JP6582368B2 - 流量計測装置および流量計測方法 - Google Patents
流量計測装置および流量計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6582368B2 JP6582368B2 JP2014150141A JP2014150141A JP6582368B2 JP 6582368 B2 JP6582368 B2 JP 6582368B2 JP 2014150141 A JP2014150141 A JP 2014150141A JP 2014150141 A JP2014150141 A JP 2014150141A JP 6582368 B2 JP6582368 B2 JP 6582368B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- ultrasonic
- flow rate
- ultrasonic wave
- ultrasonic transducer
- 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.)
- Active
Links
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
- G01F1/66—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 measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/662—Constructional details
-
- 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
- G01F1/66—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 measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る流量計測装置は、例えば、ボイラーなどの蒸気製造装置と負荷設備との間に配設される配管内を流れる気体(例えば、蒸気)の流量を計測可能なシステムである。また、本実施形態の流量計測装置は、配管内を流れる気体の流量を、超音波を利用して計測する装置である。
本実施形態に係る流量計測装置100は、図1に示すように、超音波トランスデューサ1と、制御部2とを備えている。図1において、配管10は、蒸気製造装置20(ボイラーなど)と負荷設備30との間に配設されている。蒸気製造装置20からの蒸気が配管10を流れ、負荷設備30に送られる。負荷設備30において、蒸気又は蒸気の熱が利用される。負荷設備30から排出された蒸気はドレンとして回収され、還水槽(不図示)に集約された後、蒸気製造装置20に再度給水される。
タフト法とは、超音波を配管断面に平行、すなわち管軸に対して垂直に発振し、対向する位置に設けたセンサーにより音響強度分布の空間移動量から流量を決定する方式である。
時間差法とは、2つの超音波送受信子を配管の管軸に対して斜めに設置し、上流から下流に向かう超音波の往路における到達時間と、下流から上流に向かう超音波の復路における到達時間とを求めることで、気体の速度に応じた到達時間の変化から流量を決定する方式である。
以上から、クランプオン方式と平面センサーとを組み合わせた従来構造では、流量計測を行うのが非常に困難であると言える。
以上から、クランプオン方式と曲面センサーとを組み合わせた本発明の構造は流量計測を良好に行うことが可能である。
この場合、図7に示されるように、制振材を使用することで配管内を伝搬する音波が減少し、曲面センサー(超音波受信子)に到達するノイズ成分を曲面センサーのみを用いた場合に比べ、より減少できることが確認できた。
よって、配管10の曲率に影響される屈折や反射が抑えるので、信号強度を向上させることができる。また、第2素子22が配管10の表面10aに対応した曲面センサーから構成されるため、配管10の中心に収束した超音波を受信面22aに対して垂直に入射させることができる。
また、本実施形態においては、配管10に制振材11が設置されているため、配管10内を伝搬する音波が減少する。そのため、受信される超音波信号の強度が向上して信頼性の高い計測を行うことができる。
はじめに、制御部2は蒸気製造装置20から配管10を介して負荷設備30への蒸気の供給を開始する。
続いて、第2実施形態に係る流量計測装置について説明する。本実施形態と第1実施形態との違いは、配管10に設置された超音波トランスデューサ1の数であり、それ以外の構成は共通である。以下では、第1実施形態と共通の構成および部材については同じ符号を付し、その詳細の説明については省略する。
まず、制御部2は蒸気製造装置20から配管10を介して負荷設備30への蒸気の供給を開始する。
また、本実施形態の流量計測装置100は、従来、計測することが難しかった、小口径(例えば、径が4インチ以下)の配管10内を流れる蒸気(圧力が8気圧以下)の流量を高精度で計測することが可能である。
Claims (2)
- 配管の内部を流れる気体の流量を計測する流量計測装置であって、
前記配管に接触して設置される超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサによる超音波の受信結果に基づいて、前記気体の流量を算出する流量算出部と、
前記配管と前記超音波トランスデューサとの間に着脱可能なスペーサー部材とを備え、
前記超音波トランスデューサは、前記配管の内部に向けて前記超音波を発振する超音波発振部と、前記超音波発振部が設けられる側の反対側の前記配管上に設置され、前記超音波を受信する超音波受信部とを含み、少なくとも前記超音波発振部が前記超音波を前記配管の中心に収束させる収束手段を有し、
前記スペーサー部材は、前記配管の外面の曲率と同等の内径を有するとともに、前記超音波発振部の前記超音波の発振面の曲率と同等の外径を有する
ことを特徴とする流量計測装置。 - 配管の内部を流れる気体の流量を計測する流量計測方法であって、
前記配管の内部に向けて超音波を発振する超音波発振部と、前記超音波発振部が設けられる側の反対側の前記配管上に設置され、前記超音波発振部が発振した前記超音波を受信する超音波受信部とを含み、少なくとも前記超音波発振部が前記超音波を前記配管の中心に収束させる収束手段を有する超音波トランスデューサを用いて、該配管の内部に向けて発振した超音波を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した結果に基づいて、前記気体の流量を算出する流量算出ステップと、を備え、
前記受信ステップにおいて、前記配管と前記超音波トランスデューサとの間に着脱可能に設けられ、前記配管の外面の曲率と同等の内径を有するとともに、前記超音波発振部の前記超音波の発振面の曲率と同等の外径を有するスペーサー部材を用いる
ことを特徴とする流量計測方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014150141A JP6582368B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 流量計測装置および流量計測方法 |
PCT/JP2015/070993 WO2016013623A1 (ja) | 2014-07-23 | 2015-07-23 | 流量計測装置および流量計測方法 |
US15/324,849 US10151610B2 (en) | 2014-07-23 | 2015-07-23 | Flow rate measurement device and flow rate measurement method |
CN201580039554.5A CN106537098A (zh) | 2014-07-23 | 2015-07-23 | 流量计测装置及流量计测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014150141A JP6582368B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 流量計測装置および流量計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016024131A JP2016024131A (ja) | 2016-02-08 |
JP6582368B2 true JP6582368B2 (ja) | 2019-10-02 |
Family
ID=55163147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014150141A Active JP6582368B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 流量計測装置および流量計測方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10151610B2 (ja) |
JP (1) | JP6582368B2 (ja) |
CN (1) | CN106537098A (ja) |
WO (1) | WO2016013623A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022502675A (ja) * | 2018-08-11 | 2022-01-11 | 李 言欽LI, Yanqin | パイプ内の軸方向の流速分布と流量を音波法で測定する方法、およびシステム |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104583731B (zh) * | 2012-08-22 | 2018-07-17 | 阿帕特米托尔斯有限公司 | 紧凑的超声波流量计 |
JP6472617B2 (ja) * | 2014-08-06 | 2019-02-20 | 関西電力株式会社 | 気体用外付式超音波流量計及び気体流量計測方法 |
US10992040B2 (en) * | 2016-12-28 | 2021-04-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | TFT substrate, scanning antenna comprising TFT substrate, and method for producing TFT substrate |
US11171161B2 (en) * | 2017-04-07 | 2021-11-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | TFT substrate, scanning antenna provided with TFT substrate, and method for producing TFT substrate |
EP3521773B1 (de) * | 2018-02-06 | 2021-09-29 | SICK Engineering GmbH | Ultraschall-durchflussmessvorrichtung und verfahren zum bestimmen einer strömungsgeschwindigkeit |
CN108489562B (zh) * | 2018-02-09 | 2020-10-27 | 杭州软库科技有限公司 | 一种基于超声波共振的水管流速检测水表***及方法 |
US10739174B2 (en) | 2018-08-11 | 2020-08-11 | Yanqin Li | Method and system of acoustic wave measurement of axial velocity distribution and flow rate |
CN114387763A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-22 | 重庆信驰传感技术有限公司 | 一种具有流量、压力、温度和人体感知的燃气切断报警器 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59161035U (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-29 | オムロン株式会社 | 超音波流量計 |
JPS6128821A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-08 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 超音波流量計 |
JPS6155696A (ja) | 1984-08-27 | 1986-03-20 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 音波吸収体 |
JPH027524U (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-18 | ||
JP2505647Y2 (ja) * | 1989-02-22 | 1996-07-31 | 株式会社カイジョー | 超音波流量計 |
JPH05264310A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波流量計 |
TW283763B (ja) * | 1992-10-06 | 1996-08-21 | Caldon Inc | |
JP2811403B2 (ja) * | 1993-04-08 | 1998-10-15 | 株式会社カイジョー | ドップラー式超音波流量/流速測定装置 |
JP3649028B2 (ja) * | 1999-03-16 | 2005-05-18 | 富士電機システムズ株式会社 | 超音波流量計、及びその測定方法 |
JP2003254802A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-10 | Tokico Ltd | 超音波送受信式流量計 |
WO2006017145A2 (en) * | 2004-07-09 | 2006-02-16 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Extreme temperature clam-on ultrasonic flowmeter transducer |
DE102006012114A1 (de) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- oder des Massedurchflusses eines Mediums in einer Rohrleitung |
EP2386835B1 (de) * | 2010-05-12 | 2015-11-25 | SICK Engineering GmbH | Ultraschallmessung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einer Rohrleitung |
WO2012129101A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | Soneter, LLC | Methods and apparatus for fluid flow measurement |
US9494454B2 (en) * | 2013-12-06 | 2016-11-15 | Joseph Baumoel | Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter |
US9453749B1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-27 | Honeywell International Inc. | Hybrid sensing ultrasonic flowmeter |
US9448092B1 (en) * | 2015-09-03 | 2016-09-20 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Clamp-on ultrasonic fluid flow meter system |
DE102016108986A1 (de) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Krohne Messtechnik Gmbh | Verfahren zur Detektion von Rohrleitungsschwingungen und Messgerät |
EP3246668B1 (de) * | 2016-05-19 | 2018-07-25 | SICK Engineering GmbH | Messvorrichtung und verfahren zum bestimmen der strömungsgeschwindigkeit eines in einer leitung strömenden fluids |
US10222247B2 (en) * | 2016-07-07 | 2019-03-05 | Joseph Baumoel | Multiphase ultrasonic flow meter |
-
2014
- 2014-07-23 JP JP2014150141A patent/JP6582368B2/ja active Active
-
2015
- 2015-07-23 WO PCT/JP2015/070993 patent/WO2016013623A1/ja active Application Filing
- 2015-07-23 CN CN201580039554.5A patent/CN106537098A/zh active Pending
- 2015-07-23 US US15/324,849 patent/US10151610B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022502675A (ja) * | 2018-08-11 | 2022-01-11 | 李 言欽LI, Yanqin | パイプ内の軸方向の流速分布と流量を音波法で測定する方法、およびシステム |
JP7032842B2 (ja) | 2018-08-11 | 2022-03-09 | 言欽 李 | パイプ内の軸方向の流速分布と流量を音波法で測定する方法、およびシステム |
US11454642B2 (en) | 2018-08-11 | 2022-09-27 | Yanqin Li | Method and system of acoustic wave measurement of axial velocity distribution and flow rate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106537098A (zh) | 2017-03-22 |
WO2016013623A1 (ja) | 2016-01-28 |
US20170219400A1 (en) | 2017-08-03 |
US10151610B2 (en) | 2018-12-11 |
JP2016024131A (ja) | 2016-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6582368B2 (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
KR101798716B1 (ko) | 초음파 유량계 및 유량 계측 방법 | |
JP6582855B2 (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
US9279708B2 (en) | Ultrasonic flowmeter | |
KR20120108001A (ko) | 초음파 변환기, 유량계 및 방법 | |
JP2015232519A (ja) | クランプオン式超音波流量計及び流量の計測方法 | |
RU2637381C2 (ru) | Ультразвуковой волновод | |
CN109813381B (zh) | 用于确定测量体积中的压力的测量装置 | |
EP3063508B1 (en) | A flow meter for ultrasonically measuring the flow velocity of fluids | |
JP6207428B2 (ja) | 超音波式音速測定装置及び超音波式音速測定方法 | |
EP2657658B1 (en) | Ultrasonic flow measurement system | |
JP6755485B2 (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
JP6762013B2 (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
JP2016109560A (ja) | 流量計測装置および流量計測方法 | |
JP2020056639A (ja) | 圧力計測装置 | |
JP6187661B2 (ja) | 超音波流量計 | |
KR101119998B1 (ko) | 다회선 외벽부착식 초음파 트랜스듀서 | |
KR101173372B1 (ko) | 초음파 송수파기 | |
JP2007178244A (ja) | 超音波流量計および超音波流量計に用いるくさび | |
JP6472617B2 (ja) | 気体用外付式超音波流量計及び気体流量計測方法 | |
JP2020159809A (ja) | 流動様式判別装置、流動様式判別システムおよび流動様式判別方法 | |
JP2020159810A (ja) | 超音波流量計、超音波流量計測システムおよび超音波流量計測方法 | |
RU2021119988A (ru) | Устройство для измерения расхода текучей среды | |
JP2010060386A (ja) | 流速測定方法および流速測定装置 | |
KR20140024992A (ko) | 신호 특성 개선을 위한 u자형 초음파 유량계용 유량 보정핀 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140821 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181204 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6582368 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |