JPS6044608B2 - 超音波式計測装置 - Google Patents

超音波式計測装置

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JPS6044608B2
JPS6044608B2 JP55037844A JP3784480A JPS6044608B2 JP S6044608 B2 JPS6044608 B2 JP S6044608B2 JP 55037844 A JP55037844 A JP 55037844A JP 3784480 A JP3784480 A JP 3784480A JP S6044608 B2 JPS6044608 B2 JP S6044608B2
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JP
Japan
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ultrasonic
fluid
measuring device
pipe
measured
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JP55037844A
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晧 菊池
昭男 萩谷
和照 新貝
勝 河野
潔 斉藤
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Fuji Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/667Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02836Flow rate, liquid level

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  • Electromagnetism (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定流体の流れる配管を挾んで2つの超
音波トランスジューサを配置し、一方の超音波トランス
ジューサから前記被測定流体に向けて超音波を発射させ
、この被測定流体を通過した超音波を他方の超音波トラ
ンスジューサで受信する超音波式計測装置に関する。
超音波式計測装置たとえば超音波式流量計は第1図の
ように被測定流体の流れの上流側と下流側とに検出器(
超音波トランスジューサ)D、D’を置き、図のように
斜めに超音波パルスを伝搬させる。
上流側から下流側への超音波パルス伝搬時間を、と下流
から上流への伝搬時間を2との間に、流れにより時間差
が生すること利用して流量を測定する。 第2図は従来
のこの種の超音波式計測装置の斜視図である。
その第2図において、1は高温の被測定流体2の流れる
配管てある。この配管1には、上記側検出器3と下流側
検出器4とか配管1Jを挾むようにして取付けられる。
両検出器3、4からはこの検出器の信号を遠方にある測
定回路まで送られなければならないが、これに使用する
常温用の同軸ケーブルは耐熱温度がたとえば100゜C
以下に制限されるため、高温(1000C〜500CC
)である配管1の近辺ては第2図に示すようにMIケー
ブル等の耐熱電線6,7が用いられる。この耐熱電線6
,7は金属シースで覆われているため、きわめて可撓性
に乏しく、かつ重量も多く、高価でもあるので、限られ
た部分にのみ使用し、周囲温度が配管1の高温の影響を
受けない場所に中継端子箱を8置き、耐熱電線6,7の
端末はこの中継端子箱8に接続される。中継端子箱8か
らは通常の同軸ケーブル9,10を経て測定回路(図示
せす)に至る。ところが、この構造における耐熱電線6
,7は金属シースにアルミナなどの絶縁粉末を充填した
ものであるので可撓性に乏しく、剛直でかつ重量も重い
ので、次のような弊害がある。
(a)可撓性に乏しいため配線作業が難しい。(b)製
作時に検出器の枠体に結合して出荷する場合は荷造りに
かさばり運搬上好ましくない。(c)取付け、取外し作
業時あるいは保守点検時に、作業員があやまつて耐熱電
線を足にひつかけたりした場合耐熱電線が剛直なため、
検出器との接続個所を損傷する可能性が多い。(d)耐
熱電線は可撓性に乏しいことと高価であることから長く
敷設するわけにはいかず或程度の長さにとどめ、通常の
ケーブルと接続替えして測定回路に接続しなければなら
ないので、中継端子箱の設置が必要となる。ところで、
この種の超音波式計量計において.は、被測定流体の流
れる配管の外壁に検出器を取付けるだけで流体に接触し
ないで測定ができ、既設配管にあとからでも取付けるこ
とが出来るので、既設管路に後から取付け可能という利
点から、既設プラントの現場で検出器の取付け、取外J
し作業を行なうことがしばしばある。
ところが、作業環境は高温、放射線雰囲気等人的に悪い
環境である可能性がある。そのため、この種の超音波式
計測装置には、(a)取付け、取外し作業を迅速に、し
かも難しい調整を必要としないで作業性のく良い構造で
あること、(b)保守性の良い構造であること、(C)
被測定流体が高温流体(100〜500℃)あるいは極
低温流体(液体窒素、液体水素など)である場合には作
業者が超音波トランスジューサのリード線の取付けおよ
び取外しの際にその高温あるいは極低温の影響を受けな
いことが要求される。本発明は、第2図に示した従来装
置の弊害をなくし、しかも上述の要求をすべて満たした
超音波式計測装置を提供することを目的とする。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第3図は本発明の一実施例てある超音波式流量計の斜視
図、第4図は第3図におけるA矢視ノ図、第5図は第3
図における要部の断面図である。図における1は被測定
流体2の流れる配管である。この配管1においては上記
側検出器11を保持する枠体12と、下流側検出器13
を保持する枠体14とは、一端側がヒンジピン15にて
回・転可能なようにヒンジ結合され、枠体12,14に
て配管1を挾み込むようにして設置され枠体12,14
の他端側にて締付金具15″により締付けられ固定され
る。この枠体12,14には管取付座16,17が設け
られており、この管取付座16,17に中空管(たとえ
ばステンレス管)18,19をねじ込みその他の方法で
固定する。この中空管18,19の中空部には必要に応
じて断熱材を充填することもでき、軸方向に貫通して検
出器11,13からのリード線28を通す。それぞれの
リード線28の端末は中空管18,19の先端に設けた
接続端子(レセプタクル)20,21に接続する。必要
に応じ、中空管18,19の先端には接続端子20,2
1に隣接して放熱用フィン22,23を設けることもあ
る。24,25はそれぞれ接続端子20,21の相手方
接続端子で、その先は通常の同軸ケーブル26,27に
つながつており接続端子20,21,24,25をそれ
ぞれ結合することにより検出器11,13からの信号は
それぞれのリード線28、接続端子20,21,24,
25、同軸ケーブル26,27を経て制御回路へ伝達さ
れる。
ここで中空管は耐熱材料でかつ熱伝導度のできるだけ低
いものを選び、中空管の軸方向に大きい温度勾配を持た
せることにより配管1が高温であつても接続端子20,
21,24,25部分では十分常温に近い温度が得られ
るようにする。放熱用フィンは接続端子20,21,2
4,25部分の温度をさらに常温に近づける目的で設置
するものである。また接続端子(レセプタル)20,2
1と相手方接続端子(プラグ)24,25とはワンタッ
チで結合できるようになつているので、ケーブル接続、
敷設の作業性はきわめて良好となる。以上は被測定流体
が高温の楊合について説明したが被測定流体が低温の場
合でもこの発明が適用できる。
但しその場合は中空管は耐冷材料を使い、放熱用フィン
は集熱用として働らくことのみが異なる。以上のような
構造にすれば、配管部の高温、(または低温)は同軸ケ
ーブルまで影響されす取,付け取外しの作業性ならびに
保守性はきわめてよくなる。
実際に試験機を作り、実験した結果では、検出器、枠体
を配管に取付けるに要する時間は約1分、検出器側の接
続端子と同軸ケーブル側接続端子とを結合するのに要す
る時間は1[株]以下ノてあつて、プラント現場での作
業性は改絶された。さらに、配管1および枠体12,1
4の温度は300゜Cに近い高温であつたが、中空管(
ステンレス管)18,19をして15c7rtのものを
使用したところ、接続端子20,21における温度を常
温2にすることができた。つまり、中空管18,19に
300′Cから常温まての温度降下を達成させることが
可能であつた。しかして、以上に説明した本発明の要点
をまとめると、次のようになる。
(1)本発明においては、一方の超音波トランスジュー
サ(検出器11)を保持する枠体12と他方の超音波ト
ランスジューサ(検出器12)を保持する枠体14とを
その一端側でヒンジピン15によつてヒンジ結合し、か
つ両枠体12,14を配管1を挟持するようにこの配管
に取付 け、両枠体12,14の自由端側を締付手段
(締付金具15)によつて締付けるようにし た。
その結果、取付け・取外し作業を迅速に行 なうことが
出来、しかも難しい調整を必要とし5 ないので、作
業性を良くすることが出来るよう になつた。それによ
り、保守も容易になつた。2)本発明においては、超音
波トランスジューサ のそれぞ五のリード線を、各枠体
12,14に それぞれ固定された中空管18,19の
内部をr( 貫通させて前記中空管18,19のそれ
ぞれの 先端に設けられた接続端子20,21に接続す
るようにした。
その結果、その中空管によつて 枠体から接続端子に至
る大幅な温度降下を達成 することが出来、それゆえ被
測定流体がたとえ2 ば100′C〜500℃とい
う高温流体であつても、接 続端子部分を常温に維持す
ることが可能になつ た。さらに、耐熱電線の長さは中
空管の長さと ほぼ同じにすることが出来るので、第2
図に示 した従来装置の持つ弊害を回避することが出来
るようになつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は超音波流量計の原理図、第2図は従来構造の
超音波式流量計の斜視図、第3図は本発明の一実施例で
ある超波式流量計の斜視図、第4図は第3図におけるA
矢視図、第5図は第3図における要部断面図である。 3,11:上流側検出器、12,14:枠体、4,13
:下流側検出器、18,19:中空管、20,21:接
続端子、22,23:放熱フィン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被測定流体の流れる配管を挾んで2つの超音波トラ
    ンスジューサを配置し、一方の超音波トランスジューサ
    から前記被測定流体に向けて超音波を発射させ、この被
    測定流体を通過した超音波を他方の超音波トランスジュ
    ーサで受信するものにおいて、一方の超音波トランスジ
    ューサを保持する枠体と他方の超音波トランスジューサ
    を保持する枠体とをその一端側でヒンジ結合し、かつ前
    記両枠体を前記配管を挾持するようにこの配管に取付け
    、前記両枠体の自由端側を締付手段によつて締付け、前
    記両超音波トランスジューサのそれぞれのリード線を、
    前記各枠体にそれぞれ固定された中空管の内部を貫通さ
    せて前記中空管のそれぞれの先端に設けられた接続端子
    に接続したことを特徴とする超音波式計測装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の超音波式計測装置にお
    いて、リード線が貫通する中空管は、その接続端子に近
    い部分に放熱用フィンを備えたことを特徴とする超音波
    式計測装置。
JP55037844A 1980-03-25 1980-03-25 超音波式計測装置 Expired JPS6044608B2 (ja)

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