体２に設けてあるので、受信器４との距離、すな
わち第２図に示す超音波の伝播距離ｌは管体１の
内径Ｌよりも短くなり、したがつて、その分だけ
超音波の周波数を、その位相差分が2π（360゜）を
越えない範囲で高くとれる。その超音波の伝播距
離ｌを定める受信器４の位置は、渦発生体２の後
流、剥離点後方で、ｌ＜Ｌとなる範囲の位置が望
ましい。
超音波の発信器３から受信器４へ超音波を伝播さ
せ、この超音波のカルマン渦による位相差分を検
出して被計測流体の流量または流速を計測するこ
とができる。その際、超音波の発信器３を渦発生
体２に設けてあるので、受信器４との距離、すな
わち第２図に示す超音波の伝播距離ｌは管体１の
内径Ｌよりも短くなり、したがつて、その分だけ
超音波の周波数を、その位相差分が2π（360゜）を
越えない範囲で高くとれる。その超音波の伝播距
離ｌを定める受信器４の位置は、渦発生体２の後
流、剥離点後方で、ｌ＜Ｌとなる範囲の位置が望
ましい。
なお、超音波の発信器、受信器のどちらを渦発
生体に設けても結果は同じである。
生体に設けても結果は同じである。
以上述べたように、この発明によれば、超音波
の発信器または受信器を渦発生体に設けたので、
超音波の伝播距離が短くなり、したがつて被計測
流体の流量が多く管体の径が大きい場合でも、超
音波の位相差分を2π（360゜）以下にした回路の簡
単な、しかも精度の高い超音波式渦流量計が得ら
れるという効果がある。したがつて、測定範囲が
広くなり、また、共振や種々の雑音の影響が少な
いという効果がある。
の発信器または受信器を渦発生体に設けたので、
超音波の伝播距離が短くなり、したがつて被計測
流体の流量が多く管体の径が大きい場合でも、超
音波の位相差分を2π（360゜）以下にした回路の簡
単な、しかも精度の高い超音波式渦流量計が得ら
れるという効果がある。したがつて、測定範囲が
広くなり、また、共振や種々の雑音の影響が少な
いという効果がある。
第１図は従来の超音波流量計の回路説明図、第
２図は、この発明の一実施例の要部回路説明図で
ある。 ２…渦発生体、３…超音波の発信器、４…超音
波の受信器、５…超音波発振器。
２図は、この発明の一実施例の要部回路説明図で
ある。 ２…渦発生体、３…超音波の発信器、４…超音
波の受信器、５…超音波発振器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定流体が流れる流路内に渦発生体を設
け、該渦発生体の側壁に超音波の発信器または受
信器を設け、該超音波の発信器または受信器に対
応する受信器または発信器を前記渦発生体より後
流側の流路管壁に設けたことを特徴とする超音波
式渦流量計。 ２ 前記渦発生体の後流壁に設けた超音波の発信
器または受信器と流路管壁に設けた発信器または
受信器との距離は流路内径より小さいことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の超音波式渦流
量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147711A JPS5938614A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 超音波式渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57147711A JPS5938614A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 超音波式渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5938614A JPS5938614A (ja) | 1984-03-02 |
| JPS6332129B2 true JPS6332129B2 (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=15436477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57147711A Granted JPS5938614A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 超音波式渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938614A (ja) |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57147711A patent/JPS5938614A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938614A (ja) | 1984-03-02 |
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