| 主权项 |
1.一种超音波流量计,其特征为:具备输出触发信号的触发振荡手段,及藉由来自该触发振荡手段的触发信号输出超音波脉冲振荡信号的脉波接收机,及藉由来自该脉波接收机的超音波脉冲振荡信号,朝流体内的测定线振荡超音波脉冲的转换器,及将从该转换器所发射的超音波脉冲反射在悬浮于流体内的超音波反射体,并接收该反射波的超音波回波信号,且信号处理所接收的超音波回波信号的信号处理手段,及信号解析在该信号处理手段经信号处理的超音波回波信号,并求出沿着上述测定线的超音波反射体的位置与速度的信号解析手段;上述触发振荡手段是控制脉波接收机与AD换流器间的信号授受时机,且连续复数次超音波脉冲振荡及超音波回波信号接收,之后,调整设定成具备一定等待时间。2.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中上述信号处理手段是具备:具超音波脉冲的反射波的超音波回波信号从转换器被传送,且选择因应于来自转换器的超音波振荡频率的频带的超音波回波信号的滤波处理部的脉波接收机,及AD变换来自该脉波接收机的超音波回波信号的AD换流器;上述信号解析手段是具备:求出采取经数位化的超音波回波信号彼此间的相互相关所得到的相位差,算出上述超音波反射体的速度分布之后算出上述超音波反射体所悬浮的流体的流速分布的流速分布算出手段,及将算出流速分布的流体流量加以算出的流量算出手段。3.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述信号解析手段是具备采取经数位化的超音波回波信号彼此间的相互相关来解析信号相位差,算出上述超音波反射体的速度分布之后算出上述超音波反射体所悬浮的流体的流速分布的流速分布算出手段。4.如申请专利范围第1项或第2项所述的超音波流量计测方法,其中,上述信号解析手段是以区别反射波与杂讯为目的,上述信号处理手段在经数位化的超音波回波信号的振幅设成临限値;选别具有超过临限値的振幅的超音波回波信号作为上述反射波,针对于经选别的超音波回波信号彼此间计算相互相关,同时以识别来自流体中的同一超音波反射体的反射波为目的,在计算相关的相关値设定临限値,当相关値超过临限値时,判断为来自同一超音波反射体的反射波而求出相位差,并从所求得的相位差来算出上述超音波反射体的速度分布。5.如申请专利范围第1项或第2项所述的超音波流量计,其中,上述信号解析手段是具备:以区别反射波与杂讯为目的上述信号处理手段在经数位化的超音波回波信号的振幅,及以识别来自流体内的同一超音波反射体的反射波为目的,在计算超音波回波信号彼此间的相互相关的相关値设定临限値,将该临限値作成可变,因应于被测定流体中的多少超音波反射体,求出最适合此些的速度分布的流速分布算出手段及流量测定手段。6.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述信号解析手段是具备:利用超音波,求出具有反射波的抽样时间间隔的离散性相互相关函数,又,为了保存利用来自追踪粒子群的超音波的脉冲反射波的形状,利用更缩短离散间隔t的间隔的近似正弦波而以更细分割的网目求出相互相关函数的流速分布算出手段及流量测定手段。7.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述脉波接收机是将输入触发信号的触发时间与输出超音波脉冲振荡信号的信号发送时间之间的参差不齐,在来自发射区域的反射波的超音波回波信号彼此间增加相互相关来进行修正信号发送时间的发射触发处理。8.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述触发振荡手段是连续复数次超音波脉冲振荡及超音波回波信号之后,设定一定等待时间以提高时间分解能。9.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述触发振荡手段是变更所振荡的触发信号的脉冲数及等待时间,藉由连续脉冲法、二发送脉冲法、及三发送脉冲法的三种类的流体流速分布计测方法的任一方法来进行流体的流速分布计测。10.如申请专利范围第1项所述的超音波流量计,其中,上述触发振荡手段是振荡外部触发,并将该外部触发输出至脉波接收机及AD换流器,来控制上述脉波接收机及AD换流器的信号授受的时机。11.一种超音波流量计测方法,其特征为具备:振荡触发信号的触发信号振荡顺序,及将超音波脉冲发送至测定对象流体并使之入射的超音波脉冲发送顺序,及将接收的反射波变换成电信号而取得超音波回波信号的超音波回波信号取得顺序,及信号处理超音波回波信号的信号处理顺序,及进行超音波回波信号的解析的信号解析顺序,及选择显示流速分布及流量计测结果的至少一方的显示顺序。12.如申请专利范围第11项所述的超音波流量计测方法,其中,上述信号解析顺序是具备:从悬浮于流体中的各该超音波反射体的位置及速度算出上述超音波反射体的速度分布,并算出上述流体的流体分布的流速分布算出过程,及从流速分布算出上述流体的流量的流量算出过程。13.如申请专利范围第11项所述的超音波流量计测方法,其中,上述信号解析顺序是具备:从悬浮于流体中的各该超音波反射体的位置及速度算出上述超音波反射体的速度分布,并算出上述流体的流体分布的流速分布算出过程。14.如申请专利范围第11项或第12项所述的超音波流量计测方法,其中,上述流速分布算出过程是选别以区别反射波与杂讯为目的而具有超过对于经数位化的超音波回波信号的振幅所设定的临限値的振幅的超音波回波信号作为上述反射波,针对于所选别的超音波回波信号彼此间计算相互相关,同时以识别来自液体中的同一超音波反射体的反射波为目的,对于相关値所设定的临限値超过计算的相关値时,判断为来自同一超音波反射体的反射波求出相位差,并算出上述超音波反射体的速度分布。15.如申请专利范围第11项或第12项所述的超音波流量计测方法,其中,上述流速分布算出过程是选别以区别反射波与杂讯为目的而具有超过对于经数位化的超音波回波信号的振幅所设定的临限値的振幅的超音波回波信号作为上述反射波,针对于所选别的超音波回波信号彼此间计算相互相关。16.如申请专利范围第11项或第12项所述的超音波流量计测方法,其中,使用具有反射波的抽样时间间隔的离散性相互相关函数求出上述超音波回波信号彼此间的相关値;该互相相关函数是为了保存利用来自追踪粒子群的超音波的脉冲反射波的形状,利用更缩短离散间隔t的间隔的近似正弦波使用更细分割的网目求出。17.如申请专利范围第11项或第12项所述的超音波流量计测方法,其中,上述触发振荡顺序是连续复数次超音波脉冲振荡及超音波回波信号之后,设定一定等待时间。18.如申请专利范围第12项或第13项所述的超音波流量计测方法,其中,上述触发振荡顺序是振荡外部触发作为上述触发信号。19.如申请专利范围第12项或第13项所述的超音波流量计测方法,其中,上述触发振荡顺序是变更所振荡的触发信号的脉冲数及等待时间,来进行连续脉冲法、二发送脉冲法、及三发送脉冲法。图式简单说明:第1图是概略地表示本发明的超音波流量计的一实施形态者;表示适用于实验设备的例子的图式。第2(A)图是表示设有第1图的超音波流量计的流体配管的平剖视图。第2(B)图是表示第2(A)图的实验领域的剖视图。第3图是表示在本发明的超音波流量计的流速分布及流量计测中,说明使用连续脉冲法(三脉冲法)施加触发信号时的触发振荡装置,脉波接收机及AD换流器间的信号授受时机的采取方法的说明图。第4图是表示说明本发明的超音波流量计的流速分布及流量计测的原理的图式;说明流体配管内的二时刻间的追踪粒子(超音波反射体)的移动的说明图。第5图是表示将被输入于脉波接收机的触发信号的触发时间与从脉波接收机所输出的信号发送时间之间的信号发送时间的参差不齐,加以比较施以修正(发射触发处理)信号发送时间的时间错开的情形与未施以修正的情形加以表示的机率密度分布,说明发射触发效果的说明图。第6图是表示说明从本发明的超音波流量计的转换器所振荡的超音波脉冲的反射波的超音波回波信号的说明图。第7图是表示说明本发明的超音波流量计的流速分布及流量计测的原理的图式;表示t=t0及t=t0+t的追踪粒子的变位及反射波的时间变化量的说明图。第8图是表示在本发明的超音波流量计中,以发射触发导入前与发射触发导入后相比较流速分布及流量计测之际的参照波与探索波的时间错开而说明发射触发导入的效果的说明图。第9图是表示说明使用于计测依本发明的超音波流量计的流体的流速分布或流量之际的触发信号的施加方法者;第9(A)图是表示习知的脉冲杜卜勒法,第9(B)图是表示连续脉冲法,第9(C)图是表示二脉冲法,第9(D)图是表示三脉冲法的触发振荡间隔的说明图。第10(A)、(B)图是表示以脉冲杜卜勒法及二脉冲法说明来自转换器的超音波射束上的追踪粒子的移动状态的说明图。第11图是表示比较说明依本发明的超音波流量计的流体配管内的平均速度分布与LDV(Laser DopplerVelocimetry)的平均速度分布的说明图。第12图是表示将时间分解能作为500 s时,本发明的超音波流量计的5时刻连续的瞬间速度分布的图式。第13图是表示使用本发明的超音波流量计而流体配管的管中央附近与壁近旁的一点的瞬间速度的图式。 |
