JP5649476B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents

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Description

本発明は、超音波流量計に関し、特にノイズを検知可能な超音波流量計に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flow meter, and more particularly to an ultrasonic flow meter capable of detecting noise.

超音波流量計は、流体が通過する流れの上流と下流とに間隔をあけて1組の超音波送受信波器を配置し、流体の流れと同じ順方向の超音波の伝播時間と、流体の流れと逆の逆方向の超音波の伝播時間とから流速を求め、この流速に流路断面積を乗じて流量を求めている。   An ultrasonic flowmeter has a pair of ultrasonic transmitter / receiver units spaced upstream and downstream of the flow through which the fluid passes, and has the same ultrasonic forward propagation time as the fluid flow, The flow velocity is obtained from the propagation time of ultrasonic waves in the opposite direction to the flow, and the flow rate is obtained by multiplying the flow velocity by the cross-sectional area of the flow path.

ところで、超音波流量計はオイルミストなどの汚物が付着した場合、受信波が減衰することや、超音波流量計に由来するノイズ(以下、「筐体ノイズ」と称する。)が発生することが知られている。また、超音波流量計の上流あるいは下流の近傍に、減圧弁や半開バルブなどの絞り機構が設置された場合、流量を計測するために配管内に発生させた超音波とは異なる超音波(以下、「配管ノイズ」と称する。)が発生し、受信波にノイズとして重畳することが知られている。   By the way, when filth such as oil mist adheres to the ultrasonic flow meter, the received wave is attenuated, and noise derived from the ultrasonic flow meter (hereinafter referred to as “casing noise”) may be generated. Are known. In addition, when a throttling mechanism such as a pressure reducing valve or a half-open valve is installed near the upstream or downstream of the ultrasonic flowmeter, an ultrasonic wave (hereinafter referred to as an ultrasonic wave different from the ultrasonic wave generated in the pipe for measuring the flow rate). , Referred to as “pipe noise”) and is superimposed on the received wave as noise.

超音波流量計は、ノイズが受信波に重畳した場合や受信波が減衰した場合であっても、受信波が検知できれば、流量を求めることができる。しかし、時間的に一致する位置にノイズが発生すると、受信波にノイズが重畳し、ノイズが重畳した受信波に基づいて流量を求めることになり、ノイズの程度によっては誤差が生じるおそれがある。また、受信波が検知できないほどのノイズが重畳し、受信波が減衰・増幅しすぎた場合は、超音波の伝播時間を計測できない(以下、「測定不能状態」という)。   The ultrasonic flowmeter can determine the flow rate if the received wave can be detected even when noise is superimposed on the received wave or when the received wave is attenuated. However, if noise occurs at a position that coincides in time, the noise is superimposed on the received wave, and the flow rate is obtained based on the received wave on which the noise is superimposed, and an error may occur depending on the degree of noise. In addition, when noise that cannot be detected by the received wave is superimposed and the received wave is excessively attenuated / amplified, the propagation time of the ultrasonic wave cannot be measured (hereinafter referred to as “unmeasurable state”).

特許文献1には、あらかじめ設定された正常計測時における超音波の伝播時間と、実際に測定された伝播時間とを比較し、所定の大きさ以上の差があった場合、誤測定と判定する超音波流量計が開示されている。特許文献2には、受信波を検知するサンプリング期間以外に受信波を検知した場合に、ノイズが発生していると判定する流量計測装置が開示されている。特許文献3には、受信波を検知するために増幅した増幅率を記憶し、記憶した増幅率を解析することで、異常がいつ発生し始めたかを絞り込める装置が開示されている。   In Patent Document 1, an ultrasonic propagation time at the time of normal measurement set in advance and an actually measured propagation time are compared, and if there is a difference of a predetermined magnitude or more, it is determined as an erroneous measurement. An ultrasonic flow meter is disclosed. Patent Document 2 discloses a flow rate measuring device that determines that noise is generated when a received wave is detected outside a sampling period in which the received wave is detected. Patent Document 3 discloses a device that stores the amplification factor amplified in order to detect the received wave, and analyzes the stored amplification factor, thereby narrowing down when the abnormality started to occur.

特開2001−183195号公報JP 2001-183195 A 特開2004−108831号公報JP 2004-108831 A 特開2005−257445号公報JP 2005-257445 A

特許文献1及び2に開示されるような装置では、ノイズが発生しても検知できない場合が考えられる。また、ノイズが検知されたり計測不能状態になったりしても、装置が設置された状態では装置の内部をすぐには確認できず、ノイズの原因が筐体あるいは配管のノイズに係るのか、係らないのか、又は減衰しているのかが分からないため、早急な対処ができない。   In the devices as disclosed in Patent Documents 1 and 2, there may be a case where detection is not possible even if noise occurs. In addition, even if noise is detected or measurement is disabled, the inside of the device cannot be immediately checked when the device is installed, and whether the cause of the noise is related to the housing or piping noise. Since it is unknown whether it is missing or decaying, it cannot be dealt with immediately.

特許文献3に開示されている装置では、ある一定の期間経過後にノイズが発生していたのかどうかを判断するものであるため、ノイズ発生時にはノイズの発生を判断できない。   In the apparatus disclosed in Patent Document 3, since it is determined whether noise has occurred after a certain period of time has elapsed, it is not possible to determine the occurrence of noise when noise occurs.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、従来のノイズ検知より精度が良くノイズの有無を検知することができる超音波流量計を提供することを解決すべき課題とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and makes it the subject which should be solved to provide the ultrasonic flowmeter which can detect the presence or absence of noise more accurately than the conventional noise detection.

上記課題を解決するための請求項1に係る発明の構成上の特徴は、流体が通過する通路の上流と下流とに対向配置された1組の超音波送受波器を配置し、それらの間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
前記超音波送波器から出力された前記超音波を前記超音波受波器が受け取る受信波が前記超音波受波器に到達したと判断したとき、受信波検知信号を出力する受信波検知部と、
ノイズ検知レベルを発生するノイズ検知レベル発生部と前記受信波が前記ノイズ検知レベルを超えたときノイズレベル超え信号を出力するレベル超え比較部とをもつレベル越え検知部と、
前記ノイズレベル超え信号を出力した時を始点又は終点として、ノイズ検知用時間を求めるノイズ検知用時間演算部と、
前記ノイズ検知用時間が正常な範囲をはずれているときに、ノイズ発生信号を出力するノイズ判定部と、
を有することである。
The structural feature of the invention according to claim 1 for solving the above problem is that a pair of ultrasonic transducers arranged opposite to each other upstream and downstream of a passage through which a fluid passes are disposed, An ultrasonic flowmeter that obtains the flow rate from the arrival time of the ultrasonic wave,
A received wave detection unit that outputs a received wave detection signal when it is determined that a received wave received by the ultrasonic wave receiver has received the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter. When,
A level detection unit having a noise detection level generating unit that generates a noise detection level and a level exceeding comparison unit that outputs a noise level exceeded signal when the received wave exceeds the noise detection level;
A noise detection time calculation unit for obtaining a noise detection time, using the time when the noise level exceeded signal is output as a start point or an end point;
A noise determination unit that outputs a noise generation signal when the noise detection time is out of a normal range; and
It is to have.

また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記超音波の出力を複数回行う場合に、
前記ノイズ判定部が出力する前記ノイズ発生信号は、一つ前の測定で得られた前記ノイズ検知用時間の値であるノイズ種類判定時間と前記ノイズ検知用時間の値とが同じ場合に筐体ノイズを表す信号とし、
それ以外の場合に配管ノイズを表す信号とすることである。
Further, the structural feature of the invention according to claim 2 is that in claim 1, when the output of the ultrasonic wave is performed a plurality of times,
The noise generation signal output by the noise determination unit is a case when the noise type determination time, which is the value of the noise detection time obtained in the previous measurement, and the value of the noise detection time are the same. A signal representing noise,
In other cases, the signal represents the pipe noise.

また請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記ノイズ検知用時間は、前記ノイズレベル超え信号を出力した時から前記受信波検知信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、設定値よりも前記ノイズ検知用時間が長い場合であり、
前記設定値は、前記超音波送波器から出力された前記超音波が前記超音波受波器で検知され始めた時から前記受信波検知信号が出力された時までの時間であると想定される時間以上で設定されることである。
According to a third aspect of the present invention, the noise detection time according to the first or second aspect is a time from when the signal exceeding the noise level is output to when the received wave detection signal is output. And
It is determined that the noise detection time is longer than a set value when it is determined that the normal range is not satisfied.
The set value is assumed to be a time from when the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter starts to be detected by the ultrasonic wave receiver to when the received wave detection signal is output. It is to be set in more than the time.

ここで、超音波受波器で検知され始めた時及び受信波検知信号が出力された時とは、使用する受信波の検知方法によって異なる。   Here, the time when detection is started by the ultrasonic wave receiver and the time when the reception wave detection signal is output differ depending on the detection method of the reception wave used.

また請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記ノイズ検知用時間は、前記ノイズレベル超え信号を出力した時から前記受信波検知信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、前記ノイズ検知用時間が受信波の一周期の長さ以下又は二周期の長さ以上の場合であることである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the noise detection time is a time from when the noise level exceeded signal is output to when the received wave detection signal is output. And
It is determined that the noise detection time is out of the normal range when the noise detection time is equal to or shorter than the length of one period of the received wave or equal to or longer than the length of two periods.

また請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記ノイズ検知用時間は、前記超音波送波器が前記超音波を出力した時から前記ノイズレベル超え信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、設定値よりも前記ノイズ検知用時間が短い場合であり、
前記設定値は、前記超音波送波器から前記超音波が出力された時から前記超音波受波器で検知され始めた時であると想定される時間以内で設定されることである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the noise detection time outputs the noise level exceeded signal from the time when the ultrasonic transmitter outputs the ultrasonic wave. Is the time until
It is determined that the noise detection time is shorter than a set value when it is determined that the normal range is deviated.
The set value is set within a time that is assumed to be a time when the ultrasonic wave receiver starts to be detected after the ultrasonic wave is output from the ultrasonic wave transmitter.

また請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜5の何れか1項において、前記受信波の振幅の大きさに応じて前記受信波の実増幅率を適正に調整可能な増幅部と、
前記流体の温度を計測し、計測温度を出力する温度計測手段と、
前記流体の圧力を計測し、計測圧力を出力する圧力計測手段と、
前記ノイズ判定部は、前記流体の種類、前記計測温度、及び、前記計測圧力の組み合わせにより決定される適正な理論増幅率と前記実増幅率との差異が所定以上の場合、又は前記実増幅率から推測される前記流体の推測温度及び推測圧力と前記計測温度及び前記計測圧力との差異が所定値以上の場合にはノイズ発生信号を出力することである。
Further, according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the actual amplification factor of the received wave can be appropriately adjusted according to the amplitude of the received wave. An amplification unit;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid and outputting the measured temperature;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid and outputting the measured pressure;
The noise determination unit is configured when the difference between an appropriate theoretical amplification factor determined by a combination of the fluid type, the measurement temperature, and the measurement pressure is greater than or equal to a predetermined value, or the actual amplification factor. When a difference between the estimated temperature and estimated pressure of the fluid estimated from the above and the measured temperature and measured pressure is equal to or greater than a predetermined value, a noise generation signal is output.

その他に、上記課題を解決するための請求項7に係る発明の構成上の特徴は、流体が通過する通路の上流と下流とに対向配置された1組の超音波送受波器を配置し、前記受信波の振幅の大きさに応じて前記受信波の実増幅率を適正に調整可能な増幅部をもち、前記超音波送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
前記超音波送波器から出力された前記超音波を前記超音波受波器が受け取る受信波が前記超音波受波器に到達したと判断したとき、受信波検知信号を出力する受信波検知部と、
前記流体の温度を計測し、計測温度を出力する温度計測手段と、
前記流体の圧力を計測し、計測圧力を出力する圧力計測手段と、
前記流体の種類、前記計測温度、及び、前記計測圧力の組み合わせにより決定される適正な理論増幅率と前記実増幅率との差異が所定以上の場合、又は前記実増幅率から推測される前記流体の推測温度及び推測圧力と、前記計測温度及び前記計測圧力との差異が所定値以上の場合にはノイズ発生信号を出力するノイズ判定部と、
を有することである。
In addition, the structural feature of the invention according to claim 7 for solving the above-described problem is that a set of ultrasonic transducers arranged opposite to the upstream and downstream of the passage through which the fluid passes are arranged, An ultrasonic flowmeter having an amplifying unit capable of appropriately adjusting the actual amplification factor of the received wave according to the amplitude of the received wave, and obtaining a flow rate from the arrival time of the ultrasonic wave between the ultrasonic transducers Because
A received wave detection unit that outputs a received wave detection signal when it is determined that a received wave received by the ultrasonic wave receiver has received the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter. When,
Temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid and outputting the measured temperature;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid and outputting the measured pressure;
The fluid estimated when the difference between an appropriate theoretical amplification factor determined by a combination of the fluid type, the measurement temperature, and the measurement pressure is greater than or equal to a predetermined value, or from the actual amplification factor A noise determination unit that outputs a noise generation signal when the difference between the estimated temperature and the estimated pressure and the measured temperature and the measured pressure is equal to or greater than a predetermined value;
It is to have.

また請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項6又は7において、前記理論増幅率は、前記流体の種類、前記流体の温度、及び、前記流体の圧力の組み合わせ毎にデータベースに記憶されており、
前記データベースは、前記超音波が出力される毎に、前記温度測定手段から前記流体の温度と前記圧力計測手段から前記流体の圧力とを受信し、記憶されている組み合わせの前記理論増幅率を出力することである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth or seventh aspect, the theoretical amplification factor is stored in a database for each combination of the fluid type, the fluid temperature, and the fluid pressure. Has been
The database receives the temperature of the fluid from the temperature measuring unit and the pressure of the fluid from the pressure measuring unit, and outputs the stored theoretical amplification factor each time the ultrasonic wave is output. It is to be.

請求項1に係る発明においては、ノイズ検知レベル発生部がノイズ検知レベルを発生し、受信波がノイズ検知レベルを超えたとき、レベル超え比較部がノイズレベル超え信号を出力する。そして、ノイズ判定部が、ノイズレベル超え信号を出力した時間に基づき求められるノイズ検知用時間が、正常な範囲をはずれているときに、ノイズ発生信号を出力する。   In the invention according to claim 1, when the noise detection level generation unit generates the noise detection level and the received wave exceeds the noise detection level, the level excess comparison unit outputs a noise level excess signal. The noise determination unit outputs a noise generation signal when the noise detection time obtained based on the time when the noise level exceeded signal is output is out of the normal range.

受信波は、その大きさが流体の種類、圧力、温度によって変化するものの、波の形状(各波同士の相対関係。図4参照。)は変わらないという特徴を有していること、流体があらかじめ分かっている場合であれば圧力や温度との組み合わせで受信波が検知される時間的範囲を導き出せることから正常な範囲を設定することができる。なお、超音波の到達時間を算出するための受信波検知信号を検知する方法は、どのような方法でも良い。また、本願において「信号を出力する」とは、電気信号や光信号など信号を検出できるものであればよい。電気信号を例とすると、低い電圧から高い電圧への変化、高い電圧から低い電圧の変化、出力されていたものが出力されなくなる等、それらの変化はステップ状でもパルス状でも緩やかな変化であっても検知することができるものであれば、「信号を出力する」とする。請求項1に係る発明によれば、ノイズ検知レベル値や正常な範囲の設定を適正に行うことで、従来検知できなかったノイズを精度良く検知することができる。   Although the magnitude of the received wave varies depending on the type, pressure, and temperature of the fluid, the wave shape (relative relationship between the waves, see FIG. 4) has the characteristic that it does not change. If it is known in advance, a normal range can be set because a time range in which a received wave is detected can be derived by a combination of pressure and temperature. Any method may be used to detect the received wave detection signal for calculating the arrival time of the ultrasonic wave. In the present application, “output a signal” may be any signal that can detect a signal such as an electric signal or an optical signal. Taking an electrical signal as an example, the change from a low voltage to a high voltage, a change from a high voltage to a low voltage, or what was being output is no longer output. However, if it can be detected, “output a signal”. According to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately detect noise that could not be detected in the past by appropriately setting the noise detection level value and the normal range.

請求項2に係る発明においては、ノイズ判定部が、ノイズ検知用時間とノイズ種類判定時間とを比較することで、発生しているノイズが筐体に係る筐体ノイズなのか配管に係る配管ノイズであるか判別することができる。ここで、筐体ノイズとは、超音波流量計に由来するノイズであり、配管ノイズとは超音波流量計に由来しないノイズであり、ノイズ種類判定時間は前回のノイズ検知用時間の値である。超音波流量計に由来する配管ノイズは、超音波送波器から出力された超音波が筐体(超音波流量計)を伝播することで生じるノイズであり、通常は発生しないように設計されているか発生しても除外できるように設計されている。しかし、汚れの付着などでそのバランスが崩れるとノイズが発生する。筐体ノイズは、何よりも早く筐体内を伝播し、一度発生したらほぼ毎回同じ時間で伝播する。そこで、超音波の出力を複数回行い流量を測定することを前提として、前の測定で得られたノイズ検知時間の値をノイズ種類判定時間として記憶しておくことで、次に検知されたノイズと1つ前に発生したノイズの発生時間とを比較することで、ノイズの種類を特定することができる。よって、ノイズ発生信号は、ノイズ検知用時間とノイズ種類判定時間とが等しい場合は筐体ノイズを表す信号とし、それ以外は配管ノイズを表す信号とする。なお、等しいとは必ずしも等号ではなく、いくらかの幅を持たせることができる。請求項2に係る発明によれば、発生しているノイズの種類や原因を特定することができる。   In the invention according to claim 2, the noise determination unit compares the noise detection time with the noise type determination time to determine whether the generated noise is the housing noise related to the housing or the piping noise related to the piping. Can be determined. Here, the housing noise is noise derived from the ultrasonic flowmeter, the piping noise is noise not derived from the ultrasonic flowmeter, and the noise type determination time is the value of the previous noise detection time. . Piping noise derived from an ultrasonic flowmeter is noise generated when the ultrasonic wave output from the ultrasonic transmitter propagates through the housing (ultrasonic flowmeter), and is normally designed not to occur. It is designed to be excluded even if it occurs. However, noise is generated when the balance is lost due to adhesion of dirt. Case noise propagates in the case faster than anything, and once generated, propagates almost the same time every time. Therefore, on the premise of measuring the flow rate by performing ultrasonic output multiple times, the noise detection time value obtained in the previous measurement is stored as the noise type determination time, so that the next detected noise And the generation time of the noise generated one time before can be specified. Therefore, the noise generation signal is a signal representing the housing noise when the noise detection time is equal to the noise type determination time, and the other is a signal representing the piping noise. Note that being equal is not necessarily an equal sign and can have some width. According to the invention which concerns on Claim 2, the kind and cause of the noise which have generate | occur | produced can be specified.

請求項3に係る発明においては、ノイズ検知用時間がノイズレベル超え信号を出力した時から受信波検知信号を出力した時までの時間である。受信波はその大きさが流体の種類、圧力、温度によって変化するものの、波の形状(各波同士の相対関係。図4参照。)が変わらないという特徴を有していることから、超音波が検知され始める時から受信波検知信号が出力されるまでの時間が想定できる。そこで、正常な範囲をその想定される時間以上に設定することで、ノイズが発生している場合は、超音波が検知され始めるときよりも早くノイズレベル超え信号を出力するため、ノイズ検知用時間は設定される時間より長くなる。よって、ノイズ判定部は、ノイズ検知用時間が設定される時間よりも長い場合は、ノイズが発生していると判定する。なお、正常な範囲は、あらかじめ設定したり、受信波を正常に検知できた時の正常な測定値に基づき設定したりすることができる。請求項3に係る発明によれば、流体の種類を考慮することなく、受信波の波形の特性を用いることで、超音波流量計で使用される流体が不明な場合でもノイズを検知することができる。   In the invention according to claim 3, the time for noise detection is the time from when the signal exceeding the noise level is output to when the received wave detection signal is output. Although the magnitude of the received wave changes depending on the type of fluid, pressure, and temperature, the wave shape (relative relationship between each wave, see FIG. 4) has the characteristic that it does not change. It can be assumed the time from the start of detection of the received wave until the reception wave detection signal is output. Therefore, by setting the normal range to be longer than the expected time, if noise is generated, the noise level will be output earlier than when the ultrasonic wave starts to be detected. Is longer than the set time. Therefore, the noise determination unit determines that noise is generated when the time for noise detection is longer than the set time. The normal range can be set in advance, or can be set based on a normal measurement value when the received wave can be detected normally. According to the invention of claim 3, noise can be detected even when the fluid used in the ultrasonic flowmeter is unknown by using the waveform characteristics of the received wave without considering the type of fluid. it can.

請求項4に係る発明においては、受信波の周期に基づいて正常な範囲を設定する。上記したように受信波の形状が変わらないという特徴を有していることから、受信波の大きさが分かれば受信波の一周期の長さを求めることができる。そこで、ノイズ検知用時間が、受信波の一周期の長さ以下又は二周期の長さ以上の場合に、正常な範囲をはずれていると判断する。請求項4に係る発明によれば、流体の種類を考慮することなく、受信波の波形の特性を用いることで、超音波流量計で使用される流体が不明な場合でもノイズを検知することができる。   In the invention which concerns on Claim 4, a normal range is set based on the period of a received wave. Since it has the characteristic that the shape of a received wave does not change as mentioned above, if the magnitude | size of a received wave is known, the length of one period of a received wave can be calculated | required. Therefore, when the noise detection time is equal to or shorter than the length of one cycle of the received wave or equal to or longer than the length of two cycles, it is determined that the normal range is out of range. According to the invention of claim 4, noise can be detected even when the fluid used in the ultrasonic flowmeter is unknown by using the waveform characteristics of the received wave without considering the type of fluid. it can.

請求項5に係る発明においては、ノイズ検知用時間が超音波を出力した時からノイズレベル超え信号を受信した時までの時間である。超音波が検知され始める時間は、流体の種類及び流量を測定する環境から得られる状態(流体の温度や圧力)に基づき導き出すことができる。そこで、正常な範囲を検知され始める時間よりも短い時間、つまり検知され始めると想定される時間以内で設定することで、ノイズが発生している場合は、超音波が検知され始めるときよりも早くノイズレベル超え信号を出力するため、ノイズ検知用時間は設定される時間より短くなる。よって、ノイズ判定部は、ノイズ検知用時間が設定される時間よりも短い場合は、ノイズが発生していると判定する。請求項4に係る発明によれば、超音波流量計で使用される流体が既知の場合にノイズを検知することができる。   In the invention which concerns on Claim 5, the time for noise detection is the time from the time of outputting an ultrasonic wave to the time of receiving the signal exceeding a noise level. The time at which the ultrasonic wave begins to be detected can be derived based on the state (fluid temperature or pressure) obtained from the environment in which the type and flow rate of the fluid are measured. Therefore, by setting the normal range within a time shorter than the time when detection is started, that is, within the time expected to start detection, when noise is generated, it is earlier than when ultrasonic waves start being detected. Since a signal exceeding the noise level is output, the noise detection time is shorter than the set time. Therefore, the noise determination unit determines that noise is occurring when the noise detection time is shorter than the set time. According to the invention which concerns on Claim 4, when the fluid used with an ultrasonic flowmeter is known, a noise can be detected.

請求項6に係る発明においては、ノイズ判定部が、流体の種類、温度、圧力とから決定する適正な理論増幅率と、増幅部が受信波を実際に調整した実増幅率と、を比較することで、ノイズの発生の有無を判定する。又は、実増幅率から推測される流体の温度及び圧力と計測手段により得られた温度及び圧力とを比較することで、ノイズの発生の有無を判定する。ここで、適正な理論増幅率とは、所定の振幅となるように調節するための率である。実増幅率が理論増幅率とあまりに大きく異なる、あるいは実際に増幅した実増幅率から推測される流体の温度及び圧力が実際に計測した温度及び圧力と大きくことなるということは、受信波になんらかのノイズが重畳されているか受信波が減衰する原因があると言える。理論増幅率の算出、実増幅率から流体の温度及び圧力の推測をおこなうためには、使用する流体があらかじめ分かっていることが望ましい。よって、請求項5に係る発明によれば、ノイズが時間的に同じ位置で重畳して受信波の大きさが見かけ上大きくなったとき、又は汚れなどにより受信波が減衰したときのような場合に、ノイズ検知用時間に基づいてノイズの発生を検知することができない場合でも、ノイズの検知をすることができる。   In the invention which concerns on Claim 6, a noise determination part compares the appropriate theoretical amplification factor determined from the kind of fluid, temperature, and pressure, and the actual amplification factor which the amplification part actually adjusted the received wave. Thus, it is determined whether or not noise is generated. Alternatively, the presence or absence of noise is determined by comparing the temperature and pressure of the fluid estimated from the actual amplification factor with the temperature and pressure obtained by the measuring means. Here, the appropriate theoretical amplification factor is a rate for adjusting to a predetermined amplitude. The fact that the actual amplification factor is too different from the theoretical amplification factor, or that the fluid temperature and pressure estimated from the actual amplification factor actually differs greatly from the actually measured temperature and pressure. It can be said that there is a cause that the reception wave is attenuated. In order to calculate the theoretical amplification factor and to estimate the temperature and pressure of the fluid from the actual amplification factor, it is desirable to know the fluid to be used in advance. Therefore, according to the invention of claim 5, when the noise is superimposed at the same position in time and the magnitude of the received wave is apparently increased, or when the received wave is attenuated due to dirt, etc. In addition, even when the generation of noise cannot be detected based on the noise detection time, the noise can be detected.

請求項7に係る発明においては、ノイズ判定部が、流体の種類、温度、圧力とから決定する正確な理論増幅率と、増幅部が受信波を実際に調整した実増幅率と、を比較することで、ノイズの発生の有無を判定する。又は、実増幅率から推測される流体の温度及び圧力と計測手段により得られた温度及び圧力とを比較することで、ノイズの発生の有無を判定する。実増幅率が理論増幅率とあまりに大きく異なる、あるいは実際に増幅した実増幅率から推測される流体の温度及び圧力が実際に計測した温度及び圧力と大きくことなるということは、受信波になんらかのノイズが重畳されているか受信波が減衰する原因があると言える。理論増幅率の算出、実増幅率から流体の温度及び圧力の推測をおこなうためには、使用する流体があらかじめ分かっていることが望ましい。よって、ノイズが時間的に同じ位置で重畳して受信波の大きさが見かけ上大きくなったとき、又は汚れなどにより受信波が減衰したときのような場合に、ノイズ検知用時間に基づいてノイズの発生を検知することができない場合でも、ノイズの検知をすることができる。   In the invention which concerns on Claim 7, a noise determination part compares the exact theoretical amplification factor determined from the kind of fluid, temperature, and pressure, and the actual amplification factor which the amplification part actually adjusted the received wave. Thus, it is determined whether or not noise is generated. Alternatively, the presence or absence of noise is determined by comparing the temperature and pressure of the fluid estimated from the actual amplification factor with the temperature and pressure obtained by the measuring means. The fact that the actual amplification factor is too different from the theoretical amplification factor, or that the fluid temperature and pressure estimated from the actual amplification factor actually differs greatly from the actually measured temperature and pressure. It can be said that there is a cause that the reception wave is attenuated. In order to calculate the theoretical amplification factor and to estimate the temperature and pressure of the fluid from the actual amplification factor, it is desirable to know the fluid to be used in advance. Therefore, when noise is superimposed at the same position in time and the magnitude of the received wave is apparently increased, or when the received wave is attenuated due to dirt or the like, the noise is detected based on the noise detection time. Even when it is impossible to detect occurrence of noise, noise can be detected.

請求項8に係る発明においては、理論増幅率を流体の種類、温度、圧力の組み合わせ毎にデータベースに記憶することができる。データベースは、使用流体、測定された温度
及び圧力の組み合わせの理論増幅率をノイズ判定部に出力することができる。
In the invention according to claim 8, the theoretical amplification factor can be stored in the database for each combination of fluid type, temperature, and pressure. The database can output the theoretical amplification factor of the combination of the used fluid and the measured temperature and pressure to the noise determination unit.

本実施形態1の超音波流量計11の構成図を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the block diagram of the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1. FIG. 本実施形態1の超音波流量計11で用いられる受信波検知部3及びレベル超え検知部4の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating configurations of a reception wave detection unit 3 and a level excess detection unit 4 that are used in the ultrasonic flowmeter 11 of the first embodiment. 本実施形態1の超音波流量計11が受信波を検知する方法を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the method the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1 detects a received wave. 本実施形態1の超音波流量計11が受信する受信波の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the received wave which the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1 receives. 本実施形態1の超音波流量計11がノイズの発生を検知する流れの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the flow which the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1 detects generation | occurrence | production of noise. 本実施形態1の超音波流量計11がノイズを検知する一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example in which the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1 detects noise. 本実施形態1の超音波流量計11がノイズを検知する一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example in which the ultrasonic flowmeter 11 of this Embodiment 1 detects noise. 本実施形態2の超音波流量計がノイズの発生を検知する流れの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the flow which the ultrasonic flowmeter of this Embodiment 2 detects generation | occurrence | production of noise. 本実施形態2の超音波流量計がノイズを検知する一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example in which the ultrasonic flowmeter of this Embodiment 2 detects noise. 本実施形態2の超音波流量計がノイズを検知する一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example in which the ultrasonic flowmeter of this Embodiment 2 detects noise. 本実施形態3の超音波流量計13の構成図を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the block diagram of the ultrasonic flowmeter 13 of this Embodiment 3. FIG. 本実施形態3の超音波流量計13がノイズの発生を検知する流れの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the flow which the ultrasonic flowmeter 13 of this Embodiment 3 detects generation | occurrence | production of noise. 本実施形態3の超音波流量計13がノイズを検知する一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example in which the ultrasonic flowmeter 13 of this Embodiment 3 detects noise.

本発明の代表的な実施形態を図1〜図13を参照して説明する。本発明の超音波流量計は、気体又は液体が流れるパイプライン(図示せず)の途中に取り付けられている。   A representative embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ultrasonic flowmeter of the present invention is attached in the middle of a pipeline (not shown) through which gas or liquid flows.

(実施形態1)
本実施形態1の超音波流量計11は、図1に示されるように、超音波送受波器21,22と、受信波検知部3と、レベル超え検知部4と、ノイズ判定部5と、ノイズ確認カウンタ(ノイズ検知用時間演算部)6とを有する。超音波流量計11は、更に、コントロール部23と、切替スイッチS1,S2と、送受器駆動部24と、カウンタ25と、増幅部26と、基準クロック発生部27と、ノイズ発生通知手段28とを有する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the ultrasonic flowmeter 11 of the first embodiment includes ultrasonic transducers 21 and 22, a received wave detection unit 3, a level excess detection unit 4, a noise determination unit 5, And a noise check counter (noise detection time calculation unit) 6. The ultrasonic flow meter 11 further includes a control unit 23, changeover switches S1 and S2, a transmitter / receiver drive unit 24, a counter 25, an amplification unit 26, a reference clock generation unit 27, and a noise generation notification unit 28. Have

超音波送受波器21,22は、一対の超音波振動子で構成され、被計測流体の流れるパイプライン内の上流と下流とに対向配置され、どちらかの一方が上流側、他方が下流側に位置する。超音波送受波器21,22は、送信側としても受信側としても作動でき、切替スイッチS1,S2を介して送受器動部24か受信波検知部3(増幅部26を介して)かに接続され、流体中を上流から下流及び下流から上流へと超音波の送受を行う。超音波送受波器21,22は、切替スイッチS1とS2が図1に示される状態のときは、超音波送受波器21は送受器駆動部24に接続されて送波器として作動し、超音波送受波器22は(増幅部26を介して)受信波検知部3に接続されて受波器として作動する。   The ultrasonic transducers 21 and 22 are composed of a pair of ultrasonic transducers, and are disposed opposite to the upstream and downstream in the pipeline through which the fluid to be measured flows, one of which is upstream and the other is downstream. Located in. The ultrasonic transducers 21 and 22 can be operated on both the transmission side and the reception side, and the transmitter / receiver moving unit 24 or the reception wave detecting unit 3 (through the amplification unit 26) is switched via the changeover switches S1 and S2. Connected to transmit and receive ultrasonic waves in the fluid from upstream to downstream and from downstream to upstream. When the change-over switches S1 and S2 are in the state shown in FIG. 1, the ultrasonic transducers 21 and 22 are connected to the transducer drive unit 24 and operate as a transducer. The sonic transducer 22 is connected to the received wave detector 3 (via the amplifier 26) and operates as a receiver.

受信波検知部3は、例えば送波器21が出力した超音波を受波器22が検知すると受信波検知信号を出力する。受信波信号を出力する(受信波の検知)方法は、後述する。   For example, when the receiver 22 detects the ultrasonic wave output from the transmitter 21, the received wave detector 3 outputs a received wave detection signal. A method for outputting a reception wave signal (detection of a reception wave) will be described later.

コントロール部23は、一定時間間隔で超音波送受波器21,22の送受の切り替えを行い、切り替え毎にその後、スタート信号を出力する。送受の切り替えは、コントロール部23からの送受切替信号で切替スイッチS1,S2を切り替えることで行われる。コントロール部23は、受信波検知部3からの受信波検知信号が入力されると、後述するカウンタ25が測定した測定時間を読み取り、直前に行った反対向きでの測定時間とを用いて、超音波送受波器間の流速を算出し、算出した流速とパイプの断面積などから流量を求められる。   The control unit 23 switches transmission / reception of the ultrasonic transducers 21 and 22 at regular time intervals, and then outputs a start signal for each switching. Switching between transmission and reception is performed by switching the selector switches S1 and S2 with a transmission / reception switching signal from the control unit 23. When the reception wave detection signal from the reception wave detection unit 3 is input, the control unit 23 reads the measurement time measured by the counter 25 described later, and uses the measurement time in the opposite direction performed immediately before. The flow rate between the acoustic transducers is calculated, and the flow rate can be obtained from the calculated flow rate and the cross-sectional area of the pipe.

送受器駆動部24は、コントロール部23が出力したスタート信号を受け取ると送信側の超音波送受波器21(22)を駆動する。   When receiving the start signal output from the control unit 23, the transmitter / receiver driving unit 24 drives the ultrasonic transducer 21 (22) on the transmission side.

カウンタ25は、スタート信号から受信波検知信号までの時間を測定する。その測定した時間は、コントロール部23が読み取る。当該実施形態では、スタート信号で測定時間がリセットされてから、時間を測定する。カウンタ25は、基準クロック発生部27からのクロックをカウントすることで時間を計測する。   The counter 25 measures the time from the start signal to the received wave detection signal. The control unit 23 reads the measured time. In this embodiment, the time is measured after the measurement time is reset by the start signal. The counter 25 measures time by counting the clocks from the reference clock generator 27.

受信波検知部3は、図2に示されるように、基準レベル発生部31と、レベル選択部32と、比較部33と、ゼロクロス検知部34とを有する。   As shown in FIG. 2, the received wave detection unit 3 includes a reference level generation unit 31, a level selection unit 32, a comparison unit 33, and a zero cross detection unit 34.

基準レベル発生部31は、異なる電圧の複数の基準レベル、例えば5つの基準レベルVthj1〜Vthj5を出力して、レベル選択部32へ入力する。5つの基準レベルVthj1〜Vthj5は、例えば指数関数的に並ぶように電圧が定められる(図3参照)。レベル選択部32は、基準レベル発生部31が出力した複数の基準レベルの内、小さい方の所定数、この実施例では3個の基準レベルVthj1〜Vthj3を選択して比較部33へ出力する。レベル選択部32は送信側となった超音波送受波器の送信毎(発信毎)に小さい方から所定数、例えば3個の基準レベルを選択して比較部33へ出力する。受信波は、受波器22(21)で受信され、増幅部26で増幅された後、受信波検知部3の比較部33とゼロクロス検知部34とに入力される。そして、受信波は、選択された基準レベルVthj1〜Vthj3と比較部33で順次比較される。   The reference level generation unit 31 outputs a plurality of reference levels of different voltages, for example, five reference levels Vthj1 to Vthj5 and inputs them to the level selection unit 32. For the five reference levels Vthj1 to Vthj5, for example, voltages are determined so as to be arranged exponentially (see FIG. 3). The level selection unit 32 selects a predetermined number, which is the smaller one of the plurality of reference levels output from the reference level generation unit 31, that is, three reference levels Vthj1 to Vthj3 in this embodiment, and outputs them to the comparison unit 33. The level selection unit 32 selects a predetermined number, for example, three reference levels from the smaller one for each transmission (every transmission) of the ultrasonic transducer on the transmission side, and outputs it to the comparison unit 33. The received wave is received by the receiver 22 (21), amplified by the amplifying unit 26, and then input to the comparison unit 33 and the zero cross detection unit 34 of the received wave detection unit 3. The received wave is sequentially compared with the selected reference levels Vthj1 to Vthj3 by the comparison unit 33.

増幅後の受信波(波形)と基準レベルとが図3に示されるとき、第2波が点a1で最小の基準レベルVthj1を越えるが、2つの基準レベルVthj2とVthj3は越えない。比較部12は、Vthj1を超えたが2つのVthj2とVthj3を超えていない波を点a1で検知したことをゼロクロス検知部34に出力し、ゼロクロス検知部34は第2波のゼロクロス点c1を検知すると、ゼロクロス点c1をゼロクロス検知信号としてレベル選択部32へ出力する。比較部33は、点a1をレベル選択部32へ出力する。次に、第2波が越えた基準レベルVthj1に代えて、今まで選択されていなかった基準レベルVthj4〜Vthj5のうち最小の基準レベルがレベル選択部32によって選択されて、比較部32へ出力される。   When the received wave (waveform) after amplification and the reference level are shown in FIG. 3, the second wave exceeds the minimum reference level Vthj1 at point a1, but does not exceed the two reference levels Vthj2 and Vthj3. The comparison unit 12 outputs to the zero cross detection unit 34 that a wave exceeding Vthj1 but not exceeding two Vthj2 and Vthj3 is detected at the point a1, and the zero cross detection unit 34 detects the zero cross point c1 of the second wave. Then, the zero cross point c1 is output to the level selection unit 32 as a zero cross detection signal. The comparison unit 33 outputs the point a1 to the level selection unit 32. Next, instead of the reference level Vthj1 beyond the second wave, the minimum reference level among the reference levels Vthj4 to Vthj5 that have not been selected so far is selected by the level selection unit 32 and output to the comparison unit 32. The

比較部33には、次の波が入力される前に、Vthj1を除いた残りの基準レベルVthj2〜Vthj5の中から小さい方の所定数(この場合3個) の基準レベルVthj2〜Vthj4が入力され、次の波を待ち受ける。そして、次にくる波のいずれかが基準レベルVthj2〜Vthj4を一気に超えると、比較部33はその波を検知したことをゼロクロス検知部34へ出力する。ゼロクロス検知部34は、その波が次にゼロクロスする点c2を検知し、その波のゼロクロス点であるとして、受信波検知信号を出力する。   Before the next wave is input to the comparison unit 33, a smaller predetermined number (three in this case) of reference levels Vthj2 to Vthj4 out of the remaining reference levels Vthj2 to Vthj5 excluding Vthj1 is input. Wait for the next wave. When any of the next waves immediately exceeds the reference levels Vthj2 to Vthj4, the comparison unit 33 outputs to the zero cross detection unit 34 that the wave has been detected. The zero-cross detection unit 34 detects a point c2 where the wave next zero-crosses, and outputs a received wave detection signal assuming that the wave is a zero-cross point.

レベル超え検知部4は、図2に示されるように、ノイズ検知レベル発生部41と、レベル超え比較部42とを有する。ノイズ検知レベル発生部41は、受信波検知部3の基準レベル発生部31が出力する基準レベルのうち最小レベルより小さいノイズ検知レベルVthkを発生する。レベル超え比較部42は、受信波がノイズ検知レベルを超えたときノイズレベル超え信号を出力する。   As illustrated in FIG. 2, the level excess detection unit 4 includes a noise detection level generation unit 41 and a level excess comparison unit 42. The noise detection level generation unit 41 generates a noise detection level Vthk smaller than the minimum level among the reference levels output by the reference level generation unit 31 of the received wave detection unit 3. The level excess comparison unit 42 outputs a noise level excess signal when the received wave exceeds the noise detection level.

図1に戻って、ノイズ確認カウンタ6は、レベル超え検知部4からのノイズレベル超え信号を受信すると、ノイズレベル超え信号が出力されてから受信波検知信号が出力されるまでのノイズ検知用時間(T1)を演算する。T1を演算するにあたり、ノイズレベル超え信号の出力時及び受信波検知信号の出力時は、コントロール部23が出力したスタート信号を受け取るとリセットされ、基準クロック発生部27からのクロックをカウントすることで時間を計測する。そして、ノイズ確認カウンタ6は、演算したT1を後述するノイズ判定部5に出力する。   Returning to FIG. 1, when the noise confirmation counter 6 receives a noise level excess signal from the level excess detection unit 4, the noise detection time from when the noise level excess signal is output to when the received wave detection signal is output. (T1) is calculated. In calculating T1, when a signal exceeding the noise level is output and when a reception wave detection signal is output, it is reset when the start signal output from the control unit 23 is received, and the clock from the reference clock generation unit 27 is counted. Measure time. Then, the noise check counter 6 outputs the calculated T1 to the noise determination unit 5 described later.

ノイズ判定部5は、ノイズ確認カウンタ6から入力されたT1と、時間範囲(Tx)とを比較して、ノイズが発生している場合はノイズ発生信号をノイズ発生通知手段28に出力する。Txは、図4に示されるように、受信波形の1周期をT0とした場合、1×T0<Tx<2×T0とすることができる。つまり、Txは受信波の1周期から2周期に相当する大きさで設定される値であり、受信波検知信号が検知される正常な範囲である。受信波形の1周期は、振幅が常に同じになるように増幅率を設定したり、受信波の大きさが分かれば、算出することができる。   The noise determination unit 5 compares T1 input from the noise check counter 6 with the time range (Tx), and outputs a noise generation signal to the noise generation notification unit 28 when noise is generated. As shown in FIG. 4, Tx can be 1 × T0 <Tx <2 × T0 when one period of the received waveform is T0. That is, Tx is a value set with a magnitude corresponding to one to two periods of the received wave, and is a normal range in which the received wave detection signal is detected. One period of the received waveform can be calculated if the amplification factor is set so that the amplitude is always the same or if the magnitude of the received wave is known.

ノイズ判定部5では、図5に示されるように、ノイズ確認カウンタ6から入力されたT1がTx以下であるか判定する。T1がTx以下の場合は、ノイズが発生していないため、正常と判定後、T1をノイズ種類判定時間T10と記録する。T10は、前回のT1の値である。T1がTxより大きい場合は、ノイズが発生しており、更にT1がT10と等しいか等しくないかを判定する。T1がT10と等しい場合、ノイズは筐体に係るノイズであるとして、ノイズ発生信号を出力する。T1がT10と等しくない場合は、ノイズは配管に係るノイズであるとして、ノイズ発生信号を出力する。なお、T1とT10との比較における等しいは、いくらかの幅を持たせることができる。また、T1とTxの比較において、下限を設定しても良い。   As shown in FIG. 5, the noise determination unit 5 determines whether T1 input from the noise check counter 6 is equal to or less than Tx. When T1 is equal to or less than Tx, no noise is generated. Therefore, after determining that T1 is normal, T1 is recorded as a noise type determination time T10. T10 is the previous value of T1. When T1 is larger than Tx, noise is generated, and it is further determined whether T1 is equal to or not equal to T10. When T1 is equal to T10, it is assumed that the noise is noise related to the housing, and a noise generation signal is output. When T1 is not equal to T10, the noise is regarded as noise related to the piping, and a noise generation signal is output. Note that the equality in the comparison of T1 and T10 can have some width. In addition, a lower limit may be set in the comparison between T1 and Tx.

筐体あるいは配管どちらかのノイズであるとノイズ発生信号を受信したノイズ発生通知手段28は、文字表示、音、あるいは点滅などによりノイズの種類も含めてノイズの発生を管理者に通知したり、監視装置に通知・記録したりする。ノイズの種類の区別は、表示される文字、音の発生の仕方や音の種類、ランプの点滅の仕方等により、通知可能である。   The noise occurrence notifying means 28 that has received the noise generation signal as being either the case or the piping noise notifies the administrator of the occurrence of noise including the type of noise by character display, sound, blinking, etc. Notify and record the monitoring device. The distinction of the type of noise can be notified by the displayed characters, the manner of sound generation, the type of sound, the way the lamp blinks, and the like.

ノイズ判定部5は、正常又はノイズが発生していると判断した後、判定終了信号をコントロール部23に出力する。判定終了信号を受け取ったコントロール部23は、流量測定の動作の完了を確認後、新たなスタート信号を発信する。   The noise determination unit 5 outputs a determination end signal to the control unit 23 after determining that it is normal or that noise is occurring. The control unit 23 that has received the determination end signal transmits a new start signal after confirming the completion of the flow measurement operation.

次に、本実施形態1の超音波流量計11が、ノイズを検出する例を図6及び図7を用いて説明する。図6及び図7では、図の左から右に向かって時間の経過を示す。図6及び図7において、受信波は、第1波と記載されている以降の振幅の波形である。よって、図6及び図7に図示されている受信波より前に発生している振幅がノイズである。図6のノイズは基準レベルのVthj1より小さい振幅であり、図7のノイズは基準のレベルVthj1より大きい振幅である。   Next, an example in which the ultrasonic flow meter 11 according to the first embodiment detects noise will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7, the passage of time is shown from the left to the right in the figure. 6 and 7, the received wave is a waveform having a subsequent amplitude described as the first wave. Therefore, the amplitude generated before the received wave shown in FIGS. 6 and 7 is noise. The noise in FIG. 6 has an amplitude smaller than the reference level Vthj1, and the noise in FIG. 7 has an amplitude larger than the reference level Vthj1.

本実施形態1の超音波流量計11では、図6のノイズが基準レベルVthj1より更に小さいノイズ検知レベルを点n1で超えるため、レベル超え検知部4がノイズレベル超え信号を出力する。受信波検知部3では、受信波の第2波が点a1で基準レベルVthj1を超えた、更に、第4波が基準レベルVthj2〜Vthj4を一気に超えた後のゼロクロス点c2で受信波検知信号を出力する。ノイズ確認カウンタ6では、点n1から受信波検知信号が出力された点c2までのノイズ検知用時間T1を演算する。図6において、T1は明らかにTx以下である。そのため、ノイズ判定部5は、ノイズが発生しているとして、ノイズ発生信号をノイズ発生通知手段28に出力する。ここで、T1がノイズ種類判定時間T10(前回のT1)と等しければノイズは筐体に係るノイズであり、T1がT10と等しくなければ配管に係るノイズであるとするノイズ発生信号を出力する。   In the ultrasonic flowmeter 11 of the first embodiment, the noise in FIG. 6 exceeds the noise detection level that is smaller than the reference level Vthj1 at the point n1, and therefore the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal. In the received wave detector 3, the second wave of the received wave exceeds the reference level Vthj1 at the point a1, and further, the received wave detection signal is received at the zero cross point c2 after the fourth wave exceeds the reference levels Vthj2 to Vthj4 at once. Output. The noise check counter 6 calculates a noise detection time T1 from the point n1 to the point c2 where the received wave detection signal is output. In FIG. 6, T1 is clearly below Tx. Therefore, the noise determination unit 5 outputs a noise generation signal to the noise generation notification unit 28 assuming that noise is generated. Here, if T1 is equal to the noise type determination time T10 (previous T1), the noise is a noise related to the casing, and if T1 is not equal to T10, a noise generation signal is output that is a noise related to the pipe.

本実施形態1の超音波流量計11では、図7のノイズが基準レベルVthj1より更に小さいノイズ検知レベルを点n2で超えるため、レベル超え検知部4がノイズレベル超え信号が出力する。受信波検知部3では、ノイズ検知レベルを超えたのとは違う波が基準レベルVthj1を超えたのち、受信波の第4波が基準レベルVthj2〜Vthj4を一気に超え、ゼロクロス点c3で受信波検知信号を出力する。ノイズ確認カウンタ6では、点n2から受信波検知信号が出力された点c3までのノイズ検知用時間T1を演算する。図7において、T1は明らかにTxの範囲を超えている。そのため、ノイズ判定部5は、ノイズが発生しているとして、ノイズ発生信号をノイズ発生通知手段28に出力する。ここで、T1がT10と等しければノイズは筐体に係るノイズであり、T1がT10と等しくなければ配管に係るノイズであると出力する。   In the ultrasonic flow meter 11 of the first embodiment, the noise in FIG. 7 exceeds the noise detection level that is further smaller than the reference level Vthj1 at the point n2, so that the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal. In the received wave detection unit 3, after the wave different from the noise detection level exceeds the reference level Vthj1, the fourth wave of the received wave exceeds the reference levels Vthj2 to Vthj4 at a stroke, and the received wave is detected at the zero cross point c3. Output a signal. The noise check counter 6 calculates a noise detection time T1 from the point n2 to the point c3 where the received wave detection signal is output. In FIG. 7, T1 clearly exceeds the range of Tx. Therefore, the noise determination unit 5 outputs a noise generation signal to the noise generation notification unit 28 assuming that noise is generated. Here, if T1 is equal to T10, the noise is noise related to the casing, and if T1 is not equal to T10, the noise is output related to piping.

図6に示されるノイズは、従来技術によると、ノイズが発生している状態にもかかわらず検知することができない。そして、ノイズが図7に示されるほど大きくなった時、初めてノイズが発生していることが検知されることとなる。また、図7に示されるようなノイズが発生している状態は、異常数値の流量値から検知できたとしても、筐体に係るノイズなのか配管に係るノイズなのかは検出できない。   According to the prior art, the noise shown in FIG. 6 cannot be detected regardless of the state in which the noise is generated. Then, when the noise increases as shown in FIG. 7, it is detected for the first time that the noise is generated. Moreover, even if the state where noise is generated as shown in FIG. 7 can be detected from the abnormal flow rate value, it cannot be detected whether the noise is related to the housing or the noise related to the piping.

本実施形態1の超音波流量計11によれば、使用される流体が未知であっても受信波の波形(各波同士の相対関係)が変わらないという特性を用いることで、従来よりも精度良く、ノイズの有無を検知することができる。特に、本実施形態1において、ノイズ検知レベルが、受信波を検知するための基準レベルに基づき設定しており、ノイズを効果的に検知することができる。   According to the ultrasonic flow meter 11 of the first embodiment, even when the fluid to be used is unknown, the received wave waveform (relative relationship between the waves) does not change, so that the accuracy is higher than in the past. Well, the presence or absence of noise can be detected. In particular, in the first embodiment, the noise detection level is set based on a reference level for detecting a received wave, and noise can be detected effectively.

また、ノイズが筐体に係るノイズであるのか配管に係るノイズであるのかの判別もすることができるため、超音波流量計11自体の設置を取り外すことなく、ノイズの原因を知ることができる。つまり、計測不能状態の回避ができるだけでなく、装置を取り外すことなく交換部品や超音波流量計自体の調達を手配するなど、早急な対応が可能である。   Further, since it is possible to determine whether the noise is noise related to the casing or noise related to the piping, the cause of the noise can be known without removing the installation of the ultrasonic flowmeter 11 itself. That is, it is possible not only to avoid a state in which measurement is impossible, but also to take immediate measures such as arranging procurement of replacement parts and the ultrasonic flowmeter itself without removing the device.

(実施形態2)
本実施形態2の超音波流量計は、実施形態1の超音波流量計11と基本的に同様の構成及び作用効果を有する。本実施形態2の超音波流量計は、ノイズ検知用時間及び時間範囲が実施形態1の超音波流量計11と異なる。以下では、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。
(Embodiment 2)
The ultrasonic flowmeter according to the second embodiment has basically the same configuration and operational effects as the ultrasonic flowmeter 11 according to the first embodiment. The ultrasonic flowmeter according to the second embodiment is different from the ultrasonic flowmeter 11 according to the first embodiment in noise detection time and time range. Below, it demonstrates focusing on a different structure and an effect.

ノイズ確認カウンタ6は、レベル超え検知部4からのノイズレベル超え信号を受信すると、コントロール部23よりスタート信号が出力されてからレベル超え検知部4よりノイズレベル超え信号が出力されるまでのノイズ検知用時間T2を計測する。そして、T2をノイズ判定部5に出力する。   When the noise confirmation counter 6 receives the noise level excess signal from the level excess detection unit 4, the noise detection counter 6 outputs a noise signal from when the start signal is output from the control unit 23 to when the noise level excess signal is output from the level excess detection unit 4. The service time T2 is measured. Then, T2 is output to the noise determination unit 5.

ノイズ判定部5は、ノイズ確認カウンタ6から入力されたT2と、時間範囲Tsとを比較する。時間範囲Tsは、スタート信号が出力され送波器21(22)から超音波が出力された時から、受信波が受波器22(21)で検知され始めると想定される時間以内からそれ以降である。受信波が受波器22(21)で検知され始めると想定される時間は、超音波流量計の使用環境での最大温度・最大流速からあらかじめ算出できる使用流体の音速のうち、最大音速と超音波流量計の超音波送受波器21,22の距離とから算出することができる。よって、Tsは最短時間よりわずかに早い時間からそれ以降の時間である。つまり、Tsは、超音波送受波器21,22の間を、コントロール部23のスタート信号の出力時から、ノイズがないとした場合の超音波が伝播する最短時間より早い時間に設定している。よって、超音波の伝播される最短時間より早い時間より更に早い時間で受信波が検知された場合は、ノイズが発生していることになる。   The noise determination unit 5 compares T2 input from the noise check counter 6 with the time range Ts. The time range Ts is from the time when the start signal is output and the ultrasonic wave is output from the transmitter 21 (22) to the time when the received wave starts to be detected by the receiver 22 (21) and thereafter. It is. The time when the received wave starts to be detected by the receiver 22 (21) is the maximum sound speed and the supersonic speed among the sound speeds of the working fluid that can be calculated in advance from the maximum temperature and the maximum flow velocity in the usage environment of the ultrasonic flowmeter. It can be calculated from the distance between the ultrasonic transducers 21 and 22 of the sonic flow meter. Therefore, Ts is a time slightly earlier than the shortest time to a time thereafter. That is, Ts is set between the ultrasonic transducers 21 and 22 at a time earlier than the shortest time that the ultrasonic wave propagates when there is no noise from when the start signal is output from the control unit 23. . Therefore, when a received wave is detected at a time earlier than a time earlier than the shortest time during which the ultrasonic wave is propagated, noise is generated.

ノイズ判定部5では、図8に示されるように、ノイズ確認カウンタ6から入力されたT2とTsとを比較する。T2がTsの範囲内、つまりT2がTsより大きい場合は、ノイズが発生していないため、正常と判定。その後、T2をノイズ種類判定時間T20と記録する。T20は、前回のT2の値である。T2がTsより短い時間、つまりT2がTs以下の場合は、ノイズが発生しており、更にT2がT20と等しいか等しくないかを判定する。T2がT20と等しい場合、ノイズは筐体に係るノイズであるとして、ノイズ発生信号を出力する。T2がT20と等しくない場合は、ノイズは配管に係るノイズであるとして、ノイズ発生信号を出力する。なお、T2とT20との比較における等しいは、いくらかの幅を持たせることができる。   As shown in FIG. 8, the noise determination unit 5 compares T2 input from the noise check counter 6 with Ts. When T2 is within the range of Ts, that is, when T2 is greater than Ts, no noise is generated, so it is determined as normal. Thereafter, T2 is recorded as the noise type determination time T20. T20 is the previous value of T2. When T2 is shorter than Ts, that is, when T2 is equal to or less than Ts, noise is generated, and it is further determined whether T2 is equal to or not equal to T20. When T2 is equal to T20, it is assumed that the noise is noise related to the housing, and a noise generation signal is output. When T2 is not equal to T20, the noise is assumed to be noise related to the piping, and a noise generation signal is output. Note that the equality in the comparison between T2 and T20 can have some width.

ノイズ通知手段28は、実施形態1と同様に、ノイズ発生信号が入力されると、ノイズの発生を何らかの手段により通知する。   As in the first embodiment, the noise notification unit 28 notifies the occurrence of noise by some means when a noise generation signal is input.

実施形態2の超音波流量計が、ノイズを検出する例を図9及び図10を用いて説明する。図9及び図10では、図は左から右に向かって時間の経過を示す。図9及び図10において、受信波は、第1波と記載されている以降の振幅の波形である。よって、図9及び図10に図示されている受信波より前に発生している振幅がノイズである。図9のノイズは基準レベルのVthj1より小さい振幅であり、図10のノイズは基準レベルのVthj1より大きい振幅である。   An example in which the ultrasonic flowmeter of the second embodiment detects noise will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In FIGS. 9 and 10, the diagrams show the passage of time from left to right. 9 and 10, the received wave is a waveform having a subsequent amplitude described as the first wave. Therefore, the amplitude generated before the received wave shown in FIGS. 9 and 10 is noise. The noise in FIG. 9 has an amplitude smaller than the reference level Vthj1, and the noise in FIG. 10 has an amplitude larger than the reference level Vthj1.

実施形態2の超音波流量計では、図9のノイズがノイズ検知レベルを点n3で超えるため、レベル超え検知部4がノイズレベル超え信号を出力する。ノイズ確認カウンタ6では、コントロール部23がスタート信号を出力してからレベル超え検知部4がノイズレベル超え信号を出力するまでのノイズ検知用時間T2を計測し、T2をノイズ判定部5へ出力する。図9において、T2は明らかにTsより小さい。よって、ノイズ判定部5は、T2がT20と等しいか等しくないかを判定後、ノイズが筐体に係るノイズ又は配管に係るノイズであるノイズ発生信号をノイズ発生通知手段28に出力する。   In the ultrasonic flowmeter of the second embodiment, the noise in FIG. 9 exceeds the noise detection level at the point n3, so the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal. The noise check counter 6 measures a noise detection time T2 from when the control unit 23 outputs a start signal until the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal, and outputs T2 to the noise determination unit 5. . In FIG. 9, T2 is clearly smaller than Ts. Therefore, after determining whether T2 is equal to or not equal to T20, the noise determination unit 5 outputs a noise generation signal that is noise related to the casing or piping related noise to the noise generation notification unit 28.

次に、図10に示されるような場合、実施形態2の超音波流量計では、ノイズがノイズ検知レベルを点n4で超え、レベル超え検知部4がノイズレベル超え信号を出力する。ノイズ確認カウンタ6では、コントロール部23がスタート信号を出力してからレベル超え検知部4がノイズレベル超え信号を出力するまでのノイズ検知用時間T2を計測し、T2をノイズ判定部5へ出力する。図9において、T2は明らかにTsより小さい。よって、ノイズ判定部5は、T2がT20と等しいか等しくないか判定後、ノイズが筐体に係るノイズ又は配管に係るノイズであるかノイズ発生信号をノイズ発生通知手段28に出力する。   Next, in the case of the ultrasonic flow meter of the second embodiment, as shown in FIG. 10, noise exceeds the noise detection level at the point n4, and the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal. The noise check counter 6 measures a noise detection time T2 from when the control unit 23 outputs a start signal until the level excess detection unit 4 outputs a noise level excess signal, and outputs T2 to the noise determination unit 5. . In FIG. 9, T2 is clearly smaller than Ts. Therefore, after determining whether T2 is equal to or not equal to T20, the noise determination unit 5 outputs a noise generation signal to the noise generation notification unit 28 as to whether the noise is noise related to the casing or noise related to piping.

本実施形態2の超音波流量計によれば、使用される流体が既知の場合に、流量を測定する環境から得られる状態に基づき、従来よりも精度良くノイズの有無を検知することができる。また、ノイズが筐体に係るノイズであるのか配管に係るノイズであるのかの判別もすることができる。つまり、計測不能状態の回避ができる上、設置を取り外すことなく、交換部品や超音波流量計自体の調達を手配するなど、早急な対応が可能である。   According to the ultrasonic flowmeter of the second embodiment, when the fluid to be used is known, it is possible to detect the presence or absence of noise with higher accuracy than conventional based on the state obtained from the environment for measuring the flow rate. It is also possible to determine whether the noise is noise related to the housing or noise related to the piping. In other words, it is possible to avoid the inability to measure, and it is possible to take immediate measures such as arranging the procurement of replacement parts and the ultrasonic flowmeter itself without removing the installation.

(実施形態3)
本実施形態3の超音波流量計13は、図11に示されるように、超音波送受波器21,22と、増幅部26、受信波検知部3と、圧力計測手段71、温度計測手段72、データベース73と、ノイズ判定部7とを有する。超音波流量計11は、更に、コントロール部23と、切替スイッチS1,S2と、送受器駆動部24と、カウンタ25と、基準クロック発生部27と、ノイズ発生通知手段28とを有する。本実施形態3の超音波流量計13は、実施形態1の超音波流量計11及び実施形態2の超音波流量計が有するレベル超え検知部4、ノイズ確認カウンタ6を有していないが、同じ構成要素は基本的に同じ作用をする。以下、異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 11, the ultrasonic flowmeter 13 of Embodiment 3 includes ultrasonic transducers 21 and 22, an amplifying unit 26, a received wave detecting unit 3, a pressure measuring unit 71, and a temperature measuring unit 72. The database 73 and the noise determination unit 7 are included. The ultrasonic flowmeter 11 further includes a control unit 23, changeover switches S <b> 1 and S <b> 2, a transmitter / receiver driving unit 24, a counter 25, a reference clock generation unit 27, and noise generation notification means 28. The ultrasonic flowmeter 13 of the third embodiment does not have the level excess detection unit 4 and the noise check counter 6 that the ultrasonic flowmeter 11 of the first embodiment and the ultrasonic flowmeter of the second embodiment have, but the same. The component basically works the same. The following description will focus on the different parts.

圧力計測手段71は、使用している流体の圧力値を計測する。温度計測手段72は、使用している流体の温度値を計測する。データベース73は、使用する流体の種類毎の圧力値と温度値の組み合わせによって決定される複数の増幅率を記憶している。データベース73は、例えば、表1に示されるように、温度が20℃における大気圧での増幅率を1としたときに、温度・圧力条件で決定される増幅率である。そして、データベース73は、コントロール部23がスタート信号を出力する毎に圧力計測手段71と温度計測手段72とで計測された圧力値、温度値を受け取り、使用流体の種類、圧力値、及び温度値に一致する理論増幅率をノイズ判定部7へ出力する。   The pressure measuring means 71 measures the pressure value of the fluid being used. The temperature measuring means 72 measures the temperature value of the fluid being used. The database 73 stores a plurality of amplification factors determined by combinations of pressure values and temperature values for each type of fluid used. For example, as shown in Table 1, the database 73 is amplification factors determined by temperature and pressure conditions when the amplification factor at atmospheric pressure at a temperature of 20 ° C. is 1. The database 73 receives the pressure value and temperature value measured by the pressure measuring means 71 and the temperature measuring means 72 every time the control unit 23 outputs a start signal, and the type of fluid used, the pressure value, and the temperature value. Is output to the noise determination unit 7.

Figure 0005649476
Figure 0005649476

ノイズ判定部7は、受信波検知部3からの受信波検知信号、増幅部26から実増幅率、データベース73から理論増幅率を受け取り、ノイズの発生の有無を判定する。具体的には、図12に示されるように、ノイズ判定部7は、まず実増幅率を受け取り、受信波信号を受け取ったかどうか判定する。受信波信号を受け取っていない場合は、実増幅率の変更の指令をコントロール部23に出力する。実増幅率の変更の指令が入力されたコントロール部23は、スタート信号を再度出力する。   The noise determination unit 7 receives the reception wave detection signal from the reception wave detection unit 3, the actual amplification factor from the amplification unit 26, and the theoretical amplification factor from the database 73, and determines whether noise has occurred. Specifically, as shown in FIG. 12, the noise determination unit 7 first receives an actual gain and determines whether a received wave signal has been received. If no received wave signal has been received, a command to change the actual gain is output to the control unit 23. The control unit 23, to which the command for changing the actual amplification factor is input, outputs the start signal again.

ノイズ判定部7が受信波信号を受け取っている場合は、理論増幅率を受け取り、実増幅率と理論増幅率とを比較する。実増幅率と理論増幅率とが等しい場合はノイズが発生しておらず、何も出力しないあるいはノイズが発生していないことをコントロール部23に出力する。実増幅率と理論増幅率とが等しくない場合は、ノイズ発生通知手段28にノイズ発生信号を出力する。ノイズ発生通知手段28は、文字、音、点滅などによりノイズの発生を通知する。なお、実増幅率と理論増幅率との比較は、実増幅率と理論増幅率との差の絶対値にいくらかの幅xがある(|実増幅率−理論増幅率|≦x)。   When the noise determination unit 7 receives the received wave signal, the noise determination unit 7 receives the theoretical amplification factor and compares the actual amplification factor with the theoretical amplification factor. When the actual amplification factor and the theoretical amplification factor are equal, no noise is generated, and nothing is output or no noise is output to the control unit 23. When the actual amplification factor and the theoretical amplification factor are not equal, a noise generation signal is output to the noise generation notification means 28. The noise occurrence notifying means 28 notifies the occurrence of noise by characters, sounds, flashing, and the like. The comparison between the actual amplification factor and the theoretical amplification factor has some width x in the absolute value of the difference between the actual amplification factor and the theoretical amplification factor (| actual amplification factor−theoretical amplification factor | ≦ x).

本実施形態3の超音波流量計13が、ノイズを検出する例を図13を用いて説明する。図13に示されている破線で区切られている各波形が受信波を表している。図中の実増幅率及び理論増幅率として記載されているA,B,C,及びDは、A<B<C<Dの関係にある値とする。超音波流量計13の使用環境における圧力値と温度値との組み合わせからデータベース73が出力する理論増幅率がAの場合の状態が状態1、理論増幅率がBの状態が状態2とする。   An example in which the ultrasonic flow meter 13 according to the third embodiment detects noise will be described with reference to FIG. Each waveform divided by a broken line shown in FIG. 13 represents a received wave. A, B, C, and D described as the actual amplification factor and the theoretical amplification factor in the figure are values having a relationship of A <B <C <D. The state when the theoretical amplification factor output by the database 73 from the combination of the pressure value and the temperature value in the usage environment of the ultrasonic flowmeter 13 is A is state 1, and the state where the theoretical amplification factor B is B is state 2.

まず、図中一番左の受信波は、超音波流量計13の使用環境が状態1で理論増幅率がA、ノイズ判定部7は受信波検知信号を受け取る。増幅部26は、受信波を実増幅率としてAで増幅していることから、ノイズは発生していないと判定される。次の受信波は、使用環境が状態2で理論増幅率がB、ノイズ判定部7は受信波検知信号を受け取っていない。増幅部26は、受信波を実増幅率としてAで増幅していることから、実増幅率の変更指令が出力される。3つめの受信波は、使用環境が状態2で理論増幅率がB、ノイズ判定部7は受信波検知信号を受け取っていないため、実増幅率の変更指令が出力される。4つめの受信波は、使用環境が状態2で理論増幅率がB、ノイズ判定部7は受信波検知信号を受け取っていないため、実増幅率の変更指令が出力される。5つめの受信波は、4つめの受信波をBの実増幅率で増幅したのをCの実増幅率で増幅している。そのため、ノイズ判定部7は受信波信号を受け取ることができるが、理論増幅率がBであるため、実増幅率と異なる増幅率となり、ノイズが発生していると出力される。そして、実増幅率を使用流体や使用環境により想定される最大増幅率Dとしても受信波検知信号が検知されない場合は、計測不能状態となる。なお、計測不能状態の判定は、従来技術で対応することができるため、本明細書での記載は省略する。   First, in the leftmost received wave in the figure, the usage environment of the ultrasonic flowmeter 13 is in state 1, the theoretical amplification factor is A, and the noise determination unit 7 receives the received wave detection signal. Since the amplification unit 26 amplifies the received wave with A as an actual amplification factor, it is determined that no noise is generated. For the next received wave, the usage environment is state 2, the theoretical amplification factor is B, and the noise determination unit 7 has not received the received wave detection signal. Since the amplifying unit 26 amplifies the received wave with A as the actual amplification factor, a command for changing the actual amplification factor is output. For the third received wave, since the use environment is state 2 and the theoretical amplification factor is B, and the noise determination unit 7 has not received the reception wave detection signal, a command to change the actual amplification factor is output. For the fourth received wave, since the use environment is state 2 and the theoretical amplification factor is B, and the noise determination unit 7 has not received the received wave detection signal, a command to change the actual amplification factor is output. The fifth received wave is obtained by amplifying the fourth received wave with the actual gain of B and amplifying it with the actual gain of C. Therefore, the noise determination unit 7 can receive the received wave signal. However, since the theoretical amplification factor is B, the amplification factor is different from the actual amplification factor and is output when noise is generated. If the received wave detection signal is not detected even if the actual amplification factor is the maximum amplification factor D that is assumed depending on the fluid or environment of use, the measurement is disabled. In addition, since determination of an unmeasurable state can respond with a prior art, description in this specification is abbreviate | omitted.

超音波流量計は、超音波送受波器にオイルミストなどの汚物が付着し、付着量が増大したり、経年劣化により受信波が小さくなったり、受信検知ができなくなる。しかし、3つめの受信波は、実増幅率が大きすぎたことによって、受信波の検知ができない。つまり、実増幅率を小さく調整する場合は、ノイズにより受信波が減衰しているわけではないため、実増幅率の調整をどちらにするかを判定することで、温度や圧力の変化による増幅率の徴税不足であることを検知することもできる。   In the ultrasonic flowmeter, dirt such as oil mist adheres to the ultrasonic transducer, and the amount of adhesion increases, the received wave becomes small due to deterioration over time, and reception detection cannot be performed. However, the third received wave cannot be detected because the actual amplification factor is too large. In other words, when the actual gain is adjusted to a small value, the received wave is not attenuated due to noise. Therefore, by determining which of the actual gain is adjusted, the gain due to changes in temperature and pressure is determined. It is possible to detect the lack of tax collection.

本実施形態3の超音波流量計13によれば、ノイズ検知用時間に基づいてノイズの発生を検知することができない場合でも、超音波送受波器への汚物付着により受信波が減衰していることを検知することができる。   According to the ultrasonic flow meter 13 of the third embodiment, even when the generation of noise cannot be detected based on the noise detection time, the received wave is attenuated due to the attachment of filth to the ultrasonic transducer. Can be detected.

本実施形態3の超音波流量計13は、理論増幅率と実増幅率とを比較することでノイズの有無を判定しているが、実増幅率から推測される流体の温度及び圧力と計測手段により得られた温度及び圧力とを比較することでノイズの有無を判定する構成とすることもできる。   The ultrasonic flowmeter 13 according to the third embodiment determines the presence or absence of noise by comparing the theoretical amplification factor and the actual amplification factor. However, the temperature and pressure of the fluid estimated from the actual amplification factor and the measuring means are determined. It can also be set as the structure which determines the presence or absence of noise by comparing the temperature and pressure which were obtained by this.

(実施形態4)
実施形態4の超音波流量計は、実施形態1の超音波流量計11と実施形態3の超音波流量計13とを組み合わせたものである。実施形態1の超音波流量計11と実施形態3の超音波流量計13とを組み合わせることで、発生しているノイズが筐体ノイズ、配管ノイズ、又は超音波送受波器への汚物付着によることが原因であるかを知ることができる。
(Embodiment 4)
The ultrasonic flow meter of the fourth embodiment is a combination of the ultrasonic flow meter 11 of the first embodiment and the ultrasonic flow meter 13 of the third embodiment. By combining the ultrasonic flowmeter 11 of the first embodiment and the ultrasonic flowmeter 13 of the third embodiment, the generated noise is due to housing noise, piping noise, or dirt attached to the ultrasonic transducer. You can know what is the cause.

(実施形態5)
実施形態5の超音波流量計は、実施形態2の超音波流量計と実施形態3の超音波流量計13とを組み合わせたものである。実施形態2の超音波流量計と実施敬体の超音波流量計13とを組み合わせることで、発生しているノイズが筐体ノイズ、配管ノイズ、又は超音波送受波器への汚物付着によることが原因であるかを知ることができる。
(Embodiment 5)
The ultrasonic flow meter of the fifth embodiment is a combination of the ultrasonic flow meter of the second embodiment and the ultrasonic flow meter 13 of the third embodiment. By combining the ultrasonic flow meter of the second embodiment and the ultrasonic flow meter 13 of the implementation object, the generated noise may be due to housing noise, piping noise, or dirt attached to the ultrasonic transducer. You can know what is the cause.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態1の超音波流量計11と実施形態2の超音波流量計とを組み合わせた超音波流量計も考えられる。その場合、使用される流体は既知であることが望ましく、ノイズの判定を2種類で用いるため、どちらか一方でノイズ発生と判定された場合をノイズが発生しているとすることもできるし、両方がノイズ発生と判定された倍をノイズが発生しているとすることもできる。
(Other embodiments)
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, an ultrasonic flow meter that combines the ultrasonic flow meter 11 of the first embodiment and the ultrasonic flow meter of the second embodiment is also conceivable. In that case, it is desirable that the fluid to be used is known, and since two types of noise determination are used, it can be assumed that noise is generated when it is determined that noise is generated on either side, It can also be assumed that noise is generated twice as long as both are determined to generate noise.

11,13:超音波流量計、
21,22:超音波送受波器、 23:コントロール部、
24:送受波駆動部、 25:カウンタ、
26:増幅部、 27:基準クロック発生部、
28:ノイズ発生通知手段、
3:受信波検知部、 31:基準レベル発生部、
32:レベル選択部、 33:比較部、
34:ゼロクロス検知部、
4:レベル超え検知部、 41:ノイズ検知レベル発生部、
42:レベル超え比較部、
5:ノイズ判定部、
6:ノイズ確認カウンタ(ノイズ検知用時間演算部)、
71:圧力計測手段、 72:温度計測手段、
73:データベース、
S1,S2:切替スイッチ。
11, 13: Ultrasonic flow meter,
21 and 22: ultrasonic transducers, 23: control unit,
24: Transmission / reception wave drive unit, 25: Counter,
26: amplifying unit, 27: reference clock generating unit,
28: Noise generation notification means,
3: received wave detection unit, 31: reference level generation unit,
32: Level selection unit, 33: Comparison unit,
34: Zero-cross detection unit,
4: Over-level detection unit, 41: Noise detection level generation unit,
42: Level exceeding comparison part,
5: Noise determination unit,
6: Noise confirmation counter (noise calculation time calculation unit),
71: Pressure measuring means, 72: Temperature measuring means,
73: Database
S1, S2: changeover switches.

Claims (8)

流体が通過する通路の上流と下流とに対向配置された1組の超音波送受波器を配置し、それらの間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
前記超音波送波器から出力された前記超音波を前記超音波受波器が受け取る受信波が前記超音波受波器に到達したと判断したとき、受信波検知信号を出力する受信波検知部と、
ノイズ検知レベルを発生するノイズ検知レベル発生部と前記受信波が前記ノイズ検知レベルを超えたときノイズレベル超え信号を出力するレベル超え比較部とをもつレベル越え検知部と、
前記ノイズレベル超え信号を出力した時を始点又は終点として、ノイズ検知用時間を求めるノイズ検知用時間演算部と、
前記ノイズ検知用時間が正常な範囲をはずれているときに、ノイズ発生信号を出力するノイズ判定部と、
を有することを特徴とする超音波流量計。
An ultrasonic flowmeter that arranges a pair of ultrasonic transducers arranged oppositely upstream and downstream of a passage through which a fluid passes, and obtains a flow rate from the arrival time of the ultrasonic wave between them,
A received wave detection unit that outputs a received wave detection signal when it is determined that a received wave received by the ultrasonic wave receiver has received the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter. When,
A level detection unit having a noise detection level generating unit that generates a noise detection level and a level exceeding comparison unit that outputs a noise level exceeded signal when the received wave exceeds the noise detection level;
A noise detection time calculation unit for obtaining a noise detection time, using the time when the noise level exceeded signal is output as a start point or an end point;
A noise determination unit that outputs a noise generation signal when the noise detection time is out of a normal range; and
An ultrasonic flowmeter characterized by comprising:
前記超音波の出力を複数回行う場合に、
前記ノイズ判定部が出力する前記ノイズ発生信号は、一つ前の測定で得られた前記ノイズ検知用時間の値であるノイズ種類判定時間と前記ノイズ検知用時間の値とが同じ場合に筐体ノイズを表す信号とし、
それ以外の場合に配管ノイズを表す信号とする請求項1に記載の超音波流量計。
When performing the ultrasonic output multiple times,
The noise generation signal output by the noise determination unit is a case when the noise type determination time, which is the value of the noise detection time obtained in the previous measurement, and the value of the noise detection time are the same. A signal representing noise,
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, which is a signal representing piping noise in other cases.
前記ノイズ検知用時間は、前記ノイズレベル超え信号を出力した時から前記受信波検知信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、設定値よりも前記ノイズ検知用時間が長い場合であり、
前記設定値は、前記超音波送波器から出力された前記超音波が前記超音波受波器で検知され始めた時から前記受信波検知信号が出力された時までの時間であると想定される時間以上で設定される請求項1又は2に記載の超音波流量計。
The noise detection time is the time from when the noise level exceeded signal is output to when the received wave detection signal is output,
It is determined that the noise detection time is longer than a set value when it is determined that the normal range is not satisfied.
The set value is assumed to be a time from when the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter starts to be detected by the ultrasonic wave receiver to when the received wave detection signal is output. The ultrasonic flowmeter according to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic flowmeter is set at a time longer than a predetermined time.
前記ノイズ検知用時間は、前記ノイズレベル超え信号を出力した時から前記受信波検知信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、前記ノイズ検知用時間が受信波の一周期の長さ以下又は二周期の長さ以上の場合である請求項1又は2に記載の超音波流量計。
The noise detection time is the time from when the noise level exceeded signal is output to when the received wave detection signal is output,
The super-judgment according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the noise detection time is out of the normal range when the noise detection time is equal to or shorter than the length of one cycle of the received wave or equal to or longer than the length of two cycles. Sonic flow meter.
前記ノイズ検知用時間は、前記超音波送波器が前記超音波を出力した時から前記ノイズレベル超え信号を出力した時までの時間であり、
前記正常な範囲をはずれていると判断されるのは、設定値よりも前記ノイズ検知用時間が短い場合であり、
前記設定値は、前記超音波送波器から前記超音波が出力された時から前記超音波受波器で検知され始めた時であると想定される時間以内で設定される請求項1又は2に記載の超音波流量計。
The time for noise detection is a time from the time when the ultrasonic transmitter outputs the ultrasonic wave to the time when the noise level exceeded signal is output,
It is determined that the noise detection time is shorter than a set value when it is determined that the normal range is deviated.
The set value, the claim 1 or 2 is set within a time that is assumed from said when the ultrasonic waves output from the ultrasonic wave transmitter is when started to be detected by the ultrasonic receiver The ultrasonic flowmeter described in 1.
前記受信波の振幅の大きさに応じて前記受信波の実増幅率を適正に調整可能な増幅部と、
前記流体の温度を計測し、計測温度を出力する温度計測手段と、
前記流体の圧力を計測し、計測圧力を出力する圧力計測手段と、
前記ノイズ判定部は、前記流体の種類、前記計測温度、及び、前記計測圧力の組み合わせにより決定される適正な理論増幅率と前記実増幅率との差異が所定以上の場合、又は前記実増幅率から推測される前記流体の推測温度及び推測圧力と前記計測温度及び前記計測圧力との差異が所定値以上の場合にはノイズ発生信号を出力する請求項1〜5の何れか1項に記載の超音波流量計。
An amplifying unit capable of appropriately adjusting the actual amplification factor of the received wave according to the amplitude of the received wave;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid and outputting the measured temperature;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid and outputting the measured pressure;
The noise determination unit is configured when the difference between an appropriate theoretical amplification factor determined by a combination of the fluid type, the measurement temperature, and the measurement pressure is greater than or equal to a predetermined value, or the actual amplification factor. 6. The noise generation signal is output according to claim 1, wherein a noise generation signal is output when a difference between the estimated temperature and the estimated pressure of the fluid estimated from the difference between the measured temperature and the measured pressure is a predetermined value or more. Ultrasonic flow meter.
流体が通過する通路の上流と下流とに対向配置された1組の超音波送受波器を配置し、前記受信波の振幅の大きさに応じて前記受信波の実増幅率を適正に調整可能な増幅部をもち、前記超音波送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
前記超音波送波器から出力された前記超音波を前記超音波受波器が受け取る受信波が前記超音波受波器に到達したと判断したとき、受信波検知信号を出力する受信波検知部と、
前記流体の温度を計測し、計測温度を出力する温度計測手段と、
前記流体の圧力を計測し、計測圧力を出力する圧力計測手段と、
前記流体の種類、前記計測温度、及び、前記計測圧力の組み合わせにより決定される適正な理論増幅率と前記実増幅率との差異が所定以上の場合、又は前記実増幅率から推測される前記流体の推測温度及び推測圧力と、前記計測温度及び前記計測圧力との差異が所定値以上の場合にはノイズ発生信号を出力するノイズ判定部と、
を有することを特徴とする超音波流量計。
A set of ultrasonic transducers arranged opposite to the upstream and downstream of the passage through which the fluid passes can be arranged, and the actual gain of the received wave can be adjusted appropriately according to the amplitude of the received wave An ultrasonic flowmeter having an amplifying unit for obtaining a flow rate from an arrival time of ultrasonic waves between the ultrasonic transducers,
A received wave detection unit that outputs a received wave detection signal when it is determined that a received wave received by the ultrasonic wave receiver has received the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitter. When,
Temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid and outputting the measured temperature;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the fluid and outputting the measured pressure;
The fluid estimated when the difference between an appropriate theoretical amplification factor determined by a combination of the fluid type, the measurement temperature, and the measurement pressure is greater than or equal to a predetermined value or from the actual amplification factor A noise determination unit that outputs a noise generation signal when the difference between the estimated temperature and the estimated pressure and the measured temperature and the measured pressure is equal to or greater than a predetermined value;
An ultrasonic flowmeter characterized by comprising:
前記理論増幅率は、前記流体の種類、前記流体の温度、及び、前記流体の圧力の組み合わせ毎にデータベースに記憶されており、
前記データベースは、前記超音波が出力される毎に、前記温度測定手段から前記流体の温度と前記圧力計測手段から前記流体の圧力とを受信し、記憶されている組み合わせの前記理論増幅率を前記ノイズ判定部に出力する請求項6又は7に記載の超音波流量計。
The theoretical amplification factor is stored in a database for each combination of the fluid type, the fluid temperature, and the fluid pressure,
The database receives the temperature of the fluid from the temperature measuring means and the pressure of the fluid from the pressure measuring means each time the ultrasonic wave is output, and stores the theoretical amplification factor of the stored combination The ultrasonic flowmeter according to claim 6 or 7, which is output to a noise determination unit.
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