9.超音波流量計


 超音波流量計は,流体の流れている管路の外から超音波を送信し,またその反射波や透過波を管路外で受信することにより流量を検出するものである.原理的には,伝播時間差法とドップラ法とがある.
 伝播時間差法は,同一距離を進むに要する超音波パルスの,流れと同一方向と逆方向との時間差より流体流速を求める方式で,流体を伝播する音速には影響されない特徴をもつ反面,固形物,気泡等の多い流体には安定度を欠く.原理の一例を図1.2.9に示す.

図1.2.9 超音波流量計の原理図例

 ドップラ法は,流体と共に移動している粒子から反射されて来る超音波のドップラシフトを利用して流体流速を求める方式で応答は速いが,流体の中に浮遊した粒子が含まれていることが必要である.
 いずれも特徴として,検出部が管路の外側に設置されるので流体に非接触であり,また流量計の設置コストが大口径管路ほど経済的であることがあげられる.
 超音波流量計は,超音波パルスの送信・受信を行う送受波器,超音波パルス発生回路および超音波パルスの時間差,あるいは位相差を検出し必要な演算を行い流量信号を出力する機能をもつ変換器により構成される.
 なお送信・受信のトランスデューサの組数を多くすることによって精度の向上と安定性を良くすることができる.
 超音波流量計は,液体,気体に適用されるが,伝播時間差法による超音波流量計は主として大口径の水道用流量計に,ドップラ法によるものは下水の流量測定等に使用されている.
 なお液体用で配管の外側から測れるポータブルタイプの超音波流量計も作られている.