(57)【要約】【課題】本発明は、測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路の両端部に配置されて相互に当該超音波伝搬路に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器により、超音波伝搬路における超音波の伝搬状態を計測し、測定流路を流通する測定対象流体の流速関連値を導出する超音波式メータ装置に関し、その目的は、測定流路を傾斜して横断する超音波伝搬路に沿った領域において、測定対象流体の流速分布を良好に均一なものとして、高精度で且つ広い測定範囲を達成する超音波式メータ装置を実現する点にある。【解決手段】測定流路２に、測定対象流体ｇが通過する複数の通過路２１を超音波伝搬路５に沿って配置してなる整流部２０を備えると共に、測定流路２における超音波伝搬路５の幅Ｄ５が、整流部２０の幅Ｄ２０よりも大きく形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象流体が流通する測定流路と、前記測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路の両端部に配置されて相互に当該超音波伝搬路に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器と、前記一対の超音波送受信器により計測した前記超音波伝搬路における超音波の伝搬状態により前記測定流路を流通する測定対象流体の流速関連値を導出する演算手段とを備えた超音波式メータ装置であって、
前記測定流路に、前記測定対象流体が通過する複数の通過路を前記超音波伝搬路に沿って配置してなる整流部を備えると共に、
前記測定流路における前記超音波伝搬路の幅が、前記整流部の幅よりも大きく形成されている超音波式メータ装置。
【請求項２】
前記整流部が、前記測定流路の中心軸方向に延びる複数の貫通孔が上記通過路としてハニカム状に形成されてなるハニカム構造体で構成されている請求項１に記載の超音波式メータ装置。
【請求項３】
前記整流部が、前記測定流路における前記超音波伝搬路の上流側及び下流側との夫々に配置されている請求項１又は２に記載の超音波式メータ装置。
【請求項４】
前記整流部が、前記測定流路の端部に連通し前記測定流路よりも大きい流路断面を有する整圧流路に面する形態で配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載の超音波式メータ装置。
【請求項５】
前記整圧流路として、前記測定流路の上流側に配置された上流側整圧流路と前記測定流路の下流側に配置された下流側整圧流路とが、互いに平行に配置され、
前記測定流路が、前記上流側整圧流路の側部と前記下流側整圧流路の側部とを連通する流路として形成されている請求項４に記載の超音波式メータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象流体が流通する測定流路と、前記測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路の両端部に配置されて相互に当該超音波伝搬路に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器と、前記一対の超音波送受信器により計測した前記超音波伝搬路における超音波の伝搬状態により前記測定流路を流通する測定対象流体の流速関連値を導出する演算手段とを備えた超音波式メータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象流体としてのガスの流量を計測するガスメーターに利用可能なメータ装置として、超音波を利用して、測定対象流体の流速や、その流速と測定対象流路の流路断面積から求められる測定対象流体の流量等を、当該流速に関連する流速関連値として導出する超音波式メータ装置が知られている。
【０００３】
かかる超音波式メータ装置は、測定対象流体が流通する測定流路と、その測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路の両端部に配置され相互に当該超音波伝搬路に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器と、その一対の超音波送受信器により計測した超音波伝搬路における超音波の伝搬状態により測定流路における測定対象流体の流速関連値を導出する演算手段とを備えて構成されている。
具体的には、上記演算手段は、超音波が上記超音波伝搬路を下流側に向かう順方向に伝播する順方向伝播時間と、超音波が上記超音波伝搬路を上流側に向かう逆方向に伝搬する逆方向伝播時間とを計測し、上記順方向伝搬時間から認識される測定流路における順方向の音速と上記逆方向伝播時間から認識される測定流路における逆方向の音速との差から、上記測定流路における測定対象流体の流速を導出し、更には、その流速に測定流路の流路断面積を乗じて流量を導出するように構成されている。
【０００４】
このような測定流路における測定対象流体の流れ状態は、比較的高流量で測定対象流体が流通している高流量域においては、測定対象流体の流れの均一化が促進されることで、超音波伝搬路に沿った領域における流速分布が比較的均一なものとなる。しかし、比較的低流量で測定対象流体が流通している低流量域においては、測定対象流体の流れの均一化があまり促進されないことで、超音波伝搬路に沿った領域における流速分布が明確に形成され、境界層流に影響された比較的不均一なものとなる。
そして、超音波式メータ装置において、上記のような高流量域から低流量域に渡る測定対象流体の流れ状態の変化は、測定範囲の縮小や測定精度の低下等の原因となる。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するための従来の超音波式メータ装置としては、測定流路における超音波伝搬路の上流側や下流側に、測定対象流体が通過する多数の通過路を超音波伝搬路に沿って配置してなるハニカム状体等の整流部を備えた超音波式メータ装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
そして、この特許文献１に記載の超音波式メータ装置は、上記整流部を備え、超音波伝搬路に沿って配置された多数の通過路を通過することで、測定対象流体の流れが規制されて均一化が促進され、超音波伝搬路に沿った領域における流速分布の均一化が図られ、測定精度を高めるとされている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の超音波式メータ装置では、例えば測定範囲の拡大を図るべく測定対象流体の流量を極めて低くした場合に、整流部を備えたとしても、測定対象流体の流れの均一化を充分に促進することができない。よって、測定流路を傾斜して横断する超音波伝搬路に沿った領域において、測定対象流体の流速分布が不均一となって、測定精度が低下する場合があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定流路を傾斜して横断する超音波伝搬路に沿った領域において、測定対象流体の流速分布を良好に均一なものとして、高精度で且つ広い測定範囲を達成する超音波式メータ装置を実現する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る超音波式メータ装置は、測定対象流体が流通する測定流路と、前記測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路の両端部に配置されて相互に当該超音波伝搬路に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器と、前記一対の超音波送受信器により計測した前記超音波伝搬路における超音波の伝搬状態により前記測定流路を流通する測定対象流体の流速関連値を導出する演算手段とを備えた超音波式メータ装置であって、その第１特徴構成は、前記測定流路に、前記測定対象流体が通過する複数の通過路を前記超音波伝搬路に沿って配置してなる整流部を備えると共に、
前記測定流路における前記超音波伝搬路の幅が、前記整流部の幅よりも大きく形成されている点にある。
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するべく、測定対象流体が通過する複数の通過路を、測定流路を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路に沿って略平行に配置してなる整流部を測定流路に備えた超音波式メータ装置の測定流路の構成をモデル化した測定対象流体の流れについての種々のシミュレーションを鋭意重ねて行った。結果、特に測定対象流体の流量を極めて低くした場合における測定対象流体の流れの均一化が不十分となる主な要因は、測定流路の中心軸と超音波伝搬路の中心軸とを通る平面の法線方向における超音波伝搬路の幅を規定する測定流路の側壁の影響により形成される境界層流によるものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記第１特徴構成によれば、上記のような超音波式メータ装置において、上記超音波伝搬路の幅を、整流部の同方向視における幅よりも大きく形成することで、上記超音波伝搬路の幅を規定する側壁近傍における測定対象流体の流れは、上記幅の拡大により形成される段部により死水領域が形成されて乱流域が幅方向に拡張され、その超音波伝搬路の側壁の影響により形成される境界層流が実質的に無に等しい程度に薄いものとなる。更には、その境界層流の影響が、超音波が伝搬する超音波伝搬路の略中心部まで及ぶことが良好に抑制される。
よって、本発明により、測定流路を傾斜して横断する超音波伝搬路に沿った領域において、測定対象流体の流速分布を良好に均一なものとすることができるので、高流量域から低流量域に渡る広い測定範囲において、その超音波伝搬路における測定対象流体の流れ状態が変化を抑制することができ、結果、高精度で且つ広い測定範囲を達成する超音波式メータ装置を実現することができる。
【００１０】
本発明に係る超音波式メータ装置の第２特徴構成は、前記整流部が、前記測定流路の中心軸方向に延びる複数の貫通孔が上記通過路としてハニカム状に形成されてなるハニカム構造体で構成されている点にある。
【００１１】
上記第２特徴構成によれば、上記整流部は、複数の貫通孔上記通過路として互いに平行に平面配置してなるハニカム構造体で構成することができ、かかるハニカム構造体では、上記通過路の断面形状が扁平形状ではなく円形に近い形状となっており、更に、複数の通過路の断面形状が略均等なものとなっているので、測定対象流体にかかる圧力損失を抑制しながら、超音波伝搬路に沿って均等に測定対象流体の流れの均一化を促進することができる。
【００１２】
本発明に係る超音波式メータ装置の第３特徴構成は、前記整流部が、前記測定流路における前記超音波伝搬路の上流側及び下流側との夫々に配置されている点にある。
【００１３】
上記第３特徴構成によれば、上記超音波伝搬路の上流側に上記整流部を配置することで、当該上流側の整流部の通過路から超音波伝搬路に流入する測定対象流体の均一化を促進して、超音波伝搬路に沿った領域における流速分布の均一化を図ると共に、上記超音波伝搬路の下流側に上記整流部を配置することで、超音波伝搬路における測定対象流体の流れに背圧を加えて、その超音波伝搬路における測定対象流体の流れをより一層均一化及び安定化することができる。
【００１４】
本発明に係る超音波式メータ装置の第４特徴構成は、前記整流部が、前記測定流路の端部に連通し前記測定流路よりも大きい流路断面を有する整圧流路に面する形態で配置されている点にある。
【００１５】
上記第４特徴構成によれば、上記整流部が上記整圧流路に面する形態で配置されているので、整圧流路の壁面の影響が緩和され、上記整圧流路に対する上記整流部に設けられた複数の通過路の夫々における測定対象流体の流れが略均等なものとなり、超音波伝搬路における測定対象流体の流れをより一層均一化することができる。
【００１６】
本発明に係る超音波式メータ装置の第５特徴構成は、前記整圧流路として、前記測定流路の上流側に配置された上流側整圧流路と前記測定流路の下流側に配置された下流側整圧流路とが、互いに平行に配置され、
前記測定流路が、前記上流側整圧流路の側部と前記下流側整圧流路の側部とを連通する流路として形成されている点にある。
【００１７】
上記第５特徴構成によれば、上流側整圧流路と下流側整圧流路とが互いに平行に配置されているので、上流側整圧流路への測定対象流体の流入口と、下流側整圧流路からの測定対象流体の流出口とを、ガスメーターのように上向き等の同方向に開口する形態で並設することができる。更に、測定流路を、上流側整圧流路と下流側整圧流路とにおいて、測定対象流体の圧力分布が略均一となる夫々の側部を連通する流路として形成して、測定流路の入口及び出口における測定対象流体の流れをより一層均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る超音波式メータ装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の超音波式メータ装置（以下、「本装置」と略称する。）１により測定流路２を流れるガスｇ（測定対象流体の一例）の流量測定を実施している状態における本装置１の側断面図であり、図２は、本装置１の測定流路２の中心軸Ｘにおける平断面図である。
また、入口部（図示せず）から流入したガスｇは、上流側整圧流路３を流通して整圧された後に、その上流側整圧流路３の側部から測定流路２に流入し、その測定流路２を通過した後のガスｇは、下流側整圧流路４の側部から当該下流側整圧室４を流通して整圧された後に、出口部（図示せず）から排出される。尚、図１において、測定流路２でのガスｇの中心軸Ｘに沿った流れ方向は、左から右に向かう方向とされている。
【００１９】
先ず、本装置１の基本構成について説明する。
本装置１は、図１及び図２に示すように、上記測定流路２を上流側と下流側との間で斜めに横断する超音波伝搬路５の両端部に配置されて相互に当該超音波伝搬路５に沿って超音波を送受信可能な一対の超音波送受信器６と、その一対の超音波送受信器６により計測した超音波伝搬路５における超音波の伝搬状態により測定流路２を流通するガスｇの流速関連値を導出するように構成された制御装置１０（演算手段の一例）を備える。
【００２０】
測定流路２の上流側に設置された超音波送受信器６ａと、測定流路２の下流側に設置された超音波送受信器６ｂとは、距離Ｌを隔てた位置に互いに対向して設置され、その対向方向（超音波伝搬路５の中心軸Ｙに沿った方向）と測定流路２を流通するガスｇの流れ方向（測定流路２の中心軸Ｘに沿った方向）とが角度θをなす。
【００２１】
また、この超音波送受信器６は、制御装置１０から電気信号である入力信号が入力されると音響信号である超音波を他方の超音波送受信器６側に向けて送信し、更に、他方の超音波送受信器６側から送信された超音波を受信すると、電気信号である出力信号を制御装置１０に出力するように構成されている。
【００２２】
制御装置１０は、タイマ１７、メモリ又はハードディスク等からなる記憶部１８、液晶表示部等からなる出力部１９等を備えたマイクロコンピュータで構成され、そのコンピュータが所定のプログラムを実行することにより、後述の伝播時間計測手段１１、流速関連値導出手段１２等の様々な手段として機能する。
【００２３】
制御装置１０が機能する伝播時間計測手段１１は、上流側と下流側とに配置された一対の超音波送受信器６を作動させて、測定流路２を流れるガスｇの流れ方向に沿った順方向で超音波が超音波伝搬路５を伝播する順方向伝播時間Ｔ１と、当該順方向とは逆の逆方向で超音波が超音波伝搬路５を伝播する逆方向伝播時間Ｔ２とを計測するように構成されている。
即ち、上記順方向伝播時間Ｔ１は、上流側の超音波送受信器６ａに入力信号を入力してから下流側の超音波送受信器６ｂで出力信号が出力されるまでの時間から順方向の遅延時間を差し引いた時間として計測される。
一方、上記逆方向伝搬時間Ｔ２は、下流側の超音波送受信器６ｂに入力信号を入力してから上流側の超音波送受信器６ａで出力信号が出力されるまでの時間から逆方向の遅延時間を差し引いた時間として計測される。
尚、上記順方向及び逆方向の遅延時間とは、順方向及び逆方向の夫々において、一方の超音波送受信器６における入力信号を入力してから実際に音響信号である超音波を送信するまでの送信遅延時間と、他方の超音波送受信器における音響信号である超音波を受信してから出力信号を出力するまでの受信遅延時間との和であり、これら遅延時間は、本装置１の製造時に計測されたものである。
また、伝播時間計測手段１１は、タイマ１７を用いて、このような順方向伝播時間Ｔ１と逆方向伝播時間Ｔ２との計測を実行する。
【００２４】
上記のように計測した順方向伝播時間Ｔ１と逆方向伝播時間Ｔ２とは、超音波伝搬路５の横断方向、即ち一対の超音波送受信器６の夫々の中心を結ぶ超音波伝搬路５の中心軸Ｙに沿ったガスｇの瞬時流速をＶ’とし、測定流路２の中心軸Ｘに沿ったガスｇの瞬時流速をＶとし、中心軸Ｘと中心軸Ｙとのなす角度をθとし、一対の超音波送受信器６間の距離（即ち、超音波伝搬路５の長さ）をＬ、ガスｇ内の音速をＣとすると、上記瞬時流速Ｖは、以下の数１に示す式にて算出される。
【００２５】
［数１］
Ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ’）＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ・ｃｏｓθ）
Ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ’）＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ・ｃｏｓθ）
【００２６】
そして、これらの式から、瞬時流速Ｖは、下記の数２に示す式のように、順方向伝播時間Ｔ１、逆方向伝播時間Ｔ２、距離Ｌのみで求められる関数となる。
【００２７】
［数２］
Ｖ＝（Ｌ／２・ｃｏｓθ）×｛（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２）｝
【００２８】
よって、制御装置１０が機能する流速関連値導出手段１２は、伝播時間計測手段１１により計測され記憶部１８に格納された順方向伝播時間Ｔ１と逆方向伝播時間Ｔ２とから、上記数２の式を用いて、測定流路２を流れるガスｇの瞬時流速Ｖを求め、その瞬時流速Ｖ自身、その瞬時流速Ｖに測定流路２の断面積を乗じて求めた瞬時流量、又は、単位時間における瞬時流量を時間積分して求めた単位時間あたりの流量等を、流速関連値Ｑとして導出する。
そして、上記伝播時間計測手段１１で計測された順方向伝播時間Ｔ１及び方向伝播時間Ｔ２、上記流速関連値導出手段１２で導出された流速関連値Ｑは、所定間隔で記憶部１８に格納される。
【００２９】
次に、本装置１の特徴構成について説明する。
本装置１は、図１及び図２に示すように、測定流路２に、ガスｇが通過する複数の通過路２１を超音波伝搬路５に沿って配置してなる整流部２０を備えると共に、測定流路２の中心軸Ｘと超音波伝搬路５の中心軸Ｙとを通る平面の法線方向Ｚ（図１では紙面表裏方向、図２では上下方向で示される）における超音波伝搬路５の幅Ｄ５が、整流部２０の同方向での幅Ｄ２０よりも大きく形成されている。尚、図１では、ガスｇの測定流路２への流入方向（即ち、上流側整圧流路３でのガスｇの流通方向）を、上記中心軸Ｘと上記法線方向Ｚとに垂直な紙面下向きの方向としたが、この流入方向については、例えば上記法線方向Ｚに沿った方向等の別の方向としても構わない。
【００３０】
上記整流部２０は、複数の通過路２１として、中心軸Ｘに延びる多数の貫通孔が比較的薄い隔壁を介してハニカム状に形成されてなるハニカム構造体で構成されている。
このような整流部２０は、柱状の本体内にその柱状の軸心に沿って平行な多数の貫通孔を形成してなるハニカム構造体を、上記超音波伝搬路５の測定流路２に対する横断角度で、斜めにスライスして簡単に製造することができる。
尚、本実施形態では、整流部２０をハニカム構造体で構成するが、別に、整流部２０を網状構造体、繊維状構造体、多孔質構造体等のように、複数の通過路２１を有する別の構造体で構成しても構わない。
【００３１】
更に、整流部２０としては、測定流路２における超音波伝搬路５の上流側に配置された上流側整流部２０ａと、測定流路２における超音波伝搬路５の下流側に配置された下流側整流部２０ｂとが設けられている。よって、超音波伝搬路５は、これら上流側整流部２０ａと下流側整流部２０ｂとに挟まれた空間として形成されている。
【００３２】
従って、測定流路２における超音波伝搬路５の幅Ｄ５が、整流部２０の幅Ｄ２０よりも大きいことから、上流側整流部２０ａの通過路２１を通過した後に超音波伝搬路５に流入するガスｇの流れ状態は、流路断面の拡大により乱流域が幅方向に拡張されて速度分布が均一化され、側壁付近に形成される境界層流が薄いものとなる。
更に、超音波伝搬路５の幅Ｄ５が整流部２０の幅Ｄ２０よりも大きく形成されているので、その超音波伝搬路５の側壁の影響付近に形成される境界層流は、超音波伝搬路５の超音波が伝搬する略中心部までは殆ど影響しなくなる。
【００３３】
更に、下流側整流部２０ｂが超音波伝搬路５の下流側に配置されているので、超音波伝搬路５におけるガスｇの流れに背圧が加えられて、その超音波伝搬路５におけるガスｇの流れがより一層均一且つ安定したものとなる。
【００３４】
また、上流側整流部２０ａ及び下流側整流部２０ｂは、測定流路２の端部に連通し測定流路２よりも大きい流路断面を有する上流側整圧流路３及び下流側整圧流路３に面する形態で配置されている。
詳しくは、上流側整圧流路３と下流側整圧流路４との夫々が、下方に延びる形態で、互いに並行に配置されており、更に、測定流路２が、上流側整圧流路３の下端側部と下流側整圧流路４の下端側部とを連通する直線流路として形成されている。
よって、夫々の整圧流路３，４の側部では、ガスｇの圧力分布が略均一となるので、その側部に面する整流部２０に設けられた複数の通過路２１の夫々におけるガスｇの流れが略均等なものとなって、超音波伝搬路５におけるガスｇの流れが一層均一なものとなる。
【実施例】
【００３５】
以下、図３に示すように、測定流路２にガスｇが通過する複数の通過路２１を超音波伝搬路５に沿って斜めに配置してなる整流部２０を、超音波伝搬路５の上流側と下流側とに設けた超音波式メータ装置の測定流路２の構成をモデル化し、ガスｇの流れについて実行したシミュレーション結果について、図面に基づいて説明する。
尚、本シミュレーションでは、測定流路２の高さを２９ｍｍ、幅（整流部２０における幅Ｄ２０）を２０ｍｍとし、測定流路２の中心軸Ｘに沿った整流部２の厚さを１４ｍｍとし、超音波伝搬路５の同中心軸Ｘに沿った間隔を１８ｍｍとしており、このように形成された測定流路２にガスｇを低流量域の１００Ｌ／ｈの流量で流通するものとしている。
【００３６】
尚、図４に示すシミュレーション結果は、本発明の超音波式メータ装置についての実施例であり、具体的には、モデルとなる測定流路２において、これまで説明してきた本装置１と同様に、超音波伝搬路５の幅Ｄ５が、整流部２０の幅Ｄ２０よりも大きく形成してある。ここで、超音波伝搬路５の幅Ｄ５は、整流部２０の幅Ｄ２０が１２ｍｍであるのに対して、それよりも大きい１６ｍｍとしている。
【００３７】
一方、図５に示すシミュレーション結果は、従来の超音波式メータ装置についての比較例であり、具体的には、モデルとなる測定流路２において、上記実施例とは異なり、超音波伝搬路５の幅Ｄ５が、整流部２０の幅Ｄ２０と同じ１２ｍｍとしてある。
【００３８】
尚、図４及び図５において、（ａ）は、測定流路２の側断面（測定流路２の中心軸Ｘと超音波伝搬路５の中心軸Ｙとを通る断面）におけるガスｇの流速分布を示したシミュレーション結果であり、（ｂ）は、測定流路２の平断面（測定流路２の中心軸Ｘを通り上記側断面の法線方向Ｚに平行な断面）におけるガスｇの流速分布を示したシミュレーション結果であり、（ｃ）は、超音波伝搬路５の中心軸Ｙを通る幅方向に延びる断面（超音波伝搬路５の中心軸Ｙを通り上記側断面の法線方向Ｚと平行な断面）におけるガスｇの流速分布を示したシミュレーション結果であり、また、これら図示において、流速が高いほど濃く示される形態で、流速が濃淡で表現されている。
【００３９】
図４の実施例のシミュレーション結果において、超音波伝搬路５の幅Ｄ５を整流部２０の幅Ｄ２０とよりも大きくしている場合には、図４（ａ），（ｃ）に示されるように、超音波伝搬路５に沿った領域における流速分布が均一となり、更に、図４（ｂ）に示されるように、超音波伝搬路５において超音波が伝搬する略中心部において、その超音波伝搬路５の幅Ｄ５を規定する側壁付近に形成される境界層流が殆ど影響せずに、速度分布が均一になっていることが確認できる。
一方、図５の比較例のシミュレーション結果において、上記実施例とは異なって、超音波伝搬路５の幅Ｄ５を整流部２０の幅Ｄ２０と同じにしている場合には、図５（ａ），（ｃ）に示されるように、超音波伝搬路５に沿った領域における流速分布が上記実施例よりも不均一となり、更に、図５（ｂ）に示されるように、超音波伝搬路５において超音波が伝搬する略中央部において、その超音波伝搬路５の幅Ｄ５を規定する側壁付近に形成される境界層流が影響して、速度分布が不均一になっていることが確認できる。
上記の結果から、本発明の如く、超音波伝搬路５の幅Ｄ５を整流部２０の幅Ｄ２０とよりも大きくすれば、超音波伝搬路５の幅Ｄ５を整流部２０の幅Ｄ２０と同じにするよりも、超音波伝搬路５に沿った領域における流速分布を良好に均一なものとすることができることが証明される。
【００４０】
また、整流部２０の幅Ｄ２０が１２ｍｍであるのに対して、上記実施例の超音波伝搬路５の幅Ｄ５を１６ｍｍから１４ｍｍに若干小さくすると、超音波先般路５において超音波が通る中心軸Ｙ付近における流速が若干速い側に推移し、逆に、上記実施例の超音波伝搬路５の幅Ｄ５を１６ｍｍから１８ｍｍに若干大きくすると、超音波先般路５において超音波が通る中心軸Ｙ付近における流速が若干遅い側に推移することが上記シミュレーションにより確認できた。即ち、整流部２０の幅Ｄ２０に対して大きくなるように設定される超音波伝搬路５の幅Ｄ５については、超音波伝搬路５に沿った領域における流速分布をより均一なものとするべく、適切な範囲内に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、測定流路を傾斜して横断する超音波伝搬路に沿った領域において、測定対象流体の流速分布を良好に均一なものとして、高精度で且つ広い測定範囲を達成する超音波式メータ装置として、例えば測定対象流体としてのガスの流量を計測するガスメーターに利用可能なメータ装置として好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る超音波式メータ装置の測定流路における側断面図
【図２】図１の超音波式メータ装置の測定流路における平断面図
【図３】シミュレーションに用いた測定流路の構成についてのモデルを示す図
【図４】実施例のシミュレーション結果を示す図
【図５】比較例のシミュレーション結果を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１：超音波式メータ装置（本装置）
２：測定流路
３，４：整圧室
５：超音波伝搬路
６：超音波送受信器
２０：整流部
２１：通過路
ｇ：ガス（測定対象流体）
【図１】
2007147562.tif 000003
【図２】
2007147562.tif 000004
【図３】
2007147562.tif 000005
【図４】
2007147562.tif 000006
【図５】
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