JP5845432B2 - 超音波流量計 - Google Patents
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Description
但し、式1においては、Lが超音波振動子11、12間の流れ方向の有効距離であり、t1が上流から下流へのn回分の測定時間であり、t2が下流から上流へのn回分の測定時間であり、vが被測定流体の流速であり、Sが流路1の断面積であり、φがセンサ角度であり、Qが流量である。実際には、(式1)に流量に応じた係数を乗じて流量を算出する。
本発明の実施の形態1に係る超音波流量計について、図1を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波流量計のブロック図である。
まず、本実施の形態に係る超音波流量計の構成について説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る超音波流量計は、超音波振動子11、12と、送信手段2と、切換手段3と、増幅手段4と、比較手段5と、計時手段6と、繰り返し手段7と、流量算出手段8と、流量差分判定手段9と、制御手段10とから構成されている。
手段4、および比較手段5の具体的な構成も特に限定されず、公知の送信回路、切換回路、増幅回路、および比較回路等を好適に用いることができる。計時手段6としてはタイマカウンタが用いられるが特に限定されない。繰り返し手段7、流量算出手段8、および流量差分判定手段9の具体的な構成も特に限定されず、前述した動作を行うことができる公知の回路であればよい。制御手段10は、公知の制御回路または演算器等で構成されていればよい。
次に、前記構成の超音波流量計の動作について説明する。図1に示す構成では、被測定流体の流れる流路1の上流および下流に、超音波振動子11と超音波振動子12とが流れ方向に角度φで対向するように配置されている。説明の便宜上、上流側の超音波振動子11を第1超音波振動子11と称し、下流側の超音波振動子12を第2超音波振動子12と称する。切換手段3は、例えば、まず、第1の超音波振動子11を送信側、第2超音波振動子12を受信側に設定する。そして、送信手段2から出力される駆動信号が送信側に設定された第1超音波振動子11に入力され、第1超音波振動子11から超音波信号が発信される。
、この間の時間を計時手段6により測定する。そして、切換手段3により、超音波振動子11、12の送信側と受信側との設定を切り替え、被測定流体の上流から下流(この方向を正流とする)と下流から上流(この方向を逆流とする)へのそれぞれの伝搬時間を上述のように測定し、(式1)より流量Qを求める。
但し、式1においては、Lが超音波振動子11、12間の流れ方向の有効距離であり、t1が上流から下流へのn回分の測定時間であり、t2が下流から上流へのn回分の測定時間であり、vが被測定流体の流速であり、Sが流路1の断面積であり、φがセンサ角度であり、Qが流量である。実際には、(式1)に流量に応じた係数を乗じて流量を算出する。
本発明の実施の形態2に係る超音波流量計について、図2および図3を参照して具体的に説明する。図2は、本発明の実施の形態2に係る超音波流量計の一例を示すブロック図であり、図3は、本発明の実施の形態2に係る超音波流量計の他の例を示すブロック図である。
まず、本実施の形態に係る超音波流量計の構成について説明する。図2に示すように、本実施の形態に係る超音波流量計は、前記実施の形態1に係る超音波流量計と基本的に同様の構成であるが、流量差分判定手段9を備えていない代わりに、タイマ手段13を備えている。タイマ手段13は、所定時間までカウントダウンまたはカウントアップする公知のタイマ回路等を好適に用いることができるが、制御手段10のクロックを利用した機能構成であってもよい。また、タイマ手段13も、本実施の形態においてはタイマ部(あるいはクロックレジスタ等)と読み替えることができる。なお、タイマ手段13以外の各構成要素は、前記実施の形態1で説明したものと同様であるため、その説明は省略する。
本実施の形態に係る超音波流量計の変形例について説明する。図3に示すように、本実施の形態に係る超音波流量計は、タイマ手段13の代わりに温度検出手段14を備えていてもよい。つまり、前述した構成では、タイマ手段13を用いることで、時間とともに変化する温度変化に対応可能な構成となっていたが、本変形例のように、被測定流体の温度
を温度検出手段14によって直接検出してもよい。温度検出手段14は、被測定流体の温度変化を測定することができる公知の温度計または温度検出回路等を挙げることができる。なお、温度検出手段14も、本実施の形態においては温度検出部(または温度検出器)等と読み替えることができる。
本発明の実施の形態3に係る超音波流量計について、図4を参照して具体的に説明する。図4は、本発明の実施の形態3に係る超音波流量計の一例を示すブロック図である。
3を備えていない構成であってもよい。つまり、本実施の形態に係る超音波流量計は、流量差分判定手段9、タイマ手段13、および温度検出手段14の少なくとも2つを備える構成であってもよい。
2 送信手段
3 切換手段
4 増幅手段
5 比較手段
6 計時手段
7 繰り返し手段
8 流量算出手段
9 流量差分判定手段
10 制御手段
11 第1超音波振動子(超音波振動子)
12 第2超音波振動子(超音波振動子)
13 タイマ手段
Claims (2)
- 被測定流体が流れる流路の上流および下流に配置され、超音波を送受信する一対の超音波振動子と、
前記超音波振動子を送信側とするか受信側とするかを切り換える切換手段と、
送信側の前記超音波振動子を駆動する送信手段と、
受信側の前記超音波振動子で受信した受信信号を設定されたゲインで増幅する増幅手段と、
前記超音波振動子間の超音波の伝播時間を測定する計時手段と、
前記計時手段から得た伝播時間をもとに流量を演算によって求める流量算出手段と、
前記被測定流体の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記温度検出手段で所定温度変化を検出したときに、前記増幅手段の出力をほぼ一定になるようにゲイン調整を行うようにしたことを特徴とする、超音波流量計。 - ゲイン調整を行ったときからの時間を計測するタイマ手段を備え、
所定時間経過したときにも、前記ゲイン調整を行うことを特徴とする、請求項1に記載の超音波流量計。
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