JP4789435B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents
Ultrasonic flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- JP4789435B2 JP4789435B2 JP2004196150A JP2004196150A JP4789435B2 JP 4789435 B2 JP4789435 B2 JP 4789435B2 JP 2004196150 A JP2004196150 A JP 2004196150A JP 2004196150 A JP2004196150 A JP 2004196150A JP 4789435 B2 JP4789435 B2 JP 4789435B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- flow path
- measurement
- ultrasonic
- inner tube
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
本発明は、ガス・水などの流体の流量を計測する超音波式流量計測装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic flow measuring apparatus you measure the flow rate of a fluid such as gas and water.
従来、矩形状の流路の流量を計測する装置として、超音波を用いたものがある(例えば特許文献1参照。)。
この超音波式計測装置は、図3に示すように、断面が矩形状の管体31における左右の両側壁部31a間に、一対の超音波送受信部32A,32Bからなる超音波式流量計32を設け、この超音波式流量計32にて検出された超音波の伝播時間に基づき流体の流速を計測し、この計測した流速から管体31内を流れる流体の流量を算出する流量演算部33を具備したものである。そして、超音波式流量計32が配置された管体31の計測流路部Kには、管体31内を流れる流体の流速分布の2次元性を高めるために、流れR3と平行に且つ高さ方向において2枚の仕切り板34が等間隔で配置されている。
Conventionally, there is an apparatus using ultrasonic waves as an apparatus for measuring the flow rate of a rectangular channel (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 3, the ultrasonic measurement apparatus includes an
これによると、計測流路部Kより上流側において、高さ方向および奥行き方向に放物線状(放物線に近いという意味で用いており、以下同じ。)の分布を有する3次元的な流速分布P31を持つ流れが、計測流路部Kにて3つの流速分布P32に分割され、すなわち縦横比の小さな流路から縦横比の大きな流路に分割されることで奥行き方向の分布が平坦化される。このように、仕切り板34を配置することにより、計測流路部Kでの2次元性が高められ、上記超音波式流量計32に、流速分布の全域が包含されやすくなることで、計測精度の向上が図られている。
前記従来の構成の超音波式計測装置を、さらに大きな管断面積を有する(いわゆる大流量型)流路に適用しようとした場合、製作可能な超音波振動子の大きさの制限により、以下の2つの計測方法が考えられる。 When the ultrasonic measuring device having the conventional configuration is applied to a flow path having a larger pipe cross-sectional area (so-called large flow rate type), the size of the ultrasonic transducer that can be manufactured is limited as follows. Two measurement methods are conceivable.
1.バイパス型の計測方法
図4に示すように、管体41が計測流路部42と管体部43に分かれ、流れR4は、計測流路部42側の流れR4aと管体部43側の流れR4bとに枝状に分岐され、計測流路部42に設けられた超音波式流量計44により流れR4aの流速を測定する。
1. Bypass-type measurement method As shown in FIG. 4, the
2.内蔵型の計測方法
図5に示すように、管体51の内部に計測流路部52が内蔵され、流れR5は、計測流路部52内の流れR5aと計測流路部52外の流れR5bとに同軸上に分岐され、計測流路部52に設けられた超音波式流量計53により流れR5aの流速を測定する。
2. Built-in Measurement Method As shown in FIG. 5, a measurement
しかしながら、上記した2つの計測方法においては、前記計測流路部42、52内を流れる流体の流速は前記の従来構成(図3)により正しく測れるが、計測流路部42、52に含まれる仕切り板によって摩擦抵抗が生じることや、仕切り板で囲まれた狭隘な流路に流体を流すために必要な圧力差が確保できないために流体が流れにくくなり、計測流路部42、52内の平均流速が計測流路部42、52以外の平均流速よりも小さくなってしまうという問題がある。
However, in the two measurement methods described above, the flow velocity of the fluid flowing in the measurement
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、計測流路部内の流速が計測流路部以外の流速により等しくなり、流量の計測精度の向上を図りうる超音波式流量計測装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the conventional problems, Ri velocity of the measurement flow path portion the name equal the flow rate of the non-measurement flow path unit, the ultrasonic flow rate measuring device which can work to increase the flow rate of measurement accuracy The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る超音波式流量計測装置は、内管体の入り口部分を開口して、前記内管体の入り口部分の周縁から管体内壁面に亘ってのみに抵抗体を設けるとともに、内管体を流れる流体の流量を計測する超音波流速計を設けたもので、これによると、内管体の外側流路部への流れを抵抗体により抑制して平均流速の均一化を図り得、さらに、内管体を流れる流体の平均流速を計測することで、流体の流量をより正確に計測し得る。 In order to achieve the above object, an ultrasonic flow measuring device according to claim 1 of the present invention opens an inlet portion of an inner tube, and extends from the periphery of the inlet portion of the inner tube to the wall surface of the tube. In addition to providing a resistor only on the head, an ultrasonic current meter is provided to measure the flow rate of the fluid flowing through the inner tube. According to this, the flow to the outer channel of the inner tube is suppressed by the resistor. Thus, the average flow velocity can be made uniform, and the average flow velocity of the fluid flowing through the inner tube can be measured, whereby the fluid flow rate can be measured more accurately.
以上のように、本発明の請求項1に係る超音波式流量計測装置によれば、内管体の入り口部分を開口して、前記内管体の入り口部分の周縁から管体内壁面に亘ってのみに、内管体の計測流路部が持つ流体抵抗に見合う抵抗力を持った抵抗体を設けたもので、これによると、内管体の外側流路部への流れを抵抗体により抑制することで、計測流路部と外側流路部との平均流速をより等しくすることができ、さらに、計測流路部を流れる流体の平均流速を超音波流速計により計測することで、流体の流量をより正確に計測できる。 As described above, according to the ultrasonic flow measuring device of the first aspect of the present invention, the entrance portion of the inner tube is opened, and the periphery of the entrance portion of the inner tube extends from the periphery of the tube to the wall surface of the tube. Only, the resistance body has a resistance that matches the fluid resistance of the measurement flow path section of the inner tube. According to this, the flow to the outer flow path section of the inner tube body is suppressed by the resistance body. By doing so, the average flow velocity of the measurement flow path section and the outer flow path section can be made more equal, and furthermore, by measuring the average flow velocity of the fluid flowing through the measurement flow path section with an ultrasonic velocimeter, The flow rate can be measured more accurately.
以下に、本発明の実施の形態に係る流路における平均流速均一化構造について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る平均流速均一化構造を示す。本実施の形態1に係る流体(例えばガス、水など)を流す管体(流路および管路でもある)11としては、断面が丸型のものが使用される。
Hereinafter, an average flow velocity uniform structure in a flow channel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an average flow velocity uniform structure according to the first embodiment. As the tubular body (which is also a flow path and a pipeline) 11 through which a fluid (for example, gas, water, etc.) according to the first embodiment flows, a pipe having a round cross section is used.
管体11により形成される流路内に、細長い内管体12を管体11の中心軸に同軸上に配置することにより、内管体12内に形成された計測流路部13と、計測流路部13以外の外側流路部14とに分割され、流れR1は、計測流路部13内の流れR1aと外側流路部14の流れR1bとに同軸上に分岐される。
In the flow path formed by the
外側流路部14の入り口部分には、内管体12の計測流路部13が持つ流体抵抗(抵抗成分)に見合う抵抗力を持った抵抗体15が設置される。抵抗体15の内端部は計測流路部13の開始位置16(内管体12の入り口部分)に固定され、また外端部は管体11の内壁面上の開始位置17に固定される。流れ方向に対して前記開始位置17は、計測流路部13の開始位置16と流れ方向に沿って同じ位置か上流側に配置されなければならない。なお抵抗体15としては、たとえば、金属製又は樹脂製の多孔板、金属製又は樹脂製の網体、高分子の多孔性材料からなる板又はブロックなどが採用される。
A
この実施の形態1の構成において、管体11内の流速分布P11は、抵抗体15による流れの抑制によって、両流路部13,14への分岐入口直前で平坦に近い流速分布P12となり、流速ベクトルの大きさが揃った状態で分岐される。また前記計測流路部13が管体11の中心軸に同軸上に配置されることで、流速分布P12の最大流速付近が計測流路部13に流れこむことになり、抵抗体15の抵抗を少なくすることができる。
(実施の形態2)
この実施の形態2に係る超音波式流量計測装置は、実施の形態1に係る管路の流量均一化構造を用いたもので、その計測対象の流体としては、例えばガス、水などである。
In the configuration of the first embodiment, the flow velocity distribution P11 in the
(Embodiment 2)
The ultrasonic flow rate measuring device according to the second embodiment uses the flow rate uniformizing structure of the pipe line according to the first embodiment, and the fluid to be measured is, for example, gas or water.
図2に示すように、この超音波式流量計測装置は、実施の形態1にて説明した流量均一化構造、すなわち管体21により形成される流路内に、細長い内管体22を管体21の中心軸に同軸上に配置することにより、内管体22内に形成された計測流路部23と、計測流路部23以外の外側流路部(管路)24とに分割され、外側流路部24の入り口部分には、内管体22の計測流路部23が持つ流体抵抗(抵抗成分)に見合う抵抗力を持った抵抗体25が設置された流量均一化構造に、超音波流速計(超音波振動子などが用いられる)26と流量演算部27とが加えられて構成されている。
As shown in FIG. 2, this ultrasonic flow measuring device has a flow equalization structure described in the first embodiment, that is, an elongated inner tube 22 is formed in a flow path formed by the
ここで内管体22は、断面が矩形状で計測流路部23が矩形状に形成され、そして左右の両側壁部22a間に、一対の超音波送受信部26A,26Bからなる前記超音波式流量計26を設けて、これら超音波送信部26A,26B間での超音波の伝播時間(伝達時間、到達時間ともいう)を検出するとともに、当該伝播時間に基づき流速を求めたあと、この流速に基づき流体の流量を流量演算部27で算出するように構成されている。
Here, the inner tube body 22 has a rectangular cross section, the measurement
さらに、超音波式流量計26が配置された内管体22の計測流路部23には、内管体22内を流れる流体の流速分布の2次元性を高めるために、流れ方向R2aと平行に且つ高さ方向(短辺方向)において2枚の仕切り板28が等間隔で配置され、以て計測流路部23は3つ(複数)の流路部、すなわち3つの超音波計測領域Sに分割されている。
Further, the measurement
なお、超音波式流量計26は、超音波が計測流路部23の中間部を横切るような位置に取り付けられる。また、この流量演算部27においては、予め、被計測流体の種々の流れに応じて、超音波計測領域S内での流速と計測流路部23内の平均流速との関係および、管体21の平均流速と計測流路部23内の平均流速との関係が補正係数として記憶されており、計測された流速から補正係数を用いて管体21内の平均流速が求められる。
The
なお、超音波式流量計26の取り付け方向は、流れ方向R2aに対して、水平面内で所定角度θ(但し、0°<θ<90°の範囲であるが、0°に近い方が望ましい)でもって傾斜するように取り付けられる。
Note that the
この実施の形態2の構成において、管体21内の流速分布は、抵抗体25による流れの抑制によって、両流路部23,24への分岐入口直前で平坦に近い流速分布となり、流速ベクトルの大きさが揃った状態で分岐される。また前記計測流路部23が管体21の中心軸に同軸上に配置されることで、流速分布の最大流速付近が計測流路部23に流れこむことになり、抵抗体25の抵抗を少なくすることができる。
In the configuration of the second embodiment, the flow velocity distribution in the
そして計測流路部23内を流れる流体の流速は、超音波送受信部26A、26B間で交互に発信されて受信される超音波の伝播時間として検出され、この伝播時間の差に基づき流体の平均流速が求められ、この流速に流路の断面積をかけることにより、管体21内を流れる流体の流量を求める、すなわち計測することができる。
Then, the flow velocity of the fluid flowing in the measurement
上述したように、計測流路部23を流れる流体の速度を計測して流量を求める際に、計測流路部23以外の管路、すなわち、外側流路部24の入り口部分に、計測流路部23が持つ流体抵抗に見合う抵抗力を持った抵抗体25を配置して、分岐部に流入する流体の速度分布を平坦にするようにしたので、流速ベクトルの大きさがそろい、したがって流体の流量をより正確に計測することができる。
As described above, when the flow rate is obtained by measuring the velocity of the fluid flowing through the measurement
上記した実施の形態1、2では、管体11,21として断面が丸型のものが使用されているが、これは断面が矩形型の管体を使用した形式などであってもよい。
In the first and second embodiments described above, the
本発明の超音波式流量計測装置の対象となる流体は、ガス、水などの他、空気(燃焼用空気)などの気体、薬液や油などの液体も対象となる。 Fluid to be ultrasonic type flow measuring device of the present invention, the gas, the other, such as water, gas such as air (combustion air), and liquid such as chemical solution or oil of interest.
11 管体
12 内管体
13 計測流路部
14 外側流路部
15 抵抗体
R1 流れ
R1a 流れ
R1b 流れ
P11 流速分布
P12 流速分布
21 管体
22 内管体
23 計測流路部(矩形流路部)
24 外側流路部
25 抵抗体
26 超音波流速計
26A 超音波送受信部
26B 超音波送受信部
27 流量演算部
28 仕切り板
S 超音波計測領域(流路部)
R2a 流れ方向
DESCRIPTION OF
24
R2a Flow direction
Claims (2)
内管体の入り口部分を開口して、前記内管体の入り口部分の周縁から管体内壁面に亘ってのみに、内管体の計測流路部が持つ流体抵抗に見合う抵抗力を持った抵抗体を設けるとともに、計測流路部を流れる流体の流量を計測する超音波流速計を設けたことを特徴とする超音波式流量計測装置。 This is an ultrasonic flow measuring device that divides the flow rate of the fluid flowing in the flow path into and out of the inner tube body by coaxially incorporating an elongated inner tube body in the flow path formed by the tube body. And
Opening the entrance part of the inner tube, a resistance having a resistance corresponding to the fluid resistance of the measurement flow path part of the inner tube only from the periphery of the entrance part of the inner tube to the wall surface of the tube An ultrasonic flow rate measuring device characterized in that an ultrasonic current meter is provided for measuring the flow rate of a fluid flowing through a measurement flow path while providing a body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004196150A JP4789435B2 (en) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | Ultrasonic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004196150A JP4789435B2 (en) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | Ultrasonic flow meter |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006017596A JP2006017596A (en) | 2006-01-19 |
| JP2006017596A5 JP2006017596A5 (en) | 2007-07-12 |
| JP4789435B2 true JP4789435B2 (en) | 2011-10-12 |
Family
ID=35792024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004196150A Expired - Fee Related JP4789435B2 (en) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | Ultrasonic flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4789435B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162013A (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Yazaki Corp | Flow detector |
| JP2003083791A (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-19 | Tokyo Gas Co Ltd | Flow measurement device and gas meter |
| JP2003185477A (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Yazaki Corp | Flowmeter |
-
2004
- 2004-07-02 JP JP2004196150A patent/JP4789435B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006017596A (en) | 2006-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102713529B (en) | Sonac, effusion meter and method | |
| JP2004271496A (en) | Ultrasonic flow measurement method | |
| CN103196504B (en) | Method and device for measuring multi-channel ultrasonic flow | |
| RU2580898C1 (en) | Ultrasonic system of flow measurement | |
| RU2612727C2 (en) | Ultrasonic signal coupler | |
| KR102183549B1 (en) | Real-Time 3D Flow Meter with Ultrasonic Multiple Sensors | |
| CN103808381A (en) | Temperature influence eliminating method for time difference ultrasonic flowmeter | |
| KR20170093871A (en) | Ultrasonic method and device for measuring fluid flow | |
| CN107709937A (en) | Measuring Cells and Flow Meters | |
| CN109477743B (en) | Method and arrangement for clamped ultrasonic flow measurement and body for carrying out the measurement | |
| JP2008519964A (en) | Flow determination method and apparatus | |
| RU2502054C1 (en) | Ultrasonic flow meter | |
| CN102829830B (en) | Method and the device of ultrasonic propagation velocity is detected in detecting for ultrasonic flow | |
| KR100993617B1 (en) | Clamp on typed multi-path ultrasonic flowmeter | |
| JP4789435B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
| JP6134899B2 (en) | Flow measurement unit | |
| WO2015063079A1 (en) | A flow meter for ultrasonically measuring the flow velocity of fluids | |
| JP2013250254A (en) | Multiple reflection prevention rectifier tube for ultrasonic spirometer | |
| CN205861137U (en) | Reducing two is popped one's head in time difference ultrasonic flow rate measurement apparatus | |
| CN111473827B (en) | V-shaped sound channel zero drift elimination method | |
| JP4453341B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
| EP3798582B1 (en) | Ultrasonic flowmeter and fluid pipeline | |
| CN111473828B (en) | Zero drift elimination method for commercial meter | |
| KR101473645B1 (en) | Method of Ultrasonic Flow Metering | |
| JP4561071B2 (en) | Flow measuring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070523 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070523 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100707 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100720 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100914 |
|
| 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: 20110621 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110719 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |