パルス超音波デコンボリューション法を用いたワイドレンジ流速分布過渡流量計の開発

• 研究課題/領域番号: 15H05566
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 和田 守弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60738293)
• 研究協力者: 嶋田 隆司 ; 古市 紀之 ; 武田 靖 ; 村川 英樹
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: 流量 / 超音波 / 流速分布 / 過渡流量 / 液体計測 / ワイドレンジ / 半逆位相パルス / 流体計測 / 過渡計測

研究成果の概要

本研究は、新たなパルス波形の生成と信号処理の適用、さらに、通常では適用が稀な高周波数センサの最適設計・製作、並びに超低雑音アンプの適用など、超音波の送受信及び信号処理の全てにおいてハードウエア・ソフトウエアの開発を行った。加えて、世界最高水準の高精度かつ安定した流量試験設備を利用してそれら開発した計測手法の実流・実証試験を実施した。これらにより、広範囲の流量条件にも適用可能な流速分布流量計測法の開発、並びに中長期の流量監視への適用が可能な極微小な超音波パルス伝搬経路間の遅れ時間差の測定手法の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Applicability of hybrid ultrasonic flow meter for wide-range flow-rate under distorted velocity profile conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu Ei、Murakawa Hideki、Hashiguchi Daiki、Sugimoto Katsumi、Asano Hitoshi、Wada Sanehiro、Furuichi Noriyuki
  • 雑誌名: Experimental Thermal and Fluid Science 巻: 94 ページ: 49-58
  • DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2018.01.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of partial inversion pulse to ultrasonic time-domain correlation method to measure the flow rate in a pipe (2017)
  • 著者名/発表者名: Wada Sanehiro、Furuichi Noriyuki、Shimada Takashi
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 28 号: 11 ページ: 115302-115302
  • DOI: 10.1088/1361-6501/aa83df
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of ultrasonic pulse-train Doppler method for velocity profile and flowrate measurement (2016)
  • 著者名/発表者名: Sanehiro Wada, Noriyuki Furuichi and Takashi Shimada
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 27 号: 11 ページ: 115302-115302
  • DOI: 10.1088/0957-0233/27/11/115302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 超音波時間領域相関法におけるパルス形状が流速分布計測に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和田守弘、古市紀之、嶋田隆司
  • 学会等名: 第22回動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 豊橋商工会議所、豊橋市
  • 年月日: 2017-06-14
• [学会発表] Influence of the false detection on flowrate measurement using ultrasonic time-domain correlation method (2017)
  • 著者名/発表者名: Sanehiro Wada, Noriyuki Furuichi, Takashi Shimada
  • 学会等名: The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Partial Inversion Pulse on velocity profile and flowrate measurement using Ultrasonic Time-Domain Correlation method (2016)
  • 著者名/発表者名: Sanehiro Wada, Takashi Shimada
  • 学会等名: 10th International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
  • 年月日: 2016-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] 半逆位相パルスを用いた超音波時間領域相関法による流速分布計測高度化に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和田守弘、嶋田隆司
  • 学会等名: 第21回 動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館（神奈川県）
  • 年月日: 2016-06-16
• [産業財産権] 流速分布の計測方法及びその装置 (2016)
  • 発明者名: 和田守弘
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-107822
  • 出願年月日: 2016-05-30
• [産業財産権] 流速分布の計測方法及びその装置 (2016)
  • 発明者名: 和田守弘
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-108745
  • 出願年月日: 2016-05-31