JP3528347B2 - 超音波式流れ計測装置 - Google Patents
超音波式流れ計測装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波により流体の流
れを計測するようにした計測装置に関するものである。
れを計測するようにした計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の計測装置として、図１３
に示すように、断面が矩形の流体流路１の一部に超音波
振動子２と３を対向する様に配置し、振動子２から発し
た超音波を振動子３で検出するまでの時間を計測し、こ
の時間から流体の速度を演算し、流量を算出するものが
あった。
に示すように、断面が矩形の流体流路１の一部に超音波
振動子２と３を対向する様に配置し、振動子２から発し
た超音波を振動子３で検出するまでの時間を計測し、こ
の時間から流体の速度を演算し、流量を算出するものが
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、矩形の断面形状により流路の速度分布をできるだけ
二次元的に形成して測定精度の向上を図っていたが、全
体寸法の制約がありアスペクト比（Ｗ０／Ｈ０）をあま
り大きくとることができないものであった。このため、
測定流路内の流れは必ずしも二次元的にならず、三次元
的な流れを生ずる可能性があった。
合、矩形の断面形状により流路の速度分布をできるだけ
二次元的に形成して測定精度の向上を図っていたが、全
体寸法の制約がありアスペクト比（Ｗ０／Ｈ０）をあま
り大きくとることができないものであった。このため、
測定流路内の流れは必ずしも二次元的にならず、三次元
的な流れを生ずる可能性があった。
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、測定
流路を複数層に分割することにより各層におけるアスペ
クト比を大きくすることにより、流れの二次元性を確実
なものとし、これにより精度の良い流量計測を行うこと
を目的としている。
流路を複数層に分割することにより各層におけるアスペ
クト比を大きくすることにより、流れの二次元性を確実
なものとし、これにより精度の良い流量計測を行うこと
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、複数の層状の流路よりなる流量測定部と、
前記流路を流れる流体の流速を測定するために前記流体
の少なくとも一部を横切るように一方から超音波を送信
し他方で受信するように配置した第一の超音波振動子お
よび第二の超音波振動子と、前記超音波振動子を介して
測定された流速を基に流量を算出する流量演算部より構
成したものである。
するために、複数の層状の流路よりなる流量測定部と、
前記流路を流れる流体の流速を測定するために前記流体
の少なくとも一部を横切るように一方から超音波を送信
し他方で受信するように配置した第一の超音波振動子お
よび第二の超音波振動子と、前記超音波振動子を介して
測定された流速を基に流量を算出する流量演算部より構
成したものである。
【０００６】複数の層状の流路はほぼ均等の流路高さで
形成されている。
形成されている。
【０００７】また、複数の層状の流路により区分される
超音波振動子分割面積が均等になるように流路高さを形
成した。
超音波振動子分割面積が均等になるように流路高さを形
成した。
【０００８】また流路を３層とし、その中央の流路高さ
が他の２つの流路高さより大きくなるように設定した。
が他の２つの流路高さより大きくなるように設定した。
【０００９】第一の超音波振動子および第二の超音波振
動子は矩形状に構成した。
動子は矩形状に構成した。
【００１０】また、流量測定部の上流側に整流部を配置
した。併せて、上流側の整流部とともに、下流側には緩
衝部を配置した。
した。併せて、上流側の整流部とともに、下流側には緩
衝部を配置した。
【００１１】また、流量測定部の上流側に上流室を、下
流側に下流室をそれぞれ形成した。そしてこの構成にお
いて、前記上流室に第一の超音波振動子を、下流室に第
二の超音波振動子をそれぞれ配置した。
流側に下流室をそれぞれ形成した。そしてこの構成にお
いて、前記上流室に第一の超音波振動子を、下流室に第
二の超音波振動子をそれぞれ配置した。
【００１２】さらに、複数の層状の流路と、前記流体の
少なくとも一部を横切るように一方から超音波を送信し
他方で受信するように前記流路の上流側と下流側に配置
した第一の超音波振動子および第二の超音波振動子とを
具備し、前記超音波振動子の信号を基に流速を算出する
ようにしたものである。
少なくとも一部を横切るように一方から超音波を送信し
他方で受信するように前記流路の上流側と下流側に配置
した第一の超音波振動子および第二の超音波振動子とを
具備し、前記超音波振動子の信号を基に流速を算出する
ようにしたものである。
【００１３】
【作用】本発明は上記した構成により、測定流路を複数
の層状流路構成にすることにより、各流路における流路
断面のアスペクト比を大きく取り、流れ状態の二次元性
を高め、精度の良い計測を行うことができる。
の層状流路構成にすることにより、各流路における流路
断面のアスペクト比を大きく取り、流れ状態の二次元性
を高め、精度の良い計測を行うことができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１〜図４を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１５】図１において、４は流量測定部であり、５
は仕切板、６は流路である。７は流量測定部４の上流に
設けられた上流側接続部、８は流量測定部４の下流に設
けられた下流側接続部である。９は上流側接続部７に接
続された入口部、１０は下流側接続部８に接続された出
口部である。
は仕切板、６は流路である。７は流量測定部４の上流に
設けられた上流側接続部、８は流量測定部４の下流に設
けられた下流側接続部である。９は上流側接続部７に接
続された入口部、１０は下流側接続部８に接続された出
口部である。
【００１６】図２において、１１は流量測定部４の一方
の側に配置された第一の超音波振動子であり、１２は流
量測定部４の他方の側に配置された第二の超音波振動子
である。１３は流路であり、１４、１５は流量測定部４
の側壁である。Ｗは流量測定部４の流路幅である。
の側に配置された第一の超音波振動子であり、１２は流
量測定部４の他方の側に配置された第二の超音波振動子
である。１３は流路であり、１４、１５は流量測定部４
の側壁である。Ｗは流量測定部４の流路幅である。
【００１７】図３において、１６は流量測定部４の上部
壁、１７は流量測定部４の下部壁である。仕切板５は５
ａ、５ｂ、・・・５ｆより構成されている。また、流路
６は仕切板５ａ、５ｂ、・・・５ｆにより分割され、６
ａ、６ｂ、・・・６ｇにより構成されている。ｈ１、ｈ
２、・・・ｈ７は分割された流路６ａ、６ｂ、・・・６
ｇの流路高さである。この場合、流路高さｈ１、ｈ２、
・・・、ｈ７は均一の高さになる様に設定されている。
壁、１７は流量測定部４の下部壁である。仕切板５は５
ａ、５ｂ、・・・５ｆより構成されている。また、流路
６は仕切板５ａ、５ｂ、・・・５ｆにより分割され、６
ａ、６ｂ、・・・６ｇにより構成されている。ｈ１、ｈ
２、・・・ｈ７は分割された流路６ａ、６ｂ、・・・６
ｇの流路高さである。この場合、流路高さｈ１、ｈ２、
・・・、ｈ７は均一の高さになる様に設定されている。
【００１８】図４において、１８は第一、および第二の
超音波振動子１１、および１２からの信号を受けて流量
演算を行う流量演算部である。１９はスタート信号発生
部、２０は送信部、２１は受信部である。２２は切換部
である。
超音波振動子１１、および１２からの信号を受けて流量
演算を行う流量演算部である。１９はスタート信号発生
部、２０は送信部、２１は受信部である。２２は切換部
である。
【００１９】送信部２０はトリガ信号発生部２３、およ
び発振部２４から成立っている。受信部２１は受信信号
の増幅部２５、および基準値との比較部２６から成立っ
ている。２７は繰返し部であり、２８は計時部、２９は
演算部である。
び発振部２４から成立っている。受信部２１は受信信号
の増幅部２５、および基準値との比較部２６から成立っ
ている。２７は繰返し部であり、２８は計時部、２９は
演算部である。
【００２０】次に作動を述べる。
【００２１】流体は入口部９より流入し、上流側接続部
７を経た後、流量測定部４に入り、その後下流側接続部
８を経て、出口部１０より流出する。この場合、流量測
定部４は複数の流路６ａ、６ｂ、・・・６ｇに分割され
ているため、流れは７層に分かれる。
７を経た後、流量測定部４に入り、その後下流側接続部
８を経て、出口部１０より流出する。この場合、流量測
定部４は複数の流路６ａ、６ｂ、・・・６ｇに分割され
ているため、流れは７層に分かれる。
【００２２】この様に流路６を層状に構成することによ
り、本来流路６の矩形断面におけるアスペクト比はＷ／
６ｈであるが、Ｗ／ｈとなり大きくなるため、流れの二
次元性をより確実にすることができるものである。
り、本来流路６の矩形断面におけるアスペクト比はＷ／
６ｈであるが、Ｗ／ｈとなり大きくなるため、流れの二
次元性をより確実にすることができるものである。
【００２３】また、流量測定部４へ入る流れは上流側接
続部７を経るが、この部分は入口部９から流量測定部４
の流路６への流れをほぼ均一化する様に構成されてい
る。この様な状態でスタート信号発生部１９から信号が
入ると、トリガ信号発生部２３が働き、発振部２４によ
り信号が切換部２２に送られる。
続部７を経るが、この部分は入口部９から流量測定部４
の流路６への流れをほぼ均一化する様に構成されてい
る。この様な状態でスタート信号発生部１９から信号が
入ると、トリガ信号発生部２３が働き、発振部２４によ
り信号が切換部２２に送られる。
【００２４】この切換部２２は、当初は第一の超音波振
動子１１に送信部２０が、第二の超音波振動子１２に受
信部２１が接続される様設定されている。従って、上記
トリガ信号により第一の超音波振動子１１より超音波信
号が流量測定部４内に発せられる。
動子１１に送信部２０が、第二の超音波振動子１２に受
信部２１が接続される様設定されている。従って、上記
トリガ信号により第一の超音波振動子１１より超音波信
号が流量測定部４内に発せられる。
【００２５】この信号は第２の超音波振動子１２により
受けられ、増幅部２５により増幅され、比較部２６にて
基準信号と比較される。この過程は繰返し部２７で設定
された回数だけ行われた後、計時部２８に信号を送る。
計時部２８では、トリガ信号発生からこのとき送られた
信号までの経過時間（Ｔ１）を計時する。
受けられ、増幅部２５により増幅され、比較部２６にて
基準信号と比較される。この過程は繰返し部２７で設定
された回数だけ行われた後、計時部２８に信号を送る。
計時部２８では、トリガ信号発生からこのとき送られた
信号までの経過時間（Ｔ１）を計時する。
【００２６】一方向に対して、所定回数の繰返しが終了
すると、繰返し部２７により切換え部２２へ信号が送ら
れ、送信部２０を第２の超音波振動子１２に、受信部２
１を第１の超音波振動子１１に接続する。
すると、繰返し部２７により切換え部２２へ信号が送ら
れ、送信部２０を第２の超音波振動子１２に、受信部２
１を第１の超音波振動子１１に接続する。
【００２７】また、これと同時に再度、トリガ信号発生
部２３への駆動信号も送られる。これにより、上記と同
様の動作が流れと逆方向に対して行われ、経過時間（Ｔ
２）が計測される。この様にして測定された経過時間Ｔ
１、およびＴ２をもとに以下の演算式により演算部２９
にて流量が算出される。
部２３への駆動信号も送られる。これにより、上記と同
様の動作が流れと逆方向に対して行われ、経過時間（Ｔ
２）が計測される。この様にして測定された経過時間Ｔ
１、およびＴ２をもとに以下の演算式により演算部２９
にて流量が算出される。
【００２８】いま、図２に示すごとく、代表層における
流れと超音波伝搬経路とのなす角をθとし、また流量測
定部の長さをＬとすると、流速ｖが以下の式にて算出さ
れる。
流れと超音波伝搬経路とのなす角をθとし、また流量測
定部の長さをＬとすると、流速ｖが以下の式にて算出さ
れる。
【００２９】
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２））
各層の流れが、ほぼ均一化されているとすると、どの層
においても上式の関係が成立するため、これにより求め
た流速ｖと流量測定部４の断面積ｓより、流量Ｑは下式
にて算出される。
においても上式の関係が成立するため、これにより求め
た流速ｖと流量測定部４の断面積ｓより、流量Ｑは下式
にて算出される。
【００３０】Ｑ＝ｋｖｓここで、ｋは流速ｖを断面積ｓ
における平均流速に変換するための換算係数である。
における平均流速に変換するための換算係数である。
【００３１】上記説明でＴ１およびＴ２の計測は繰返し
行ったが、精度の良い計測が行われる場合は一回でも良
い。
行ったが、精度の良い計測が行われる場合は一回でも良
い。
【００３２】この様な構成によれば、仕切板５の存在に
より、各流路６における超音波は拡散することなく指向
性を持つことになり、効率よく受信されることになる。
また、流路高さｈ１、ｈ２、・・・、ｈ７を均一に設定
することにより、流路６をより作成し易くすることがで
きる。
より、各流路６における超音波は拡散することなく指向
性を持つことになり、効率よく受信されることになる。
また、流路高さｈ１、ｈ２、・・・、ｈ７を均一に設定
することにより、流路６をより作成し易くすることがで
きる。
【００３３】次に第２の実施例について説明する。図５
において、３０は流量測定部であり、３１は上部壁、３
２は下部壁である。３３は仕切板であり、この場合は３
３ａ、３３ｂ、・・・３３ｄにより構成されている。３
４は流路であり、３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｅにより
構成されている。その他は第１の実施例と同じゆえ省略
する。
において、３０は流量測定部であり、３１は上部壁、３
２は下部壁である。３３は仕切板であり、この場合は３
３ａ、３３ｂ、・・・３３ｄにより構成されている。３
４は流路であり、３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｅにより
構成されている。その他は第１の実施例と同じゆえ省略
する。
【００３４】この場合、仕切板３３ａ、３３ｂ、・・・
３３ｄにより区画された第一の超音波振動子１１の面積
が、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３＝Ｓ４＝Ｓ５となる様に仕切板３
３ａ、３３ｂ、・・・３３ｄの間隔、すなわちｉ１、ｉ
２、・・・ｉ５が設定されている。この設定は第二の超
音波振動子１２に対しても同様である。
３３ｄにより区画された第一の超音波振動子１１の面積
が、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３＝Ｓ４＝Ｓ５となる様に仕切板３
３ａ、３３ｂ、・・・３３ｄの間隔、すなわちｉ１、ｉ
２、・・・ｉ５が設定されている。この設定は第二の超
音波振動子１２に対しても同様である。
【００３５】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子１１が区画されている面積は、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３＝Ｓ
４＝Ｓ５となっているため、各流路３４ａ、３４ｂ、・
・・３４ｅにおいて、超音波のパワーは均一化される。
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子１１が区画されている面積は、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３＝Ｓ
４＝Ｓ５となっているため、各流路３４ａ、３４ｂ、・
・・３４ｅにおいて、超音波のパワーは均一化される。
【００３６】したがって、各流路３４ａ、３４ｂ、・・
・３４ｅにおいて、パワーが均一に伝達され、効率よく
信号が受信される。
・３４ｅにおいて、パワーが均一に伝達され、効率よく
信号が受信される。
【００３７】次に第３の実施例について説明する。図６
において、３５は流量測定部であり、３６は上部壁、３
７は下部壁である。３８は仕切板であり、この場合は３
８ａ、３８ｂにより構成されている。
において、３５は流量測定部であり、３６は上部壁、３
７は下部壁である。３８は仕切板であり、この場合は３
８ａ、３８ｂにより構成されている。
【００３８】３９は流路であり、３９ａ、３９ｂ、３９
ｃにより構成されている。その他は第１の実施例と同じ
ゆえ省略する。
ｃにより構成されている。その他は第１の実施例と同じ
ゆえ省略する。
【００３９】この場合、仕切板３８ａ、３８ｂにより区
画された第一の超音波振動子１１の面積が、Ｓ１１＝Ｓ
３３＜Ｓ２２、となる様に仕切板３８ａ、３８ｂの間
隔、すなわちｊ１、ｊ２、ｊ３が設定されている。この
設定は第二の超音波振動子１２に対しても同様である。
画された第一の超音波振動子１１の面積が、Ｓ１１＝Ｓ
３３＜Ｓ２２、となる様に仕切板３８ａ、３８ｂの間
隔、すなわちｊ１、ｊ２、ｊ３が設定されている。この
設定は第二の超音波振動子１２に対しても同様である。
【００４０】また、流路３９ａ、３９ｃは中心軸ｍに関
して対称になる様に設定されている。
して対称になる様に設定されている。
【００４１】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子１１が区画されている面積は、Ｓ１１＝Ｓ３３＜Ｓ２
２、となっているため、流路３９ｂにおける超音波のパ
ワーが、流路３９ａ、３９ｃにおけるパワーより卓越す
る。したがって、Ｓ１１、Ｓ３３における受信信号に位
相のずれがあったとしてもＳ２２の受信信号に引き込ま
れて、全体の受信波形を乱すことが無い。
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子１１が区画されている面積は、Ｓ１１＝Ｓ３３＜Ｓ２
２、となっているため、流路３９ｂにおける超音波のパ
ワーが、流路３９ａ、３９ｃにおけるパワーより卓越す
る。したがって、Ｓ１１、Ｓ３３における受信信号に位
相のずれがあったとしてもＳ２２の受信信号に引き込ま
れて、全体の受信波形を乱すことが無い。
【００４２】次に第４の実施例について説明する。図７
において、４０は流量測定部であり、４１は上部壁、４
２は下部壁である。４３は仕切板であり、この場合は４
３ａ、４３ｂ、・・・４３ｆにより構成されている。
において、４０は流量測定部であり、４１は上部壁、４
２は下部壁である。４３は仕切板であり、この場合は４
３ａ、４３ｂ、・・・４３ｆにより構成されている。
【００４３】４４は流路であり、４４ａ、４４ｂ、・・
・４４ｇにより構成されている。４５は第一の矩形状超
音波振動子である。第二の矩形状振動子は図示しないが
同様の構成である。この場合、流路高さｋ１、ｋ２、・
・・、ｋ７は均一の高さになる様設定されている。
・４４ｇにより構成されている。４５は第一の矩形状超
音波振動子である。第二の矩形状振動子は図示しないが
同様の構成である。この場合、流路高さｋ１、ｋ２、・
・・、ｋ７は均一の高さになる様設定されている。
【００４４】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子４５は矩形状であり、その幅Ｗｓが一定であるため、
第一の超音波振動子４５が仕切板４３により区画されて
いる面積は、Ｓ１１１＝Ｓ２２２＝・・・＝Ｓ７７７、
となる。
１の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子４５は矩形状であり、その幅Ｗｓが一定であるため、
第一の超音波振動子４５が仕切板４３により区画されて
いる面積は、Ｓ１１１＝Ｓ２２２＝・・・＝Ｓ７７７、
となる。
【００４５】すなわち、流路高さと超音波振動子の区画
面積が比例関係になるため、それぞれの流路における流
れ状態を均一にすると共に超音波パワーの均一化も同時
に図ることができ、精度の良い受信状態を実現すること
ができる。
面積が比例関係になるため、それぞれの流路における流
れ状態を均一にすると共に超音波パワーの均一化も同時
に図ることができ、精度の良い受信状態を実現すること
ができる。
【００４６】次に第５の実施例について説明する。図８
において４６は整流部である。それ以外は第一の実施例
と同じゆえ、同一番号で示してある。
において４６は整流部である。それ以外は第一の実施例
と同じゆえ、同一番号で示してある。
【００４７】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、整流部４６の存在
により流量測定部４における流れの均一性がより向上す
るため、計測精度の向上を図ることが出来る。
１の実施例と同じである。この場合、整流部４６の存在
により流量測定部４における流れの均一性がより向上す
るため、計測精度の向上を図ることが出来る。
【００４８】次に第６の実施例について説明する。図９
において４７は整流部、４８は緩衝部である。それ以外
は第１の実施例と同じゆえ、同一番号で示してある。
において４７は整流部、４８は緩衝部である。それ以外
は第１の実施例と同じゆえ、同一番号で示してある。
【００４９】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、緩衝部４８の存在
により、流量測定部４の流れ状態に対する下流側からの
影響要因を排除することができ、計測精度の向上を図る
ことが出来る。
１の実施例と同じである。この場合、緩衝部４８の存在
により、流量測定部４の流れ状態に対する下流側からの
影響要因を排除することができ、計測精度の向上を図る
ことが出来る。
【００５０】次に第７の実施例について説明する。図１
０において４９は上流室、５０は下流室である。５１は
上流室４９に接続された入口部、５２は下流室５０に接
続された出口部である。それ以外は第１の実施例と同じ
ゆえ、同一番号で示してある。
０において４９は上流室、５０は下流室である。５１は
上流室４９に接続された入口部、５２は下流室５０に接
続された出口部である。それ以外は第１の実施例と同じ
ゆえ、同一番号で示してある。
【００５１】次に作動を述べる。計測動作については第
１の実施例と同じである。この場合、流量測定部４へ入
る流れは上流室４９を経るが、この室は入口部４９、お
よび流量測定部４の断面積より比較的大きく形成してあ
るため、流れは一旦上流室４９にて動圧成分が少なくな
り、流路６への流れは均一化される。
１の実施例と同じである。この場合、流量測定部４へ入
る流れは上流室４９を経るが、この室は入口部４９、お
よび流量測定部４の断面積より比較的大きく形成してあ
るため、流れは一旦上流室４９にて動圧成分が少なくな
り、流路６への流れは均一化される。
【００５２】また、流量測定部の上流、および下流に上
流室、下流室を配置することにより、流量測定部に対す
る上流、および下流からの影響を排除し、計測精度の向
上を図ることが出来る。
流室、下流室を配置することにより、流量測定部に対す
る上流、および下流からの影響を排除し、計測精度の向
上を図ることが出来る。
【００５３】次に第８の実施例について説明する。
【００５４】図１２において５３は上流室、５４は下流
室である。５４は上流室に配置差された第一の超音波振
動子、５５は下流室に配置された第二の超音波振動子で
ある。それ以外は第７の実施例と同じゆえ、同一番号で
示してある。次に作動を述べる。計測動作については第
一の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子５５が上流室５３に、第二の超音波振動子５６が下流
室５４に配置されているため、第７の実施例の様に流量
測定４に配置する場合よりも流量測定に及ぼす影響が少
ない。
室である。５４は上流室に配置差された第一の超音波振
動子、５５は下流室に配置された第二の超音波振動子で
ある。それ以外は第７の実施例と同じゆえ、同一番号で
示してある。次に作動を述べる。計測動作については第
一の実施例と同じである。この場合、第一の超音波振動
子５５が上流室５３に、第二の超音波振動子５６が下流
室５４に配置されているため、第７の実施例の様に流量
測定４に配置する場合よりも流量測定に及ぼす影響が少
ない。
【００５５】なお、本発明における信号処理は１チップ
マイコン等のマイクロコンピュータを用いて、ソフトウ
エア的に実現することも可能である。また、本発明にお
ける流量演算は流速測定を基にして行うものであるか
ら、本発明に記載した方法は、超音波流速計においても
適用できるものである。
マイコン等のマイクロコンピュータを用いて、ソフトウ
エア的に実現することも可能である。また、本発明にお
ける流量演算は流速測定を基にして行うものであるか
ら、本発明に記載した方法は、超音波流速計においても
適用できるものである。
【００５６】以上説明した実施例によれば次のような効
果が期待できるものである。
果が期待できるものである。
【００５７】（１）測定流路を複数に分割し、各層にお
ける流路の アスヘ゜クト 比を大きく設定して流れの二次元性を
向上することにより、精度良く流量を計測することがで
きる。
ける流路の アスヘ゜クト 比を大きく設定して流れの二次元性を
向上することにより、精度良く流量を計測することがで
きる。
【００５８】（２）複数の流路をほぼ均等の流路高さで
形成することにより各流路における流れの均一化が計ら
れ、精度良くい流量を計測することができる。
形成することにより各流路における流れの均一化が計ら
れ、精度良くい流量を計測することができる。
【００５９】（３）複数の流路により区分される超音波
振動子分割面積が均等になるようにそれぞれの流路高さ
を形成することにより、各流路への超音波パワーを均一
に放出することができ、計測精度を向上することが出来
る。
振動子分割面積が均等になるようにそれぞれの流路高さ
を形成することにより、各流路への超音波パワーを均一
に放出することができ、計測精度を向上することが出来
る。
【００６０】（４）流量測定部を３つの流路より構成
し、その中央部の流路高さを他の２つの流路高さより大
きくなるよう形成することにより、中央部の超音波パワ
ーが大きい部分の信号を卓越させ、他の流路における受
信信号に位相のずれがあったとしても中央部の受信信号
に引き込まれて、全体の受信波形を乱すことが無い。
し、その中央部の流路高さを他の２つの流路高さより大
きくなるよう形成することにより、中央部の超音波パワ
ーが大きい部分の信号を卓越させ、他の流路における受
信信号に位相のずれがあったとしても中央部の受信信号
に引き込まれて、全体の受信波形を乱すことが無い。
【００６１】（５）超音波振動子の断面形状を矩形に形
成し、流路の高さ方向における超音波エネルギーの均一
化を図ることにより、複数に分割された各流路における
計測精度を向上することが出来る。
成し、流路の高さ方向における超音波エネルギーの均一
化を図ることにより、複数に分割された各流路における
計測精度を向上することが出来る。
【００６２】（６）流量測定部の上流側に整流部を設け
て複数の流路における流れ状態の均一化を図ることによ
り、計測精度を向上することが出来る。
て複数の流路における流れ状態の均一化を図ることによ
り、計測精度を向上することが出来る。
【００６３】（７）流量測定部の下流側に緩衝部を設け
て複数の流路における流れ状態に対する下流側からの影
響要因を排除することにより、計測精度を向上すること
が出来る。
て複数の流路における流れ状態に対する下流側からの影
響要因を排除することにより、計測精度を向上すること
が出来る。
【００６４】（８）流量測定部の上流、および下流に上
流室、下流室を配置することにより、流量測定部に対す
る上流、および下流からの影響を排除し、計測精度を向
上するることが出来る。
流室、下流室を配置することにより、流量測定部に対す
る上流、および下流からの影響を排除し、計測精度を向
上するることが出来る。
【００６５】（９）流量測定部の上流、および下流に上
流室、下流室を配置し、それぞれの室に第一の超音波振
動子と、第二の超音波振動子を配置し、流量測定部を複
数の流路にて構成することにより振動子の影響を受ける
ことなく計測ができるため、計測精度を向上することが
出来る。
流室、下流室を配置し、それぞれの室に第一の超音波振
動子と、第二の超音波振動子を配置し、流量測定部を複
数の流路にて構成することにより振動子の影響を受ける
ことなく計測ができるため、計測精度を向上することが
出来る。
【００６６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、流路を複
数の層状流路構成としたことにより、各層における アスヘ゜
クト 比を大きく設定して流れの二次元性を向上することが
でき、その結果、計測精度を大いに向上することができ
るものである。
数の層状流路構成としたことにより、各層における アスヘ゜
クト 比を大きく設定して流れの二次元性を向上することが
でき、その結果、計測精度を大いに向上することができ
るものである。
【図１】本発明の第１の実施例の超音波流量計の垂直断
面図
面図
【図２】同流量計における図１のＡ−Ａ’断面図
【図３】同流量計における図２のＢ−Ｂ’部分断面図
【図４】同流量計における制御ブロック図
【図５】本発明の第２の実施例の超音波流量計における
部分断面図
部分断面図
【図６】本発明の第３の実施例の超音波流量計における
部分断面図
部分断面図
【図７】本発明の第４の実施例の超音波流量計における
部分断面図
部分断面図
【図８】本発明の第５の実施例の超音波流量計の垂直断
面図
面図
【図９】本発明の第６の実施例の超音波流量計の垂直断
面図
面図
【図１０】本発明の第７の実施例の超音波流量計の垂直
断面図
断面図
【図１１】同流量計における図１０のＣ−Ｃ’断面図
【図１２】本発明の第８の実施例の超音波流量計におけ
る垂直断面図
る垂直断面図
【図１３】従来の超音波流量計の垂直断面図
４ 流量測定部
５ 仕切板
６ 流路
１０ 第一の超音波振動子
１１ 第二の超音波振動子
１５ 流量演算部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−247216（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−93637（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−18799（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−811（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−115810（ＪＰ，Ａ)
国際公開94／017372（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01F 1/00 - 9/02
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の層状の流路よりなる流量測定部
と、前記流路を流れる流体の流速を測定するために前記
流体の少なくとも一部を横切るように一方から超音波を
送信し他方で受信するように配置した第一の超音波振動
子および第二の超音波振動子と、前記超音波振動子を介
して測定された流速を基に流量を算出する流量演算部と
からなる超音波式流量計。 - 【請求項２】 第一の超音波振動子および第二の超音波
振動子を流量測定部を挟んで配置した請求項１記載の超
音波式流量計。 - 【請求項３】 複数の層状の流路がほぼ均等の流路高さ
で形成された請求項１記載の超音波式流量計。 - 【請求項４】 複数の層状の流路により区分される超音
波振動子分割面積が均等になるように流路高さを形成し
た請求項１記載の超音波式流量計。 - 【請求項５】 ３層の流路を備え、その中央の流路高さ
が他の２つの流路高さより大きくなるように設定した請
求項１記載の超音波式流量計。 - 【請求項６】 第一の超音波振動子および第二の超音波
振動子を矩形状に構成した請求項１〜５のいずれか１項
記載の超音波式流量計。 - 【請求項７】 流量測定部の上流側に整流部を配置した
請求項１記載の超音波式流量計。 - 【請求項８】 流量測定部の上流側に整流部を、下流側
に緩衝部をそれぞれ配置した請求項１記載の超音波式流
量計。 - 【請求項９】 流量測定部の上流側に上流室を、下流側
に下流室をそれぞれ配置した請求項１記載の超音波式流
量計。 - 【請求項１０】 流量測定部の上流側に上流室を、下流
側に下流室をそれぞれ形成するとともに、前記上流室に
第一の超音波振動子を、下流室に第二の超音波振動子を
それぞれ配置した請求項１記載の超音波式流量計。 - 【請求項１１】 複数の層状の流路よりなる測定部と、
前記流路を流れる流体の少なくとも一部を横切るように
一方から超音波を送信し他方で受信するように前記流路
の上流側と下流側に配置した第一の超音波振動子および
第二の超音波振動子とを具備し、前記超音波振動子の信
号を基に流速を算出するようにした超音波式流速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19856795A JP3528347B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 超音波式流れ計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19856795A JP3528347B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 超音波式流れ計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943015A JPH0943015A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3528347B2 true JP3528347B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16393333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19856795A Expired - Lifetime JP3528347B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 超音波式流れ計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3528347B2 (ja) |
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| JP2003083791A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-19 | Tokyo Gas Co Ltd | 流量計測装置およびガスメータ |
| JP4186645B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2008-11-26 | 松下電器産業株式会社 | 超音波流量計測装置 |
| KR100694937B1 (ko) * | 2003-02-24 | 2007-03-14 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 초음파식 유체 계측 장치 |
| JP4424936B2 (ja) * | 2003-07-28 | 2010-03-03 | パナソニック株式会社 | 流路における流量均一化構造および流量計測装置 |
| JP4604520B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | 流れ計測装置 |
| JP2005257611A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体の流れ計測装置 |
| JP4804872B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-11-02 | 愛知時計電機株式会社 | 超音波流量計 |
| JP2007240504A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-09-20 | Yazaki Corp | 流体計測装置 |
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| JP5816831B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2015-11-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波流量計 |
| JP2012132801A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Panasonic Corp | 超音波流量計 |
| WO2013051272A1 (ja) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | パナソニック株式会社 | 流量計測装置の設定方法 |
| JP2017181230A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 流量計測装置 |
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| JP7390556B2 (ja) | 2020-07-30 | 2023-12-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 物理量計測装置 |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP19856795A patent/JP3528347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0943015A (ja) | 1997-02-14 |
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