在测定管(1)的上游侧的管路上设置流速分布调整构件(5)。流速分布调整构件(5)被配置为，将流速分布调整构件(5)投影在与测定管(1)的管轴(O)正交的截面上的形状的一部分和将超声波的传播路径投影在上述截面上的轨迹的一部分重合。由此，测定管(1)内的流速分布变化，紊流区域中的实际流速和超声波传播路径测量的平均流速的偏差与层流区域中的偏差的差变小，流量修正系数的变化特性接近于较平的变化特性。因此，在不使SN比下降或耗电量增大的情况下，能够在较广的流量范围进行高精度的流量测量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在测定管(1)的上游侧的管路上设置流速分布调整构件(5)。流速分布调整构件(5)被配置为，将流速分布调整构件(5)投影在与测定管(1)的管轴(O)正交的截面上的形状的一部分和将超声波的传播路径投影在上述截面上的轨迹的一部分重合。由此，测定管(1)内的流速分布变化，紊流区域中的实际流速和超声波传播路径测量的平均流速的偏差与层流区域中的偏差的差变小，流量修正系数的变化特性接近于较平的变化特性。因此，在不使SN比下降或耗电量增大的情况下，能够在较广的流量范围进行高精度的流量测量。【专利说明】超声波流体测定装置
本专利技术涉及一种使用超声波以测定流体的流量等的超声波流体测定装置。
技术介绍
以往，作为这种超声波流体测定装置，采用的是使用超声波以测定流体的流量的超声波流量计。如图17A以及图17B所示,在该超声波流量计中,在测定对象的流体流过的测定管I的上游侧的外周面配置有第一超声波收发器2，在下游侧的外周面配置有第二超声波收发器3,基于超声波收发器2和超声波收发器3之间的超声波的传播时间的差,测定流体的流速V，根据该测定的流速V和测定管I的截面积S，通过Q = VX S求出流体的流量。 求出该流量Q时的运算式如下述(I)?⑷式所示。 tl = L/ (c+V.cos θ )......(I) t2 = L/ (c-V.cos θ )......(2) V = c2.(t2~tl)/(2.L.cos Θ )......(3) Q = S.V......(4) 但是，上述(I)?(4)式中，tl是从超声波收发器2发送的超声波被超声波收发器3接收所需要的时间，t2是从超声波收发器3发送的超声波被超声波收发器2接收所需要的时间，c是超声波的在流体中的传播速度，L是超声波收发器2和超声波收发器3相互之间的距离(超声波传播路径的距离)，Θ是相对于测定管I的管轴O的超声波传播路径的倾斜度。 该超声波流量计中，由于将超声波传播路径上的平均流速V’作为流速V进行测定，由V’ XS计算的测量流量Q’与实际流量Q有稍许不同。该超声波测量到的平均流动速V和管截面的平均流速(实际流速)V的比V’ /V = Q’ /Q = k通过实流校准等预先了解的话，能够将该比作为流量修正系数k，根据由超声波测量到的超声波传播路径上的平均流速V’和流量修正系数k，求出实际流量Q。 然而，该流量修正系数k有如下特征。 测定管I内的流体的流速分布依赖于流量而变化。即，流量较少的情况下为层流，流量较多的情况下为紊流。因此，超声波传播路径上的管内的流速分布在流量较少的层流区域中，如图18A所示为抛物状的凸型，在流量较多的紊流区域中，如图18B所示为比较平坦的形状。 因此，在超声波传播路径测量到的平均流速V’和实际流速V的比即流量修正系数k在层流和紊流的情况下不是相同的值。层流区域中，将在超声波传播路径测量到的平均流速V’设为VI’，将实际流速设为Vl的话，其流量修正系数kl为kl = VI’ /VI。紊流区域中，将在超声波传播路径测量到的平均流速V’设为V2’，将实际流速设为V2的话，其流量修正系数k2为k2 = V2’ /V2。将层流区域中的Vl和VI’的差设为偏差Λ VI，将紊流区域中的V2和V2’的差设为偏差AV2的话，层流区域中的偏差AVl和紊流区域中的偏差ΔΥ2的差较大，因此层流区域中的流量修正系数kl和紊流域中的流量修正系数k2不会相等(kl Φ k2)。 如图19所示，流量修正系数k具有在层流侧急剧变化的流量依赖性。使用了示出这种变化特性的流量修正系数k的情况下，在流量修正系数k的变化量急剧变化的部分，即使流速测量的误差很小，其所适用的流量修正系数k的误差也较大，作为结果求出的流量的误差变大。 因此，为了在较广流量范围进行高精度的流量测量，理想的是尽可能缩小流量修正系数k的变化量。S卩，如图20所示，理想的是使具有在层流侧急剧变化的流量依赖性的变化特性I接近较平的变化特性II (理想情况下一定值)。 因此，如图21所示，例如专利文献I提出一种在测定管I内设置内部构件4的技术。该内部构件4以星形形成，将其中央部作为阻止面4a，具有从该阻止面4a向四方延伸的臂4b?4e。如图22所示，设置这种内部构件4的话，流过测定管I的流体通过内部构件4时，中央部的流体的流速由于阻止面4a而减少，周缘部的流体的流速增加。由此，无论在层流区域还是在紊流区域，流速分布都能够成为管中心部没有明显的最大值的平均化的流速分布。即，层流被紊流化，紊流区域中的实际流速V2和超声波传播路径测量到的平均流速V2’的偏差AV2与层流区域中的实际流速Vl和超声波传播路径测量到的平均流速VI’的偏差AVl的差变小，流量修正系数k的变化特性接近于较平的变化特性II。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开平3-11648号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 上述专利文献I示出的技术中，将内部构件4设置在一对超声波收发器之间。因此，部分遮断在收发器2、3之间传播的超声波，传播的超声波的接收信号衰减。存在由于该接收信号的衰减，信号的SN比下降，导致测量精度的下降的问题。又，存在若为提高SN比而要提高向传感器的外加电压，导致设备的耗电量增大的问题。 本专利技术是为了解决这样的课题而做出的，其目的在于，提供一种不使SN比下降或耗电量增加就能够在较广流量范围内进行高精度的流量测量的超声波流体测定装置。 解决问题的手段 为了达成这样的目的，本专利技术包括:测定对象的流体流过的测定管；被配置在测定管的上游侧的周面上的第一超声波收发器；被配置在测定管的下游侧的周面上的第二超声波收发器；测定部，所述测定部被连接到第一超声波收发器以及第二超声波收发器，基于第一超声波收发器和第二超声波收发器之间的超声波的传播时间的差，测定流体的流速；以及流速分布调整构件，所述流速分布调整构件被配置在所述第一超声波收发器的上游侧的测定管的管路，调整测定管内的流体的流速的分布，流速分布调整构件被配置为，将流速分布调整构件投影在与测定管的管轴正交的截面上的形状的一部分和将超声波的传播路径投影在与测定管的管轴正交的截面上的轨迹的一部分重合。 专利技术效果 本专利技术中，在第一以及第二超声波收发器的上游侧配置有流速分布调整构件。因此，第一超声波收发器和第二超声波收发器之间的超声波的传播不会受到流速分布调整构件妨碍。 又，流速分布调整构件被配置为，将流速分布调整构件投影在与测定管的管轴正交的截面上的形状的一部分和将超声波的传播路径投影在与测定管的管轴正交的截面上的轨迹的一部分重合。在测定管内的一个截面上，流体的流速在流速分布调整构件存在的区域的下游减少，流体的流速在流速分布调整构件不存在的区域的下游增加，由此超声波传播路径上的流速分布变化。 因此，根据本专利技术，在不使SN比下降或耗电量增大的情况下，使从紊流区域至层流区域的流量修正系数的变化特性接近于较平的变化特性，能够在较广的流量范围进行高精度的流量测量。 【专利附图】【附图说明】 图1A以及图1B是示出作为本专利技术的一个实施方式的超声波流量计的示意图。 图2A是示出没有流速分布调整构件且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波流体测定装置，其特征在于，包括：测定对象的流体流过的测定管；被配置在所述测定管的上游侧的周面上的第一超声波收发器；被配置在所述测定管的下游侧的周面上的第二超声波收发器；测定部，所述测定部被连接于所述第一超声波收发器以及所述第二超声波收发器，基于所述第一超声波收发器和所述第二超声波收发器之间的超声波的传播时间的差，测定所述流体的流速；以及流速分布调整构件，所述流速分布调整构件被配置在所述第一超声波收发器的上游侧的所述测定管的管路，调整所述测定管内的所述流体的流速的分布，所述流速分布调整构件被配置为，将所述流速分布调整构件投影在与所述测定管的管轴正交的截面上的形状的一部分和将所述超声波的传播路径投影在与所述测定管的管轴正交的截面上的轨迹的一部分重合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：泉浩司，新谷知纪，村木浩二，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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