(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送受信子（３）が設置されている位置のすぐ上流側に近接配置され、管路底部に開口している気泡発生手段としてのノズル（５）を備え、
該ノズル（５）に空気を圧送するポンプ（６）を連通し、
超音波送受信子（３）と気泡発生手段としてのノズル（５）とが一体に形成されていて、
超音波送受信子（３）から送信される信号が流体の下流側へ向けて発射され、
計測部を管路底部へ設置することを特徴とする超音波ドプラー流量計。
【請求項２】
超音波送受信子（３）と気泡発生手段（１０）とが一体に形成されていて、
気泡発生手段（１０）が超音波送受信子（３)のすぐ上流側に近接配置されており、
超音波送受信子（３）から送信される信号が流体の下流側へ向けて発射され、
気泡発生手段が超音波振動子（１０）であって、
計測部を管路底部へ設置することを特徴とする超音波ドプラー流量計。
【請求項３】
気泡発生手段が超音波振動子（１０）であって、この超音波振動子（１０）が、ドプラー信号を計測するための前記超音波送受信子（３）が扱う超音波の周波数とかけ離れている周波数で励振されることを特徴とする請求項２記載の超音波ドプラー流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は超音波ドプラー流量計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水の流量を測定するのに超音波ドプラー流量計が使われている。
ドプラー効果を利用した超音波流量計、つまり超音波ドプラー流量計は、流水中の固形浮遊物や気泡に向って超音波を発射し、その反射波の周波数が流体の速度に比例して偏移（シフト）することから、シフト周波数を利用して流体の流速や流量を計測する。
【０００３】
このような測定法はドプラー法と略称されて、下水、排水の計測に活用されている（日刊工業新聞社、昭和５４年発行、流量計測ハンドブック、Ｐ２４３〜２４６、Ｐ２６０〜２６３参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
下水の流量測定に超音波ドプラー流量計を利用する場合、流速が大きい場合には、気体巻込みによる気泡や、固形浮遊物が流体中に多く含まれて流されるため、これらの気泡や固形浮遊物に超音波が良好に反射されて大きなドプラー信号が得られる。
【０００５】
しかし、流速が低下すると、気泡が抜け、固形浮遊物も沈澱するため、超音波を反射する反射物が流体中に浮遊しなくなる。そのため、超音波の反射が少なくなって、良好なドプラー信号が得られず、計測できる流量範囲がせまくなるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、かかる問題点を解消して、小流量域の流量でも確実に計測できる下水・排水等の流量計測に好適な超音波ドプラー流量計を提供することを目的とする。
【０００７】
なお、本発明の超音波ドプラー流量計は、後述するように、下水や排水の計測に限らず、上水や中水等のように水質の良い流体の計測にも活用できる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の超音波ドプラー流量計は、超音波送受信子（３）が設置されている位置のすぐ上流側に近接配置され、管路底部に開口している気泡発生手段としてのノズル（５）を備え、
該ノズル（５）に空気を圧送するポンプ（６）を連通し、
超音波送受信子（３）と気泡発生手段としてのノズル（５）とが一体に形成されていて、
超音波送受信子（３）から送信される信号が流体の下流側へ向けて発射され、
計測部を管路底部へ設置することを特徴とする。
【０００９】
ポンプ（６）が空気を圧送してノズル（５）から流体中に気泡を噴出する。管路底部に開口するノズル（５）から発生した気泡は上昇しながら流体の流れに乗って下流に流れる。超音波送受信子（３）から発射された超音波は流体中の気泡に当って反射し、流体の速度に比例したシフト周波数を生じるので、このシフト周波数に基づいて流速又は流量を計測する。
【００１０】
請求項２の発明は、超音波送受信子（３）と気泡発生手段（１０）とが一体に形成されていて、
気泡発生手段（１０）が超音波送受信子（３)のすぐ上流側に近接配置されており、
超音波送受信子（３）から送信される信号が流体の下流側へ向けて発射され、
気泡発生手段が超音波振動子（１０）であって、
計測部を管路底部へ設置することを特徴とする超音波ドプラー流量計である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２記載の超音波ドップラー流量計において、気泡発生手段が超音波振動子（１０）であって、この超音波振動子（１０）が、ドプラー信号を計測するための前記超音波送受信子（３）が扱う超音波の周波数とかけ離れている周波数で励振されることを特徴とする。
【００１５】
超音波送受信子（３）と気泡発生手段（１０）とが一体に形成されているので、流体中への設置が同時にできる。
【００２０】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例である。
管路１内を水面２を有する下水（流体）が図示右方向へ流れている。流速測定用の超音波流速計４は、下流側に向けて測定用の超音波を発射する超音波送受信子３と気泡発生手段としてのノズル５が一体的に形成してある。
【００２１】
ノズル５は、超音波送受信子３のすぐ上流側に近接配置されている。
ポンプ６で圧送された空気は、ノズル５から流体中に噴出されて多数の気泡７となり、流れに乗って下流（図示右方）へ流れる。超音波振動子３から符号８で示すように指向性をもって発射された超音波は流れに乗って移動する気泡に当って反射し、そのシフト周波数に基いて流速や流量が演算計測される。
【００２２】
８は超音波送受信子３から発射される超音波の指向性を示す。９は水位測定用の超音波水位計である。なお、超音波送受信子３は、送信子と受信子とが並置されて構成されている。
図２は本発明の第２実施例である。
この実施例で、前記第１実施例と同一の部分は同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
この第２実施例は図１の第１実施例と比較して、気泡発生手段がノズル５の代りに超音波振動子１０であって、この超音波振動子を超音波送受信子３で扱う超音波信号の周波数と大きくかけ離れた周波数の強力な超音波電力で励振することで、流体中に気泡７を発生させている。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の超音波ドプラー流量計は上述のように構成されているので、下水の計測において流速が小さくて、空気の巻込みによる気泡や、固形浮遊物が流体中に少ないときでも、気泡発生手段によって多量の気泡が強制的に発生するため、この気泡に超音波が反射して大きなドプラー信号が得られる。
【００２５】
そのため小流量域まで下水の計測範囲を広げて下水用として実用化することができた。
また、中〜大流量域において、下水に大量の雨水が流入して、固形浮遊物の割合が少なくなった場合でも効果的にドプラー信号が得られるため流速の測定が不安定になったり、困難になることがない。
【００２６】
更に又、中水や上水等のように水質の良い流体の計測にも有効である。
本願の発明では、ノズルから噴出する空気流や超音波振動子（１０）からの気泡で沈澱物を吹きとばして、すぐ下流の超音波送受信子上に沈澱物が堆積するのを防止でき、流量計の信頼性が向上する。
【００２７】
そして、流体中に噴出するのは、空気やそれ自体の気泡で無害であるため、安全性の問題を生じない。
また、請求項２，３の発明では、ポンプのような寿命に影響する可動部を有しないので、その面から信頼性が向上する。
【００２８】
また、気泡発生用の超音波振動子（１０）を励振する信号と、超音波送受信子（３）が扱う信号とが干渉する虞れがない。
更にまた、本願発明では、計測部を管路底部へ設置するのが容易になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の縦断面略図。
【図２】  本発明の第２実施例の縦断面略図。
【符号の説明】
１  管路
２  水面
３  超音波送受信子
５  気泡発生手段としてのノズル
６  ポンプ
７  気泡
１０  気泡発生手段としての超音波振動子
【図１】
0003550186.tif 000002
【図２】
0003550186.tif 000003