TW552403B - Flow rate measurement method, ultrasonic flow rate meter, flow velocity measurement method, temperature or pressure measurement method, and ultrasonic thermometer and pressure gauge - Google Patents

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552403 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 不同而改變，並且也會隨傳播物質的溫度及壓力狀態而有 所改變。若這些變化爲可忽視的誤差範圍，則無問題，但 若測定流量比這些變化範圍還要小時，則會形成問題，難 以精度良好地求出流量。 再者，就上述先前技術的溫度計或壓力計而言，難以 設置於與以超音波流量計來檢測流體的速度之處相同的地 方’並且難以藉由非接觸方式來不妨礙流體的流動之下進 行測定。 本發明係考慮到上述情形而創作者。其目的乃提供一 種：由於超音波收訊波的相位會因管內流速（V )改變而 改變，因此以該相位能與管內流速（V = 〇 )形成相同之 方式’例如使用PLL電路等來使超音波發訊波的頻率變 化’該改變後的頻率高表示流速，所以只要計測該頻率差 就可以精度良好地求得流速之利用創新的計測方法（頻率 可變法）之流量測定方法，及流速測定方法，以及超音波 流量計° 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 再者，本發明之其他目的是在於提供一種：由於管內 的超音波速度（V)會隨溫度及壓力而變化，而使得超音 波收訊波的相位會因時間延遲而變化，因此以此相位能與 管內基準溫度（標準狀態的溫度，例如2 0 t )形成相同 之方式，例如利用PLL電路等來使超音波發訊波的頻率變 化’而該變化後的頻率爲表示溫度及壓力，因此只要計測 該頻率差，就可精度良好地求得溫度及壓力之利用創新的 計測方法（頻率可變法）之溫度或壓力測定方法，以及超 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5- 552403 A7 B7 五、發明説明（3) 音波溫度•壓力計。 (解決問題之手段） 爲了解決上述問題，本發明之流量測定方法係用以測 定流於管體內的流體的流量之方法，其特徵爲； 準備一形成流體的基準的標準狀態之超音波速度， 在流於管體內的流體中，自一方側發送超音波，而於 另一方側接收此超音波，藉以測定該時之超音波速度A， 在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波，而 於一方側接收此超音波，藉以測定刻時之超音波速度B， 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以測 定出上述流體中之超音波的絕對速度， 將超音波速度A與超音波速度B之差除2，藉以檢測 出流體的速度， 由上述標準狀態的超音波速度及上述絕對速度的偏差 來補正上述流速V，藉以檢測出流體的正確流速， 以此正確的流速及管體內的截面積來測定流體的流 量。 若利用上述流量測定方法，則可利用超音波的發收訊 來測定隨流動於管體內的流體的溫度及壓力而變動之超音 波速度A，B，藉此而不用測定流體的溫度及壓力來做補 正，而能夠藉由流速V的補正來檢測出流體的正確流速。 其結果可以正確的求出流體的流量。 本發明之超音波流量計爲測定流於管體內的流體的流 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局a (工消費合作社印製 -6- 552403 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量之超音波流量計，其特徵爲具備：配置於管體的外表面 之第1超音波發收訊部，及配置於管體的外表面，且離第 1超音波發收訊部預定距離之第2超音波發收訊部，及連 接於第2超音波發收訊部之第1相位差檢測器，及配置於 第1相位差檢測器與第1超音波發收訊部之間之P L L方 式的第1環連接部，及連接於第1超音波發收訊部之第2 相位差檢測器，及配置於第2相位差檢測器與第2超音波 發收訊部之間之P L L方式之第2環連接部，及用以測定 流體的流量之測定控制部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述超音波流量計具備測定控制部，此測定控制部係 用以進行測定，控制及運算者。在以流速V X來流動於管 體內的流體中，自第1超音波發收訊部而發送的超音波乃 由第2超音波發收訊部所接收，而以第1相位差檢測器來 檢測出發訊時的超音波與收訊時的相位差，當有相位差 時，藉由第1環（loop)連接來慢慢地變更發訊頻率，一直 到相位差成爲零爲止繼續變更發訊頻率，當相位差爲零 時，則固定發訊頻率。由此發訊頻率或波長來測定液體中 的超音波速度A。其次，以第1超音波發收訊部來接收從 第2超音波發收訊部所發送的超音波，以第2相位差檢測 器來檢測出發訊時之超音波與收訊時之超音波的相位差’ 當有相位差時，藉由第2環連接來慢慢地變更發訊頻率’ 一直到相位差成爲零爲止，繼續變更發訊頻率，在相位差 成爲零之處，固定發訊頻率。由此發訊頻率或波長來測定 流體中的超音波速度B。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） 552403 ΚΊ Β7_ 五、發明説明（5) 接著，算出超音波速度A與超音波速度B的平均値 藉以檢測出上述流體中之超音波的絕對速度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，將超音波速度A與超音波速度B之差除2，藉 以檢測出上述流體的流速V。 接著，預先準備一形成上述流體的基準的標準狀態之 超音波速度，由此標準狀態的超音波速度及上述絕對速度 的偏差來補正上述流速V，藉此而能夠檢測出流體的正確 流速V X。 而能夠由此正確的流速V X及管體1 〇內的截面積來 測定流體的流量。 因此，可在不需要測定流體的溫度及壓力而依此溫度 及壓力來做補正之下，利用相位差爲零的頻率來精度良好 且正確地測定流體的流速。 又，本發明之超音波流量計中，第1超音波發訊部及 第1超音波收訊部係一體構成第1超音波發收訊部，第2 超音波發訊部及第2超音波收訊部係一體構成第2超音波 發收訊部，第1及第2相位差檢測器係以1個相位差檢測 經濟部智慈財1局員工消費合作社印製 器來兼用，第1及第2環連接部係以1個環連接部來兼用 0 本發明之超音波流量計爲測定流於管體內的流體的流 量之超音波流量計，其特徵爲具備： 配置於管體之超音波發訊部；及 離該超音波發訊部預定間隔之超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部及上述超音波收訊部之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公董） -8- 552403 A7 B7 五、發明説明（6) p L L電路部；及 測定振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之測定控 制部； 上述P L L電路部係由：用於檢測出從上述超音波發 訊部所發送訊之超音波發訊波與由上述超音波收訊部所接 收訊之超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積 分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，以及由此積分 電路的輸出訊號來進行控制之振盪器而構成。 又，本發明之超音波流量計係可具備兩組上述超音波 流量計。 本發明之超音波流量計爲測定流於管體內的流體的流 量之超音波流量計，其特徵爲具備： 配置於管體之超音波發訊部；及 以此超音波發訊部爲中心，離預定間隔之第1及第2 超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部之P L L電路部；及 連接於該P L L電路部之切換器；及 測定下述振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之測 定控制部； 上述切換器爲用以將P L L電路部連接於第1超音波 收訊部或將P L L電路連接於第2超音波收訊部之交替切 換者， 上述P L L電路係由··用以檢測由上述超音波發訊部 所發送的超音波發訊波與分別由上述第1及第2超音波收 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -蠕- 經濟部智惡財產苟員工消費合作社印製 -9- 552403 A7 B7 五、發明説明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訊部所接收的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及 用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此 積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 本發明之超音波流量計爲測定流於管體內的流體的流 量之超音波流量計，其特徵爲具備： 使超音波振盪之超音波振盪器；及 配置於管體內，且將該超音波振盪器所振盪之超音波 發送於管體內之超音波發訊部；及 離該超音波發訊部預定間隔之超音波收訊部；及 用以檢測出由上述超音波發訊部所發送的超音波發訊 波與由上述超音波收訊部所接收的超音波收訊波的相位差 之相位差檢測器；及 用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路；及 由此積分電路的輸出訊號所控制之振盪器；以及 測定此振盪器的振盪頻率而予以換算成流量之測定控 制部。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印契 本發明之超音波流量計爲測定流於管體內的流體的流 量之超音波流量計，其特徵爲具備：使超音波振盪之超音 波振盪器；及 配置於管體，且將由超音波振盪器所振盪出的超音波 收發於管體內之第1超音波發收訊部，及離第1超音波發 收訊部預定間隔之第2超音波發收訊部，及連接於第1及 第2超音波發收訊部之切換器，及連接於切換器，用以檢 測出由第1及第2超音波發收訊部所發送的超音波發訊波 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 -10- 552403 A7 B7 五、發明説明（8) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 與第2或第1超音波發收訊部所接收的超音波收訊波的相 位差之相位差檢測器，及用以積分該相位差檢測器的輸出 波形之積分電路，及以該積分電路的輸出訊號來進行控制 之振盪器，及測定此振盪器的振盪頻率，而予以換算成流 量之測定控制部， 上述切換器爲用以，將相位差檢測器連接於第1超音 波發收訊部，或將相位差檢測器連接於第2超音波發收訊 部之交替切換者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之流速測定方法，爲測定流於管體內的流速之 方法，其特徵爲：準備一形成流體的基準的標準狀態之超 音波速度，在於流於管體內的流體中，自一方側發送超音 波，而由另一方側接收此超音波，藉以測定該時之超音波 速度A，在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波 ，而由一方側接收此超音波，藉以測定該時之超音波速度 B，算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出在上述流體中之超音波的絕對速度，將超音波速度A 與超音波速度之差除2，藉以檢測出上述流體的流速V， 由上述標準狀態的超音波速度及上述絕對速度的偏差來補 正上述流速，藉以檢測出流體的正確流速。 本發明之溫度或壓力之測定方法爲測定流於管體內的 流體的溫度或壓力之方法，其特徵爲： 準備一形成流體的基準的標準狀態（例如2 0 °C )之 超音波速度，在流於管體內的流體中，自一方側發送超音 波，而由另一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -11 - 552403 A7 _B7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 速度A，在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波 ，而由一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度 B，算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出上述流體中之超音波的絕對速度，且將超音波速度A 與超音波速度B之差除以2，藉以檢測出上述流體的流速 V， 由此流速V與管體內的截斷面積的乘積來檢測出流體 的流量，由上述標準狀態的超音波速度與上述絕對速度的 偏差來補正上述流速V及上述流量，藉以檢測出流體的正 確流速及流量，同時由標準狀態的超音波速度及絕對溫度 來檢測出溫度與壓力之關係，而依此關係與預知之上述流 體的溫度或壓力來測定該流體的壓力或溫度。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 若利用上述溫度或壓力之測定方法，則可使用超音波 的發收訊來測定隨流動於管體內的流體的溫度及壓力而變 動之超音波速度A，B，藉此可在不用測定流體的溫度壓 力來補正之下，補正流速V就可以檢測出流體的正確流速 。同時，由標準狀態的超音波速度及絕對速度來檢測出溫 度與壓力之關係，由此關係與預知之上述流體的溫度或壓 力，可非接觸測定該流體的壓力或溫度。亦即，由於超音 波速度（絕對速度）爲流速與流體的溫度及流體的壓力之 函數，所以只要藉由測定絕對速度及流速來預知流體的溫 度，便可測定流體的壓力，且只要預知流體的壓力，便可 測定流體的溫度。因此，可同時測定流速與溫度或壓力。 本發明之溫度或壓力之測定方法爲測定流於管體內的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（21〇父：297公着) 一 " -12· 552403 A7 B7_____ 五、發明説明（ 流體的溫度或壓力之方法，其特徵爲： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 準備一形成流體的基準的標準狀態（例如溫度係2 0 °C之狀態）之超音波速度， 在流於管體內的流體中，自一方側發送超音波，而於 另一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度A， 在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波，而 於一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度B， 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出上述流體中之超音波的絕對速度， 由上述標準狀態的超音波速度與上述絕對速度的偏差 來檢測出流體的溫度與壓力之關係，由此關係與預知之上 述流體的溫度與壓力來測定該流體的壓力或溫度。 若利用上述溫度或壓力之測定方法，則可由標準狀態 的超音波速度及絕對溫度來檢測出溫度與壓力之關係，而 以此關係及預知之上述流體的溫度或壓力，可非接觸測定 該流體的壓力或溫度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 由於超音波速度（絕對速度）爲流速與流體的溫度及 流體的壓力之函數，因此只要藉由測定絕對速度及流速來 預知流體的溫度，便可測定流體的壓力，且若預知流體的 壓力，便可測定流體的溫度。 本發明之超音波溫度•壓力計爲測定流於管體內的流 體的溫度或壓力之超音波溫度·壓力計，其特徵爲具備： 配置於管體的外表面之第1超音波發收訊部；及 配置於管體的外表面，且離第1超音波發收訊部預定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 552403 A7 B7_ 五、發明説明（1卡 間隔之第2超音波發收訊部；及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 連接於第2超音波發收訊部之第1相位檢測器；及 配置於第1相位差檢測器與第1超音波發收訊部之間 之P L L方式的第1環連接部；及 連接於第1超音波發收訊部之第2相位差檢測器；及 配置於第2相位差檢測器與第2超音波發收訊部之間 之P L L方式的第2環連接部；及 用以測定流體的溫度或壓力之測定控制部。 上述超音波溫度•壓力計係具備測定控制部，而該測 定控制部係實施下述之測定，控制及運算者。 在以流速V X來流動於管體內的流體中，以第2超音 波發收訊部來接收從第1超音波發收訊部所發送的超音波 ，而以第1相位差檢測器來檢測出發訊時之超音波與收訊 時之超音波的相位差，當有相位差時，藉由第1環連接來 慢慢地變更振盪頻率，一直到相位差成爲零爲止繼續做振 盪頻率之變更，而當相位差爲零時固定振盪頻率，而由此 振盪頻率或波長來測定流體中之超音波速度A。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，以第1超音波發收訊部來接收發送自第2超音 波發收訊部的超音波，而以第2相位差檢測器來檢測出發 訊時之超音波與收訊時之超音波的相位差，當有相位差時 ，藉由第2環連接來慢慢地變更振盪頻率，一直變更至振 盪頻率到相位差成爲零爲止，而於相位差爲零之處來固定 振盪頻率。而由此振盪頻率或波長來測定出流體中之超音 波速度B。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - 552403 A7 B7 五、發明説明（θ 接著，算出超音波速度Α與超音波速度Β的平均値， 藉以檢測出上述流體中之超音波的絕對速度。 接著，將超音波速度A與超音波速度B之差除以2， 藉以求出上述流體的流速V。 接著，預先準備一形成上述流體的基準的標準狀態（ 例如溫度爲2 0 °C之狀態）之超音波速度，由此標準狀態 的超音波速度與上述絕對速度的偏差來檢測出流體的溫度 及壓力之關係，可藉此關係與預知之上述流體的溫度或壓 力來檢測出該流體的壓力或溫度。 又，在本發明之超音波溫度•壓力計中，第1超音波 發訊部及第1超音波收訊部係一體構成第1超音波發收訊 部，第2超音波發訊部及第2超音波收訊部係一體構成第 2超音波發收訊部，第1及第2相位差檢測器係以一個相 位差檢測器來兼用，第1及第2環連接部係以一個環連接 部來兼用。 本發明之超音波溫度•壓力計爲測定流於管體內的流 體的溫度或壓力之超音波溫度·壓力計，其特徵爲具備： 配置於管體之超音波發訊部，及離此超音波發訊部預 規定間隔之超音波收訊部，及連接於上述超音波發訊部與 上述超音波收訊部之P L L電路部，及測定下述振盪器之 振盪器頻率，且予以換算成流體的溫度或壓力之測定控制 部；上述P L L電路係由：用以檢測由上述超音波發訊部 所發送的超音波發訊波與由上述超音波收訊部所接收的超 音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積分此相位 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 -15- 552403 A7 B7 五、發明説明（1$ 差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此積分電路的輸出 訊號來進行控制之振盪器所構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之超音波溫度壓力計爲測定流於管體內的流體 的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具備： 配置於管體內之超音波發訊部；及 以該超音波發訊部爲中心，離預定間隔之第1及第2 超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部之P L L電路部；及 連接於此P L L電路部之切換器；及 用以測定下述振盪器的振盪頻率，而予以分別換算成 溫度或壓力之測定控制部； 上述切換器爲用以將P L L電路部連接於第1超音波 收訊部，或將P L L電路部連接於第2超音波收訊部之交 替切換者； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述P L L電路係由：檢測出由上述超音波發訊部所 發送的超音波發訊波與分別由上述第1及第2超音波收訊 部所接收的超音波收信波的相位差之相位差檢測器，及用 以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以該積 分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 本發明之超音波溫度•壓力計爲測定流於管體內的流 體的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具備= 使超音波振盪之超音波振盪器，及配置於管體內而將 由超音波振盪器所振盪出的超音波發送於管體內之超音波 發訊部，及離該超音波發訊部預定距離之超音波收訊部’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 552403 A7 B7 五、發明説明（14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及用以檢測出由上述超音波發訊部所發送的超音波發訊波 與由上述超音波收訊部所接收訊的超音波收訊波的相位差 之相位差檢測器，及用以積分該相位差檢測器的輸出波形 之積分電路，及以此積分電路的輸出訊號來進行控制之振 盪器，以及測定此振盪器的振盪頻率，而予以換算成溫度 或壓力之測定控制部。 本發明之超音波溫度壓力計爲測定流於管體內的流體 的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具備：配 置於管體之第1超音波發收訊部，及離第1超音波發收訊 部預定間隔之第2超音波發收訊部，及連接於第1及第2 超音波發訊部之切換器，及 連接於該切換器之P L L電路部，及 測定下述振盪器之振盪頻率，而予以換算成溫度或壓 力之測定控制部， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印紫 上述切換器爲用以將P L L電路的輸入側連接於第1 超音波發收訊部，且將P L L電路的輸出連接於第2超音 波發收訊部，或將P L L電路的輸入側連接於第2超音波 發收訊部，且將P L L電路的輸出側連接於第1超音波發 收訊部之交替切換者， 上述P L L電路部係由：用以檢測出由上述超音波發 訊部所發送的超音波發訊波與由上述超音波收訊部所接收 的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積分該 相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此積分電路的 輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 552403 A7 B7 五、發明説明（1$ 本發明之超音波溫度•壓力計爲測定流於管體內的流 體的溫度或壓力之超音波溫度·壓力計，其特徵爲具備： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使超音波振盪之超音波振盪器；及 配置於管體而將以超音波振盪器所振盪出的超音波發 送於管體內之第1超音波發收訊部；及 離第1超音波發收訊部預定間隔之第2超音波發收訊 部；及 連接於第1及第2超音波發收訊部之切換器；及 連接於此切換器，以檢測出自第1或第2超音波發收 訊部所發送的超音波發訊波與第2或第1超音波收訊部所 接收的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器；及 用以積分此相位差檢測器輸出波形之積分電路；及 以此積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器；及 測定此振盪器的振盪頻率而予以換算成溫度或壓力之 測定控制部； 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 上述切換器爲用以將相位差檢測器連接於第1超音波 發收訊部，或將相位差檢測器連接於第2超音波發收訊部 之交替切換者。 (發明之實施形態） 以下，參照圖面來說明本發明的實施形態。 第1圖係說明本發明之第1實施形態的流量測定方法 之模式圖。 準備一在其內部流通流體之管體1 0，而在此管體 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 552403 A7 B7 五、發明説明（1$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 1 0中配置用以發送超音波之振動子1 1及接收由該振動 子所發送的超音波之收訊部1 2，1 3。收訊部1 2係由 振動子1 1開始離管體1 0的一方側長度（十L )。收訊 部1 3係由振動子1 1開始離管體1 0的另一方側長度（ 一 L ) 0 在此，將流體（例如水）的流速V爲0 m / s ，由振 動子1 1來發送預定之頻率的超音波，藉由收訊部1 2， 1 3來接受（收訊）該超音波。在此，由振動子1 1所發 送的超音波至收訊部1 2，1 3接收訊爲止的超音波到達 時間，當管體1 0內的流速v爲零（〇 )時，與溫度無關 均相同。但其絕對値係依存於溫度，當流體爲水時，如第 1圖所示，其溫度愈高超音波速度會變快。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，測定流動於管體1 0內的流體的流速V時，會 分別檢測出管體1 0內之超音波的絕對速度A，B，若如 下述式（1 )那樣求出兩者的平均値，則流速V會相抵， 在管體內的流體之溫度及壓力狀態下的超音波之絕對速度 S會被求得。又，絕對速度A爲超音波傳達至收訊部1 2 的方向時的基準之超音波速度。絕對速度B爲超音波傳達 至收訊部13的方向時的基準之超音波速度。 另一方面，爲了檢測出流於管體1 0內的流體的流速 V，而如下述式（2 )那樣求取兩者之差，則超音波的絕 對速度會被相抵，在管體內的溫度·壓力狀態下之流體的 流速V。（ V 〇係補正前的流速）會被求得。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -19 - 552403 A7 B7 五、發明説明（1》 (A + B) / 2 ...... (1) V〇 = (A — B)/2 ...... (2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由上述式（1 )所求得之超音波的絕對速度s係根 據該時之流體的溫度及壓力狀態而與實際之速度有所偏差 ，同樣以上述式（2 )所求得之流速v 〇亦根據該時之流體 的溫度及壓力狀態而與實際之流速有所偏差。因此，在求 取實際的流速時，必須要補正因溫度及壓力所造成的偏差 。下面說明該補正方法。 當流體爲水時，因溫度所造成之超音波速度的偏差， 如第1圖所示，於25°C爲1500m/s ，於l〇°C爲 1460m/s ，於 40°C 爲 1540m/s。因此，當 形成基準的超音波速度爲1 5 0 Om/s時，若依上述式 (1 )所求得之水中的超音波的絕對速度爲1 5 4 Om/ s時，在藉由上述式（2 )所求得的流速V 〇中須要補正 4 0 m / s 〇 換言之，在所求得的流速V 〇中必須補正該4 0 m/ s 所佔絕對速度1 5 4 0 m/ s之比例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印发 就具體的補正方法而言，是預先求取流於管體1 0內 之形成流體的基準之超音波速度（例如爲水時，1 5 0 0 m/s)。而由該形成基準的速度及藉由上述式（1)所 求得的絕對速度來利用上述方法，補正藉由上述（2 )所 求得的流速V G。然後，可由該經補正的流速V ( V係補正 後之流速）及管體1 0內的截面積來導出流體的流量。 若利用上述第1實施形態的流量測定法，則可利用超 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 552403 A7 B7 五、發明説明（1$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) VFO來構成PLL ( Phase locked loop)電路（鎖相環電 路）。放大器N係連接於超音波發訊部2 1及相位差檢測 器△ 0。 相位差檢測器△ 0，積分電路/，振盪器V F ◦，放 大器N之環連接係以相位差檢測器△ 0所檢出的相位差（ 亦即，自超音波發訊部2 1所發送的超音波之相位與超音 波收訊部2 2所接收之超音波的相位差）爲使用P L L方 式而成爲零者。 亦即，若以流速V來流動於管體1 〇內的流體中，藉 由相位差檢測器△ 0來檢測出相位差時，則會藉由上述環 (loop)連接來慢慢地變更振盪頻率，一直到相位差成爲0 (零）爲止繼續變更振盪頻率，且於相位差成爲零之處固 定振盪頻率。由此振盪頻率或波長來測定流體中之超音波 速度A。 設置與第2圖所示之超音波發訊部2 1 ，超音波收訊 經濟部智慈財1¾員工消費合作社印製 部2 2，相位差檢測器△ 0，積分電路/，振盪器V F〇 ，放大器N的環連接完全相反配置之超音波發訊部，超音 波收訊部，相位差檢測器，積分電路，振盪器，放大器的 環連接。具體而言，例如將超音波發訊部2 1及超音波收 訊部2 2兩者當作發收訊部，而可於瞬間切換發訊及收訊 ，且可同樣對上述環連接進行切換即可。 使用上述逆配置之超音波發訊部及超音波收訊部等來 以和上述同樣方法測定超音波速度B。 接著，算出超音波速度A與超音波速度B的平均値， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -22- 552403 A7 B7 五、發明説明（2〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉以檢測出上述流體中之超音波的絕對速度。接著將超音 波速度A與超音波速度B之差除2，藉以檢測出上述流體 的流速V。又，由於此流速V與現實的流速有若干之偏差 ，因此以下述方式做補正。 預先準備一形成上述流體的基準的標準狀態之超音波 速度，由此標準狀態的超音波速度及上述絕對速度的偏差 來補正上述流速V，藉此而能夠檢測出流體之正確的流速 V，並且可由此正確的流速V及管體1 0內的截面積來測 定流體的流量。進行如此控制者爲測定控制部，此測定控 制部係設於超音波流量計。 若利用上述超音波流量計，則可在不需要測定流體的 溫度及壓力來做補正之下，利用相位差來精度良好地測定 流體的流速。 以下，參照第2圖來說明使用上述流體溫度或壓力的 測定方法之具體的超音波溫度•壓力計。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 超音波溫度•壓力計係具有：安裝於內部有流體流動 之管體1 0的外表面之超音波發訊部2 1及超音波收訊部 2 2。超音波發訊部2 1與超音波收訊部2 2係互隔有預 定間隔而配置。超音波收訊部2 2係連接於相位差檢測器 △ 0。相位差檢測器△ 0係連接於用於積分相位差檢測器 的輸出波形之積分電路/(低通過濾波器）。積分電路/ 係連接於積分電路的輸出訊號所控制之振盪器V F〇。 V F 0係連接於放大器N及計數器。計數器係例如可以表 示四位數程度者。藉由相位差檢測器△ 0，積分電路/及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） -23- 552403 A7 B7 五、發明説明（21) 振盪器VFO來構成PLL電路（相鎖環電路）。放大器 N係連接於超音波發訊部2 1及相位差檢測器△ 0。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相位差檢測器△ 0，積分電路/，振盪器V F 0，放 大器N的環連接係以相位差檢測器△ 0所檢測出之相位差 (即從超音波發訊部2 1所發送的超音波之相位與超音波 收訊部2 2所接收訊的超音波之相位差）爲使用P L L方 式而能成爲零者。 亦即，在以流速V來流動於管體1 〇內的流體中，若 以相位差檢測器△ 0來檢測出有相位差時，則會藉由上述 環連接來慢慢地變更振盪頻率，一直到相位差成爲零爲止 繼續變更振盪頻率，而於相位差成爲零之處固定振盪頻率 。由此振盪頻率或波長來測定流體中的超音波速度A。 設置與第2圖所示之超音波發訊部2 1 ，超音波收訊 部2 2，相位差檢測器△ 0，積分電路/，振盪器V F〇 ，放大器N的環連接形成完全相反配置之超音波發訊部， 超音波收訊部，相位差檢測器，積分電路，振盪器，放大 器的環連接。 經濟部智慧財凌苟員工消費合作社印製 具體而言，例如可將超音波發訊部2 1及超音波收訊 部2 2兩者做爲超音波發收訊部來瞬間切換發訊及收訊， 且可同樣的切換上述環連接即可。 使用上述逆配置之超音波發訊部及超音波收訊部，而 以和上述同樣方法來測定超音波速度B。 接著，算出超音波速度A與超音波速度B的平均値， 藉此來撿測上述流體中之超音波的絕對速度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 552403 A7 B7 五、發明説明（勾 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 預先準備一形成上述流體的基準的標準狀態之超音波 速度，可由此標準狀態的超音波速度及上述絕對速度來檢 測出流體的正確溫度或壓力。進行如此的控制者爲測定控 制部，此測定控制部係設於超音波溫度•壓力計。 第3圖係表示本發明之第2實施形態的超音波流量計 之構成圖。在與第2圖相同的部份標上同一標號，而只對 於不同部份做說明。 此超音波流量計係具有：具備超音波振盪器（0 S C )之第1及第2超音波發收訊部2 1 ，22。這些超音波 發收訊部2 1 ，2 2係互相隔著預定間隔來配置。而第1 及第2超音波發收訊部2 1 ，2 2係連接於切換器2 5。 這些切換器2 5係連接於P L L電路2 8及放大器N。 P L L電路2 8係由相位差檢測器，積分電路及振盪器所 構成。 第1及第2之超音波發收訊部2 1 ，2 2係連接於控 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 制電路，顯示電路2 6，控制電路，顯示電路2 6係連接 於計數電路2 7，計數電路2 7係連接於P L L電路2 8 。計數電路2 7係用於測定振盪器之振盪頻率者，控制電 路，顯示電路2 6係將所測定之振盪頻率換算爲流量，而 顯不流量者。 以下，說明使用上述超音波流量計而測定流於管體 1 0內的流體的流量之流量測定方法。 首先，從第1超音波發收訊部2 1來發送某一頻率的 超音波，以第2超音波發收訊部2 2來接收該發送的超音 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -25- 552403 A7 ___B7_ 五、發明説明（2$ 波。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此時，以相位差檢測器來檢測出超音波發訊波與超音 波收訊波之相位差。而以積分電路來積分此檢測出的輸出 波形，以積分電路的輸出訊號來控制振盪器而振盪出變更 頻率之超音波。 接著，由第2超音波發收訊部2 2來接收上述振盪出 之頻率的超音波，而以相位差檢測器來檢測出此時之相位 差，積分該輸出波形，以積分電路的輸出訊號來控制振盪 器而將變更頻率之超音波予以振盪出。採用此種P L L方 式而使相位差成爲零，而固定該時之振盪頻率。以計數電 路2 7測定此振盪頻率，藉由控制電路來將振盪頻率換算 成流量，而可以測定出流體中之超音波速度A。 接著，以切換器2 5來切換連接方式，與上述同樣， 從第2超音波發收訊部2 2而發送某頻率之超音波，將此 發送的超音波係由第1超音波發收訊部2 1所接收。此時 以相位差檢測器來檢測出超音波發訊波與超音波收訊波之 相位差，以積分電路分此檢測出之輸出波形。以積分電路 的輸出訊號來控制振盪器，而振盪出變更頻率之超音波。 經濟部智慈財產^8工消費合作社印紫 接著，以第1超音波發收訊部2 1來接收該振盪出之 頻率的超音波，以相位差檢測器來檢測出此時之相位差， 將輸出波形予以積分，以積分電路之輸出訊號來控制振盪 器，而振盪出變更了頻率之超音波，使用此種P L L方式 而使相位差成爲零，而將該時之振盪頻率予以固定，以計 數電路2 7測定此時之振盪頻率，以控制電路將該振盪頻 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -26- 552403 A7 B7___ 五、發明説明（2今 率換算成流量，藉此可以測定流體中之超音波速度B。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 接著，在控制電路中，算出超音波速度A與超音波速 度B之平均値，藉以檢測出上述流體中之超音波的絕對速 度，將超音波速度A與超音波速度B之差除以2 ’藉以檢 測出上述流體的流速V。。又，此流速V。係與現實之流速 有若干之差異，因此以和第1實施形態同樣的方法，以控 制電路來做補正，以顯示電路顯示流速V。 在上述第2實施形態中也可以獲得與第1實施形態同 樣效果。 以下，參照第3圖來說明本實施形態之超音波溫度· 壓力計。並且，省略說明與第1實施形態之超音波溫度· 壓力計相同部份。 此超音波流量計係具有：具備超音波振盪器（0 S C )之第1及第2超音波發收訊部21，22。這些超音波 發收訊部2 1 ，2 2係互相隔著預定間隔而配置。而第1 及第2超音波發收訊部2 1 ，2 2係連接於切換器2 5。 這些切換器2 5係連接於P L L電路2 8及放大器N。 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 P L L電路2 8係由相位差檢測器，積分電路及振盪器所 構成。 第1及第2之超音波發收訊部2 1 ，22係連接於控 制電路’顯示電路2 6，控制電路，顯示電路2 6係連接 於計數電路27，計數電路27係連接於PLL電路28 °言十數電路2 7係用於測定振盪器之振盪頻率者，控制電 ^ ’顯示電路2 6係將所測定之振盪頻率換算爲溫度或壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 552403 A7 B7 五、發明説明（约 力，而顯示溫度或壓力者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，說明使用上述超音波溫度•壓力計而測定流於 管體1 0內之流體的溫度或壓力之流量測定方法。 首先，從第1超音波發收訊部2 1來發送某一頻率之 超音波，以第2超音波發收訊部2 2來接收該發送的超音 波。 此時，以相位差檢測器來檢測出超音波發訊波與超音 波收訊波之相位差。而以積分電路來積分此檢測出之輸出 波形，以積分電路之輸出訊號來控制振盪器而振盪出變更 頻率之超音波。 接著，由第2超音波發收訊部2 2來接收上述振盪出 之頻率的超音波，而以相位差檢測器來檢測出此時之相位 差，積分該輸出波形，以積分電路之輸出訊號來控制振盪 器而將變更頻率之超音波予以振盪出。採用此種P L L方 式而使相位差成爲零，而固定該時之振盪頻率。以計數電 路2 7來測定此振盪頻率，藉由控制電路來將該振盪頻率 換算成流量，藉此而能夠測定出流體中之超音波速度A。 經濟部智慧財產苟肖工消費合作社印^ 接著，以切換器2 5來切換連接方式，與上述同樣， 從第2超音波發收訊部2 2來發送某頻率之超音波，此發 送的超音波係由第1超音波發收訊部2 1所接收。此時以 相位差檢測器來檢測出超音波發訊波與超音波收訊波之相 位差，以積分電路分此檢測出之輸出波形。以積分電路之 輸出訊號來控制振盪器，而振盪出變更頻率之超音波。 接著，以第1超音波發收訊部2 1來接收該振盪出之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -28- 552403 A 7 B7 五、發明説明（2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 頻率的超音波，以相位差檢測器來檢測出此時之相位差’ 將輸出波形予以積分，以積分電路之輸出訊號來控制振盪 器，而振盪出變更頻率之超音波，使用此種p L L方式而 使相位差成爲零，而將該時之振盪頻率予以固定’以計數 電路2 7來測定此時之振盪頻率，以控制電路來將該振盪 頻率換算成流量，藉此而能夠以測定流體中之超音波速度 B ° 接著，在於控制電路中，算出超音波速度A與超音波 速度B之平均値，藉以檢測出上述流體中之超音波的絕對 速度。 預先準備一形成上述流體的基準的標準狀態之超音波 速度，可由此標準狀態的超音波速度及上述絕對速度來檢 測出流體的正確溫度或壓力。 第4圖係表示本發明之第3實施形態的超音波溫度· 壓力計之構成圖。在與第3圖相同部份標上同一標號，而 只對不同部份做說明。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 此超音波流量計係具有：具備超音波振盪器（0 S C )之超音波發訊部3 1 ，以此超音波發收訊部3 1爲中心 ，以互相隔著預定間隔來配置第1及第2超音波收訊部 32，33。而第1及第2超音波發收訊部32，33係 分別連接於切換器3 5。切換器3 5係連接於P L L電路 2 8及放大器N。 第1及第2超音波發收訊部3 2，3 3係連接於控制 電路，顯示電路2 6，控制電路，顯示電路2 6係連接於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公釐） -29- 552403 A7 B7 五、發明説明（2》 計數電路2 7。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，說明使用上述超音波溫度•壓力計來測定流於 管體1 0內之流體的溫度或壓力測定方法。 首先，從超音波發訊部3 1發送某一頻率之超音波’ 以第1超音波發收訊部3 2來接收該發送的超音波。 並且，利用P L L電路來使相位差成爲零，固定該時 之振盪頻率，以計數電路2 7來測定此振盪頻率，將此振 盪頻率藉由控制電路換算成流量，藉此而能夠測定流體中 之超音波速度A。 接著，以切換器3 5來切換連接方式，與上述同樣， 從超音波發訊部3 1來發送某頻率之超音波，此發送之超 音波係由第2超音波收訊部3 3所接收。並且，使用 P L L電路來使相位差成爲零，將此時之振盪頻率予以固 定，以計數電路2 7來測定此振盪頻率，來以控制電路來 將此振盪頻率換算爲流量，而使能夠測定流體中之超音波 速度B。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 接著，利用與第2實施形態同樣的方法來導出流速V 0 。以顯示電路來顯示經補正之流速V 〇。 在上述第3實施形態中也可以獲得與第1實施形態同 樣效果。 以下，參照第4圖來說明本實施形態之超音波溫度· 壓力計。又，與第2實施形態之超音波溫度•壓力計相同 部份δ兌明係予以省略。

此超音波流量計係具有··具備超音波振盪器（0 s C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -30- 552403 A7 B7 五、發明説明（2$ )之超音波發訊部3 1 ，以此超音波發訊部爲中心，互相 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 隔著預定間隔而被配置有第1及第2超音波收訊部3 2， 3 3。而第1及第2超音波收訊部3 2，3 3係分別連接 於切換器35。這些切換器35係連接於PLL電路28 及放大器N。 第1及第2超音波收訊部3 2，3 3係連接於控制電 路，顯示電路2 6，控制電路2 6係連接於計數電路2 7 〇 以下，說明使用上述超音波溫度•壓力計來測定流於 管體1 0內的流體的溫度或壓力測定方法。 首先，從超音波發收部3 1來發送某一頻率之超音波 ，以第2超音波收訊部3 2來接收該發送的超音波，並且 使用P L L電路來使相位差成爲零，固定該時之振盪頻率 ，以計數電路2 7來測定此振盪頻率藉此可測定出超音波 速度A。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，以切換器3 5來切換連接方式，與上述同樣， 從超音波發訊部3 1來發送頻率超音波，而以第2超音波 收訊部3 3來接收上述發送的超音波，使用P L L電路來 使相位差成爲零，固定該時之振盪頻率，以計數電路2 7 來測定此振盪頻率，可藉由控制電路以該振盪頻率來測定 液體中之超音波速度B。 接著，以和第2實施形態相同的方法來導出超音波速 度，予以補正後，以顯示電路來顯示溫度或壓力。 在本實施形態中也可以獲得與第1實施形態同樣的效 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 552403 A7 B7 五、發明説明（2$ 果。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第5圖係表示本發明之第4實施形態的超音波流量計 之構成圖’對與第3圖同一部份標上相同標號，只說明不 同之部份。 此超音波流量計係具有：具備超音波振盪器（〇 S C )之超音波發訊部2 1及超音波收訊部2 2，且會互相隔 著預定間隔而配置。超音波收訊部2 2係連接於P L L電 路’ PLL電路係連接於切換器35及放大器N。放大器 N係連接於超音波發訊部2 1 ，切換器3 5係連接於計數 電路2 7及控制電路•顯示電路2 6。 又’超音波流量計係具有：具備超音波振盪器（ 0 S C )之超音波發訊部4 1及超音波收訊部4 2，且會 互相隔著預定間隔而配置。超音波收訊部4 1係連接於 ?1^1^電路3 8，？1^1^電路3 8係連接於切換器3 5及 放大器N。放大器N係連接於超音波發訊部4 1。 以下，說明使用上述超音波流量計來計測流於管體 1 0內的流體之流量測定方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，從超音波發訊部2 1來發送某一頻率之超音波 ，而以超音波收訊部來接收該發送的超音波，並且使用 P L L電路2 8來使相位差成爲零，固定此時之振盪頻率 ，以計數電路2 7來測定此振盪頻率，以控制電路來將該 振盪頻率換算成流量，藉此而能夠測定出流體中之超音波 速度A。 接著，以切換器3 5切換連接法，與上述同樣’由超 本纸悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -32- 552403 A7 B7 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 音波發訊部4 1來發送某一頻率之超音波，以超音波收訊 部4 2來接收該發送的超音波，並且使用P L L電路3 8 ，來使相位差成爲零，固定該時之振盪頻率，以計數電路 2 7來測定該振盪頻率，以控制電路來將該振盪頻率換算 成流量，藉此而能夠測定流體中之超音波速度B。 接著，以和第2實施形態同樣的方法來導出流速V 〇， 然後將補正後的流速V顯示於顯示電路。 於上述第4實施形態中亦能獲得與第1實施形態同樣 的效果。 再者，本發明乃不侷限於上述實施形態，只要不脫離 本發明的主旨範圍，亦可實施種種的變更。 又，上述實施形態中雖是將本發明適用於流量測定方 法及超音波流量計，但若流體的速度爲0 m / s ，且得知 道流體的壓力，則本發明亦可適用於計測流體的溫度之超 音波溫度計。 經濟部智慧財凌苟員工消費合作社印製 再者，上述實施形態中雖是將本發明適用於溫度或壓 力之測定方法及超音波溫度•壓力計，但亦可同時作爲超 音波流量計及超音波溫度·壓力計來使用。又，只要預先 知道流體的溫度，則亦可作爲超音波流量計及超音波壓力 計來使用，又若預先知道流體的壓力，則亦可作爲超音波 流量計及超音波溫度計來使用。 (發明之效果） 如以上所述，若利用本發明，則可提供一種能夠利用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33 - 552403 Α7 Β7 五、發明説明（3》 相位差來精度良好地測定流體的流量及ί流速之流量測定方 法，及流速測定方法，以及超音波流量計。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，若利用本發明，則可提供一種能夠利用相位差 來精度良好地測定流體的溫度或壓力之溫度或壓力的測定 方法，及超音波溫度•壓力計。 圖式之簡單說明 第1圖係說明本發明之第1實施形態的流量測定方法 ，溫度或壓力的測定方法之模式圖。 第2圖係表示使用第1圖所示之流量測定方法之具體 的超音波流量計或超音波溫度•壓力計之構成圖。 第3圖係表示本發明之第2實施形態的超音波流量計 或超音波溫度•壓力計之構成圖。 第4圖係表示本發明之第3實施形態的超音波流胃言十 或超音波溫度•壓力計之構成圖。 第5圖係表示本發明之第4實施形態的超音波流量計 之構成圖。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 (標號說明） 10……管體 1 1 ......振動子 1 2，1 3……收訊部 2 1……超音波發訊部（第1超音波發收訊部） 2 2……超音波收訊部（第2超音波發收訊部） 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -34- 552403 A7 B7 五、發明説明（均 2 5，3 5……切換器 2 6……控制電路，顯示電路 2 7……計數電路 2 8，3 8……P L L電路 3 1，4 1……超音波發訊部 3 2……第1超音波收訊部 3 3……第2超音波收訊部 4 2……超音波收訊部 V…… 流體的流速（補正後之流速） V 0……流體之補正前的流速 A，B ......超音波的絕對速度 Δ 0 ......相位差檢測器 / ......積分電路 N ......放大器 V F 0 ......振盪器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局B(工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552403 B8 C8 D8 ____ 七、申請專利範圍 1 1 . 一種流量測定方法，爲測定流於管體內的流體的 流量之方法，其特徵爲： 準備一形成流體的基準的標準狀態之超音波速度’ 在流於管體內的流體中，自一方側發送超音波，而於 另一方側接收此超音波，藉以測定此刻的超音波速度a ’ 在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波，而 以一方側接收此超音波，藉以測定刻時之超音波速度B ’ 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出上述流體中之超音波的絕對速度， 藉由將超音波速度A與超音波速度B之差除2以檢測 出流體的速度， 由上述標準狀態的超音波速度及上述絕對速度的偏差 來補正上述流速V，藉以檢測出流體的正確流速， 以此正確的流速及管體內的截面積來測定流體的流 量。 2 . —種超音波流量計，爲測定流於管體內的流體的 流量之超音波流量計，其特徵爲具備= 配置於管體的外表面之第1超音波發收訊部；及 配置於管體的外表面，且位於離第1超音波發收訊部 預定距離之第2超音波發收訊部；及 與第2超音波發收訊部連接之第1相位差檢測器；及 配置於第1相位差檢測器與第1超音波發收訊部之間 之PLL方式的第1環連接部；及 與第1超音波發收訊部連接之第2相位差檢測器；及 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------------1T------· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -36- 552403 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 配置於第2相位差檢測器與第2超音波發收訊部之間 之PLL方式的第1環連接部·，及 測定流體的流量之測定控制部。 3 ·如申請專利範圍第2項之超音波流量計，其中 第1超音波發訊部及第1超音波收訊部爲一體構成第 1超音波發收訊部， 第2超音波發訊部及第2超音波收訊部爲一體構成第 2超音波發收訊部， 第1及第2相位差檢測器係以1個相位差檢測器來兼 用， 第1及第2環連接部係以1個環連接部來兼用。 4 · 一種超音波流量計，爲測定流於管體內的流體的 流量之超音波流量計，其特徵爲具備： 配置於管體之超音波發訊部；及 位於離該超音波發訊部預定間隔之超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部及上述超音波收訊部之 P L L電路部；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 測定下述之振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之 測定控制部； 上述P L L電路部係由：用以檢測出由上述超音波發 訊部所發送的超音波發訊波與由上述超音波收訊部所接收 訊的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積分 該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此積分電路 的輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -37- 552403 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 5 · —種超音波流量計，爲測定流於管體內之流體之 流量之超音波流量計，其特徵爲具備： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 配置於管體之超音波發訊部；及 以此超音波發訊部爲中心，離開預定間隔之第1及第 2超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部之P L L電路部；及 連接於該P L L電路部之切換器；及 測定下述振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之測 定控制部； 上述切換器爲用以將P L L電路部連接於第1超音波 收訊部或將P L L電路連接於第2超音波收訊部之交替切 換者； 上述P L L電路係由：用以檢測出由上述超音波發訊 部所發送的超音波發訊波與由分別在上述第1及第2超音 波收訊部所接收的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器 ，及用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及 以積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 · —種超音波流量計，爲測定流於管體內的流體的 流量之超音波流量計，其特徵爲具備： 使超音波振盪之超音振盪器；及 配置於管體內，將該超音波振盪器所振盪之超音波發 送於管體內之超音波發訊部；及 離該超音波發訊部預定間隔之超音波收訊部；·及 用以檢測出由上述超音波發訊部所發送的超音波發訊 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -38- 552403 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 波與以上述超音波收訊部所接收的超音波收訊波的相位差 之相位差檢測器；及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路：及 以此積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器；以及 測定此振盪器的振盪頻率換算成流量之測定控制部所 構成。 7 · —種超音波流量計，其特徵爲具備：兩組之申請 專利範圍第4項所記載之超音波流量計。 8 · —種超音波流量計，爲測定流於管體內的流體的 流量之超音波流量計，其特徵爲具備： 配置於管體之第1超音波發收訊部；及 離第1超音波發收訊部預定間隔之第2超音波發收訊 部；及 連接於第1及第2超音波發訊部之切換器；及 連接於該切換器之P L L電路部；及 測定下述振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之測 定控制部； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述切換器爲用以將P L L電路的輸入側連接於第1 超音波發收訊部，且將P L L電路的輸出連接於第2超音 波發收訊部，或將P L L電路的輸入側連接於第2超音波 發收訊部，且將PLL電路的輸出側連接於第1超音波發 收訊部之交替切換者； 上述P L L電路部係由：用以檢測出由上述超音波發 訊部所發訊的超音波發訊波與由上述超音波收訊部所收訊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） -39- 552403 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積分該 相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此積分電路的 輸出訊號來進行控制之振盪器所構成。 9 . 一種超音波流量計，爲測定流於管體內的流體的 流量之超音波流量計，其特徵爲具備： 使超音波振盪之超音波振盪器；及 配置於管體，將由超音波振盪器所振盪出的超音波收 發於管體內之第1超音波發收訊部；及 離第1超音波發收訊部預定間隔之第2超音波發收訊 部；及 連接於第1及第2超音波發收訊部之切換器；及 連接於切換器，用以檢測出由第1及第2超音波發收 訊部所發送的超音波發訊波與第2或第1超音波發收訊部 所接收的超音波收訊波的相位差之相位差檢測器；及 用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路；及 以該積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器；及 測定此振盪器的振盪頻率，而予以換算成流量之測定 控制部； 上述切換器爲用以將相位差檢測器連接於第1超音波 發收訊部，或將相位差檢測器連接於第2超音波發收訊部 之交替切換者。 1 〇 . —種流速測定方法，爲測定流於管體內的流速 之方法，其特徵爲， 準備一形成流體的基準的標準狀態之超音波速度， 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40 - 552403 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在流於管體內的流體中，自一方側來發送超音波，而 由另一方側來接收此超音波，藉以測定該時之超音波速度 A， 在流於管體內的流體中，自另一方側來發送超音波， 而由一方側來接收此超音波，藉以測定該時之超音波速度 B， 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出在上述流體中之超音波的絕對速度， 將超音波速度A與超音波速度之差除2，藉以檢測出 上述流體的流速V， 由上述標準狀態的超音波速度及上述絕對速度的偏差 來補正上述流速，藉以檢測出流體的正確流速。 1 1 . 一種溫度或壓力之測定方法，爲測定流於管體 內的流體的溫度或壓力之方法，其特徵爲： 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 準備一形成流體的基準的標準狀態之超音波速度， 在流於管體內的流體中，自一方側發送超音波，而由 另一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度A， 在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波，而 由一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度B， 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出上述流體中之超音波的絕對速度， 將超音波速度A與超音波速度B之差除以2，藉以檢 測出上述流體的流速V， 由此流速V與管體內的截面積的乘積來檢測出流體的 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -41 - 552403 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 流量， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由上述標準狀態的超音波速度與上述絕對速度的偏差 來補正上述流速V及上述流量，藉以檢測出流體的正確流 速及流量，同時由標準狀態的超音波速度及絕對溫度來檢 測出溫度與壓力的關係，而藉此關係與預知的上述流體的 溫度或壓力來測定該流體的壓力或溫度。 1 2 . —種溫度或壓力之測定方法，爲測定流於管體 內的流體的溫度或壓力之方法，其特徵爲： 準備一形成流體的基準的標準狀態之超音波速度， 在流於管體內的流體中，自一方側發送超音波，而於 另一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度A， 在流於管體內的流體中，自另一方側發送超音波，而 於一方側接收該超音波，藉以測定該時之超音波速度B， 算出超音波速度A與超音波速度B的平均値，藉以檢 測出上述流體中之超音波的絕對速度， 由上述標準狀態的超音波速度與上述絕對速度的偏差 來檢測出流體的溫度與壓力的關係，由此關係與預知的上 述流體的溫度與壓力來測定該流體的壓力或溫度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 . —種超音波溫度·壓力計，爲測定流於管體內 的流體的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具 備： 配置於管體的外表面之第1超音波發收訊部；及 配置於管體的外表面，且離第1超音波發收訊部預定 間隔之第2超音波發收訊部；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -42- 552403 Α8 Β8 C8 D8 R、申請專利範圍 8 連接於第2超音波發收訊部之第1相位檢測器；及 配置於第1相位差檢測器與第1超音波發收訊部之間 之P L L方式的第1環連接部；及 連接於第1超音波發收訊部之第2相位差檢測器；及 配置於第2相位差檢測器與第2超音波發收訊部之間 之P L L方式的第2環連接部；及 用以測定流體的溫度或壓力之測定控制部。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之超音波溫度•壓力 計，其中 第1超音波發訊部及第1超音波收訊部係一體構成第 1超音波發收訊部，第2超音波發訊部及第2超音波收訊 部係一體構成第2超音波發收訊部，第1及第2相位差檢 測器係以一個相位差檢測器來兼用，第1及第2環連接部 係以一個環連接部來兼用。 1 5 . —種超音波溫度·壓力計，爲測定流於管體內 的流體的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具 備： 配置於管體之超音波發訊部；及 離此超音波發訊部預定間隔之超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部與上述超音波收訊部之 P L L電路部；及 測定下述振盪器的振盪器頻率，而予以換算成流體的 溫度或壓力之測定控制部， 上述P L L電路係由：用以檢測出由上述超音波發訊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ： -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -43- 552403 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部所發送的超音波發訊波與由上述超音波收訊部所接收的 超音波收訊波的相位差之相位差檢測器，及用以積分此相 位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以此積分電路的輸 出訊號來進行控制之振盪器所構成。 1 6 . —種超音波溫度·壓力計，爲測定流於管體內 的流體的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具 備· 配置於管體內之超音波發訊部；及 以該超音波發訊部爲中心，離預定間隔之第1及第2 超音波收訊部；及 連接於上述超音波發訊部之P L L電路部；及 連接於此P L L電路部之切換器；及 用以測定下述振盪器的振盪頻率，而予以分別換算成 溫度或壓力之測定控制部； 上述切換器爲用以將P L L電路部連接於第1超音波 收訊部，或將P L L電路部連接於第2超音波收訊部之交 替切換者， 經濟部智慧財產局員工消贫合作社印製 上述P L L電路係由：用以檢測出由上述超音波發訊 部所發送的超音波發訊波與分別由上述第1及第2超音波 收訊部所接收的超音波收信波的相位差之相位差檢測器， 及用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路，及以 該積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器而構成者。 1 7 · —種超音波溫度·壓力計，爲測定流於管體內 的流體的溫度或壓力之超音波溫度•壓力計，其特徵爲具 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -44 - 552403 A8 B8 C8 D8 A、申請專利範圍 備： 使超音波振盪之超音振盪器；及 配置於管體內，而將由超音振盪器所振盪出的超音波 發送於管體內之超音波發訊部；及 離該超音波發訊部預定距離之超音波收訊部；及 用以檢測出由上述超音波發訊部所發送的超音波發訊 波與由上述超音波收訊部所接收的超音波收訊波的相位差 之相位差檢測器；及 用以積分該相位差檢測器的輸出波形之積分電路；及 以此積分電路的輸出訊號來進行控制之振盪器；以及 測定此振盪器的振盪頻率，而予以換算成溫度或壓力 之測定控制部。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45 - 本紙張尺度逋用中國國家揲準（CNS ) A4規格（210X297公釐）