CN1721824A - 流量测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种流量测量装置，包括：一流径；配置在流径中的一超声测量部分，该超声测量部分包括一对超声换能器；流量计算部分，用于根据来自该超声测量部分的一信号，计算流过该流径的一气体的流量；声速计算部分，用于根据来自该超声测量部分的一信号，计算流过该流径的一气体的声速；声速存储部分，用于预先存储一预定的声速；及比较部分，用于将该声速计算部分计算的声速和预先存储在该声速存储部分中的该预定的声速进行比较，其中根据由该声速计算部分计算的气体的声速推导出该气体的温度，且根据该推导出的温度对由该流量计算部分计算的气体的流量进行补偿。

Description

流量测量装置
本申请是1999年9月10日递交的申请号为99810813.8的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于识别在一流动路径中流动的气体的类型并自动设定适用于该气体类型的条件的气体类型识别系统。
背景技术
通常，已知有利用在用于诊断流量计的故障的流量测量设备中的气体的声速的若干方法。例如在日本专利申请No.8-304135中描述了这样一种方法。
图1示出了在日本专利申请No.8-304135中描述的一种流量测量设备的结构。
如图1所示，该流量测量设备包括一超声测量部分1、声速计算部分2、声速设定部分3、温度测量部分4、声速计算部分5和比较部分6。
该声速计算部分2根据从超声测量部分1输出的信号计算一声速。由声速计算部分2计算的该声速被输出给比较部分6。根据从温度测量部分4输出的一温度信号，声速计算部分5对预先在声速设定部分3中设定的一声速进行温度补偿。由声速计算部分5进行温度补偿的该声速被输出给比较部分6。比较部分6将自声速计算部分2输出的声速与自声速计算部分5输出的声速进行比较。根据比较部分6的比较结果，确定超声测量部分1是否发生故障。
这样，常规的系统在已知气体类型的前提下诊断一流量测量设备是否发生故障。常规的系统不识别气体类型。常规的系统不根据气体类型设定条件。
发明内容
根据本发明的一种气体类型识别系统，包括：一流径；配置在流径中的一超声测量部分，该超声测量部分包括一对超声换能器；一声速计算部分，用于根据来自该超声测量部分的一信号，计算流过该流径的一气体的声速；一声速存储部分，用于预先存储一预定的声速；及一比较部分，用于将该声速计算部分计算的声速和预先存储在该声速存储部分中的该预定的声速进行比较。
在本发明的一实施例中，该气体类型识别系统还包括：一流量补偿系数设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定一流量补偿系数；及一流量计算部分，用于根据来自该超声测量部分的信号和该流量补偿系数，计算流过该流径的气体的流量。
在本发明的另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置在该流径中的一双模式阀；和一控制部分，用于根据该比较部分的比较结果控制该双模式阀。
在本发明的再另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置该流径中的一双模式阀；一安全标准设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定安全标准；一确定部分，用于确定这些安全标准是否被满足；及一控制部分，用于根据该确定部分的确定结果，控制该双模式阀。
可替换地，根据本发明的一种气体类型识别系统，包括：一流径；配置在流径中的一温度测量部分；一温度计算部分，用于根据来自该温度测量部分的一信号，计算流过该流径的气体的温度；配置在该流径中的一超声测量部分，该超声测量部分包括一对超声换能器；一声速计算部分，用于根据来自该超声测量部分的一信号，计算流过该流径的一气体的声速；一温度/声速存储部分，用于预先存储一预定的温度和一预定的声速；及一比较部分，用于将由该温度计算部分计算的温度与预先存储在该温度/声速存储部分中的该预定的温度进行比较及将由该声速计算部分计算的声速和预先存储在该温度/声速存储部分中的该预定的声速进行比较。
在本发明的一实施例中，该气体类型识别系统还包括：一流量补偿系数设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定一流量补偿系数；及一流量计算部分，用于根据来自该超声测量部分的信号和该流量补偿系数，计算流过该流径的气体的流量。
在本发明的另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置在该流径中的一双模式阀；和一控制部分，用于根据该比较部分的比较结果控制该双模式阀。
在本发明的再另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置该流径中的一双模式阀；一安全标准设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定安全标准；一确定部分，用于确定这些安全标准是否被满足；及一控制部分，用于根据该确定部分的确定结果，控制该双模式阀。
可替换地，根据本发明的一种气体类型识别系统，包括：一流径；配置在流径中的一温度测量部分；一温度计算部分，用于根据来自该温度测量部分的一信号，计算流过该流径的气体的第一温度和第二温度；配置在该流径中的一超声测量部分，该超声测量部分包括一对超声换能器；一声速计算部分，用于根据来自该超声测量部分的一信号，计算流过该流径的一气体的第一声速和第二声速；一温度/声速存储部分，用于预先存储一预定的温度和一预定的声速；及一比较部分，用于将由该温度计算部分计算的第一温度和第二温度与预先存储在该温度/声速存储部分中的该预定的温度进行比较及将由该声速计算部分计算的第一声速和第二和预先存储在该温度/声速存储部分中的该预定的声速进行比较。
在本发明的一实施例中，该气体类型识别系统还包括：一流量补偿系数设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定一流量补偿系数；及一流量计算部分，用于根据来自该超声测量部分的信号和该流量补偿系数，计算流过该流径的气体的流量。
在本发明的另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置在该流径中的一双模式阀；和一控制部分，用于根据该比较部分的比较结果控制该双模式阀。
在本发明的再另一实施例中，该气体类型识别系统还包括：配置该流径中的一双模式阀；一安全标准设定部分，用于根据该比较部分的比较结果设定安全标准；一确定部分，用于确定这些安全标准是否被满足；及一控制部分，用于根据该确定部分的确定结果，控制该双模式阀。
这样，在此所述的本发明可提供一种气体类型识别系统，其可识别在一流径中流动的气体的类型并自动地设定适用于该气体类型的条件。
附图说明
图1是利用声速的一常规的故障诊断系统的结构的方框图。
图2是根据本发明的例1的气体类型识别系统的结构的方框图。
图3是气体类型识别系统中的一超声测量部分的结构的方框图。
图4是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序的流程图。
图5是气体类型和声速之间的关系的图形。
图6是气体类型和流量补偿系数之间的关系的图形。
图7是根据本发明的例2的气体类型识别系统的结构的方框图。
图8是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序的流程图。
图9是根据本发明的例3的气体类型识别系统的结构的方框图。
图10是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序流程图。
图11是气体设备和继续使用时限之间的关系的图形。
图12是根据本发明的例4的气体类型识别系统的结构的方框图。
图13是气体类型识别系统中的测量部分的结构的方框图。
图14是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序流程图。
图15是气体类型、温度和声速之间的关系的图形。
图16是根据本发明的例5的气体类型识别系统的结构的方框图。
图17是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序流程图。
图18是根据本发明的例6的气体类型识别系统的结构的方框图。
图19是由气体类型识别系统中的计算部分执行的程序流程图。
图20是由根据本发明的例7的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序的流程图。
图21是气体类型、温度和声速之间的关系的图形。
图22是由根据本发明的例8的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序的流程图。
图23由根据本发明的例9的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图说明本发明的实施例。
(例1)
图2示出了根据本发明的例1的气体类型识别系统的结构。如图2所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、和用于对自该超声测量部分8输出的信号执行算术运算的一计算部分9。
计算部分9包括一声速计算部分10、一比较部分11、一声速存储部分12、一流量计算部分13和一流量补偿系数设定部分14。
接着，将描述该气体类型识别系统的操作和功能。
声速计算部分10根据自超声测量部分8输出的信号计算声速。比较部分11将该声速计算部分10计算的声速和预先存储在该声速存储部分12中的该预定的声速进行比较。根据比较部分11的比较结果识别气体类型。由流量补偿系数设定部分14设定对应于识别的气体类型的一流量补偿系数。流量计算部分13通过使用由流量补偿系数设定部分14设定的一流量补偿系数，根据自超声测量部分8输出的信号计算一流量。
图3示出了图2中所示的超声测量部分8的结构。
超声测量部分8包括一对超声换能器17和18、一发射机部分19、一接收机部分20、一转换部分21、一转换控制部分22和一时间测量部分23。
首先，将描述一种测量流过流径7的气体的流量的方法。该转换部分21包括端子A至D。转换部分21中的端子A至D之间的互连可通过转换控制部分22被转换。
首先，转换部分21的端子B被耦合至端子C，且转换部分21的端子A被耦合至端子D。在此情况下，自发射机部分19发射的信号经转换部分21的端子C和B被输入进超声换能器17。自超声换能器17输出的超声波经过流径7以到达超声换能器18。自超声换能器18输出的信号经转换部分21的端子A和D由接收机部分20接收。
发射机部分19发射信号经转换部分21给超声换能器17，且同时地将该信号输出给时间测量部分23。接收机部分20经转换部分21接收来自超声换能器18的信号，且同时地将接收的信号输出给时间测量部分23。时间测量部分23测量这些信号之间的时差。结果，获得自超声换能器17输出的超声波经过流径7到达超声换能器18所用的时间量(T1)。
接着，转换部分21中的端子A至D之间的互连被改变以使转换部分21的端子A被耦合至端子C，且转换部分21的端子B被耦合至端子D。结果，获得自超声换能器18输出的超声波经过流径7到达超声换能器17所用的时间量(T2)。
通过使用以上述方式测量的时间量T1和T2，可根据以下公式计算流过流径7的气体的流量。
这里，假定待被测量的气体的流量和超声波传播路径P构成一角度θ；超声换能器17和超声换能器18被隔开一距离L；且气体具有声速c。
可根据公式(1)和(2)计算时间量T1和T2。
T1＝L/(c+v(cosθ))          (1)
T2＝L/(c-v(cosθ))          (2)
通过除去公式(1)和(2)中声速c，可根据公式(3)计算流速v：
v＝(L/2cosθ)((1/T1)-(1/T2))       (3)
可根据公式(4)计算流量Q：
Q＝kvS                (4)
在公式(4)中，k代表用于导出一平均流量的一补偿系数，且S表示流径7的截面积。这里，k被称之为“流量补偿系数”。
通过从公式(1)和(2)中除去流量Q，可根据公式(5)计算声速c：
c＝(L/2cosθ)((1/T1)+(1/T2))        (5)
尽管这里描述的方法通过对各自流径7的上游发射超声波到下游和从流径7的下游发射超声波到上游进行一次测量而导出时间量T1和T2。一种所谓的“单往返”法可被采用，其在发射/接收期间反复执行多次测量以提高测量精度。在该情况下，多个测量值的一平均值可被采用作为时间量T1和T2。
图4示出了由图2和3中所示的计算部分9执行的程序。
在图4中，参考数字24表示一起始命令；25表示一声速计算命令；26表示一声速比较命令；28表示一气体类型识别命令；29表示一流量补偿系数设定命令；30表示一流量计算命令；及31表示一间隔设定命令。
声速计算命令25对应于声速计算部分10(图2)；声速比较命令26对应于比较部分11(图2)；流量补偿系数设定命令29对应于流量补偿系数设定命部分14(图2)；及流量计算命令30对应于流量计算部分13(图2)。
如图4所示，该程序响应于起始命令24而被开始。响应于声速计算命令25，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于声速比较命令26，预先存储在声速存储部分12中的不同的声速值被与响应于声速计算命令而被计算的该声速值进行比较。响应于气体类型识别命令28，根据由声速比较命令26进行比较的结果，识别气体类型。
响应于流量补偿系数设定命令29，对应于被识别的气体类型的一流量补偿系数k被设定。响应于流量计算命令30，通过使用根据公式(3)已被计算的流速v和响应于流量补偿系数设定命令29已被设定的流量补偿系数k，对应于被识别的气体类型的一流量根据公式(4)被计算。
在过去了由间隔设定命令31设定的一时间量后，上述过程被重复。在该过程中，如果气体类型被改变，对应于改变后的气体类型的一流量被计算。
图5示出了气体类型和声速之间的关系。一些气体具有依据于它们的类型而清楚地彼此可区分开的声速范围。例如，图5中所示的气体A、气体B和气体C可通过计算它们的声速而被清楚地区分开来。气体类型和声速之间的关系可以一些公式或一表格的形式被保持。在该例中，这样的关系被存储在声速存储部分12中。
例如，如果响应于声速计算命令25已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为气体A；
V1＜c＜V2
图6示出了气体类型和流量补偿系数之间的关系。
由于不同的气体的物理化学特性的差异，不同气体类型可具有对于同一流量的不同的流量分配。如图6所示，是测量的流速v和截面积S的乘积的一给定流量(vS)的流量补偿系数k可根据气体类型二不同。
如上所述，通过根据声速计算识别气体类型，可能计算对应于气体类型的流量。结果。可根据气体类型进行不同的设定。例如，因为城市气体、空气、丙烷气体具有各自的不同的声速范围，可根据上述方法确定这些气体类型并计算对应于这些气体类型的流量。通过构成具有这样一结构的一气量计，可实现对气体类型不感兴趣的一通用气量计。
(例2)
图7示出了根据本发明的例2的气体类型识别系统的结构。
如图7所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、和用于对自该超声测量部分8输出的信号执行算术运算的一计算部分9、配置在流径7中的一双模式阀32、和一用于控制该双模式阀32的一控制部分33。该双模式阀32被配置在流径7中的该超声测量部分8的下游。
除了图2中所示的结构外，计算部分9还包括一异常确定部分34。该异常确定部分34确定是否一异常的气体正流过流径7。例如，如果被期望流过流径7的气体类型(即气体类型A)不同于实际流过流径7的气体类型(即气体类型B)，则异常确定部分34确定“一异常的气体正流过流径7”。例如被期望流过流径7的气体类型被保持在异常确定部分34。中。根据比较部分11的比较结果识别实际流过流径7的气体类型。
在例2中，用相同的参考数字表示与例1相同的构成元件，且省略对它们的描述。
图8示出了由计算部分9执行的程序。
在图8中，参考数字35表示一起始命令；36表示一声速计算命令；37表示一声速比较命令；39表示一气体类型识别命令；40表示一异常确定命令；41表示一间隔设定命令；及42表示一阀门关闭命令。
现假定气体B而非期望流过流径7的气体A，实际地流过流径7。
如图8所示，该程序响应于起始命令35而被开始。响应于声速计算命令36，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于声速比较命令37，预先存储在声速存储部分12中的不同的声速值被与响应于声速计算命令36而被计算的该声速值进行比较。响应于气体类型识别命令39，根据由声速比较命令37进行比较的结果，识别气体类型。
例如，如果响应于声速计算命令36已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为气体B；
V2＜c＜V3
在此情况下，由于气体B而非气体A已流过流径A，响应于异常确定命令40，确定“一异常的气体正流过流径7”，且执行阀门关闭命令42。结果，双模式阀32被关闭。
如果流过流径7的气体被识别为气体A，响应于异常确定命令40，确定“一正常的气体正流过流径7”。在过去了由间隔设定命令41设定的时间量后，上述过程被重复。
如上所述，通过根据声速计算识别气体类型，可马上切断非规定气体的流动，从而具有安全性。
(例3)
图9示出了根据本发明的例3的气体类型识别系统的结构。
如图9所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、和用于对自该超声测量部分8输出的信号执行算术运算的一计算部分9、配置在流径7中的一双模式阀32、和一用于控制该双模式阀32的一控制部分33。该双模式阀32被配置在流径7中的该超声测量部分8的下游。
除了图2中所示的结构外，计算部分9还包括一安全标准设定部分43和一异常确定部分44。
在例3中，用相同的参考数字表示与例1相同的构成元件，且省略对它们的描述。
图10示出了由计算部分9执行的程序。
在图10中，参考数字45表示一起始命令；46表示一声速计算命令；47表示一声速比较命令；49表示一气体类型识别命令；50表示一安全标准设定命令；51表示一流量补偿系数设定命令；52表示一流量计算命令；53表示一异常确定命令；54表示一间隔设定命令；及55表示一阀门关闭命令。
安全标准设定命令50对应于安全标准设定部分43(图9)。
如图10所示，该程序响应于起始命令45而被开始。响应于声速计算命令46，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于声速比较命令47，预先存储在声速存储部分12中的不同的声速值被与响应于声速计算命令46而被计算的该声速值进行比较。响应于气体类型识别命令49，根据由声速比较命令47进行比较的结果，识别气体类型。
例如，如果响应于声速计算命令46已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为气体B；
V2＜c＜V3
响应于安全标准设定命令50，对应于识别的气体类型的安全标准被设定。例如，如果识别的气体类型是气体B，则使用气体B的各设备的继续使用时限可被设定为安全标准。
响应于流量补偿系数设定命令51，对应于被识别的气体类型的一流量补偿系数k被设定。通过使用根据公式(3)已被计算的流速v和响应于流量补偿系数设定命令51已被设定的流量补偿系数k，相应于被识别的气体类型的一流量根据公式(4)被计算。
根据响应于流量计算命令52已被计算的流量，正被使用的设备被推导出。响应于异常确定命令53，确定该设备是否满足响应于安全标准设定命令50已被设定的安全标准。例如，可确定被查询的该设备的继续使用时限是否在响应于安全标准设定命令50已被设定的继续使用时限的范围内。
如果该设备未满足响应于安全标准设定命令50已被设定的安全标准，则该设备响应于异常确定命令53，被确定处于“异常使用”，且执行阀门关闭命令。结果，双模式阀32被关闭。
如果该设备满足响应于安全标准设定命令50已被设定的安全标准，则该设备响应于异常确定命令53，被确定处于“正常使用”，在过去了由间隔设定命令54设定的时间量后，上述过程被重复。
图11示出了被规定用于各设备及气体类型作为一安全标准的例证的的继续使用时限。这些安全标准被规定以确保气体的安全使用。在图11所示的例子中，在使用气体A的情况下，继续使用时限被规定对应于设备a、b、c，且在使用气体B的情况下，继续使用时限被规定对应于设备a、b、c。
如上所述，通过根据声速计算来识别气体类型，可实施对应于流过流径的气体类型的安全标准。结果，可确保安全使用气体。
例如，如果使用的气体被从城市气体变为丙烷气体，则对应于气体类型的安全标准被自动地改变。这样，确保了安全。
本发明不仅适用于气体类型改变的情况，而且适用于气体成份改变的情况。例如，如果煤气中的CO密度易于改变，对应于其密度的安全标准可被设定，从而根据CO密度的变化来确保安全。尽管作为本发明的例子，说明了对于燃气的一些应用，本发明适用的气体并不限于此。医院为了医疗的目的可能适用各种不同的气体。上述的三个例子也可应用于这些情况。例如，这样一应用被考虑：通过区分氧气和氮气，可立即切断错误气体的供给。上述三个例子也可应用于在半导体制做领域中适用的各种不同的气体。
(例4)
图12示出了根据本发明的例4的气体类型识别系统的结构。
如图12所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、配置在流径7中的一温度测量部分56、和用于对自该超声测量部分8输出的信号和自温度测量部分56输出的信号执行计算的一计算部分9。
在例4中，用相同的参考数字表示与例1相同的构成元件，且省略对它们的描述。
在图12中，参考数字8a表示一测量部分。该测量部分8a包括超声测量部分8和温度测量部分56。参考数字57表示一温度计算部分；58表示一比较部分；及59表示一温度/声速存储部分。
图13示出了图12中所示的测量部分8a的结构。
在图13中，参考数字60表示一用作为温度测量部分的一温度传感器。该温度传感器60被配置在流径7内部的一超声换能器17或18的附近。
接着，将描述该气体类型识别系统的操作和功能。
参见图12，计算部分9根据自超声测量部分8输出的信号和自温度测量部分56输出的信号执行计算。声速计算部分10计算流过流径7的气体的声速，及温度计算部分57计算流过流径7的气体的温度。比较部分58将该声速计算部分10计算的声速和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的声速进行比较，并将该温度计算部分57计算的温度和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的温度进行比较。根据比较部分58的比较结果识别气体类型。由流量补偿系数设定部分14设定对应于识别的气体类型的一流量补偿系数。流量计算部分13通过使用由流量补偿系数设定部分14设定的一流量补偿系数，根据自超声测量部分8输出的信号计算一流量。
由于该流量测量的方法类似于例1中的方法，对其的说明在此省略。
图14示出了由图12中所示的计算部分9执行的程序。
在图14中，参考数字61表示一温度计算命令；及62表示一温度/声速比较命令。
如图14所示，该程序响应于起始命令24而被开始。响应于温度计算命令61，流过流径7的气体的温度被计算。响应于声速计算命令25，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于温度/声速比较命令62，将响应于声速计算命令计算的声速和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的声速进行比较，并将响应于温度计算命令61计算的温度和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的温度进行比较。响应于气体类型识别命令28，根据由温度/声速比较命令62进行比较的结果，识别气体类型。
响应于流量补偿系数设定命令29，对应于被识别的气体类型的一流量补偿系数k被设定。响应于流量计算命令30，通过使用根据公式(3)已被计算的流速v和响应于流量补偿系数设定命令29已被设定的流量补偿系数k，对应于被识别的气体类型的一流量根据公式(4)被计算。
在过去了由间隔设定命令31设定的一时间量后，上述过程被重复。在该过程中，如果气体类型被改变，对应于改变后的气体类型的一流量被计算。
图15示出了气体类型、温度和声速之间的关系。一些气体可能仅依据于它们的类型是不能识别的而依据于温度和声速的组合可被识别。例如，图15中所示的气体A和气体B可通过计算它们的温度和声速而被清楚地区分开来。图15中所示的气体类型、温度和声速之间的关系可以一些公式或一表格的形式被保持。在该例中，这样的关系被存储在温度/声速存储部分59中。
例如，如果响应于温度计算命令61已被计算的温度T和响应于声速计算命令25已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为气体A；
T＝T1
c＝V2
如上所述，通过使用温度和声速，可识别即使具有相对接近的声速值的气体中的气体类型。
(例5)
图16示出了根据本发明的例5的气体类型识别系统的结构。
如图16所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、配置在流径7中的一温度测量部分64、和用于对自该超声测量部分8输出的信号和自温度测量部分56输出的信号执行算术计算的一计算部分9、配置在流径7中的一双模式阀32、和一用于控制该双模式阀32的一控制部分33。该双模式阀32被配置在流径7中的该超声测量部分8的下游。
在例5中，用相同的参考数字表示与例2相同的构成元件，且省略对它们的描述。
在图16中，参考数字8b表示一测量部分。该测量部分8b包括超声测量部分8和温度测量部分64。参考数字65表示一温度计算部分；66表示一比较部分；67表示一温度/声速存储部分；及70表示一异常确定部分。
测量部分8b的结构与图12中所示的测量部分8a的结构相同。
图17示出了由图16中所示的计算部分9执行的程序。
现假定气体B而非期望流过流径7的气体A，实际地流过流径7。
如图17所示，该程序响应于起始命令71而被开始。响应于温度计算命令72，流过流径7的气体的温度被计算。响应于声速计算命令73，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于温度/声速比较命令74，将响应于声速计算命令73计算的声速和预先存储在该温度/声速存储部分67中的该预定的声速进行比较，并将响应于温度计算命令72计算的温度和预先存储在该温度/声速存储部分67中的该预定的温度进行比较。响应于气体类型识别命令76，根据由温度/声速比较命令74进行比较的结果，识别气体类型。
例如，如果响应于温度计算命令72已被计算的温度T和响应于声速计算命令73已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为图15中的气体B；
T＝T2
c＝V2
在此情况下，由于气体B而非气体A已流过流径A，响应于异常确定命令77，确定“一异常的气体正流过流径7”，且执行阀门关闭命令79。结果，双模式阀32被关闭。
如果流过流径7的气体被识别为气体A，响应于异常确定命令77，确定“一正常的气体正流过流径7”。在过去了由间隔设定命令78设定的时间量后，上述过程被重复。
如上所述，通过使用温度和声速，可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型，可马上切断非规定气体的流动，从而具有安全性。
(例6)
图18示出了根据本发明的例6的气体类型识别系统的结构。
如图18所示，该气体类型识别系统包括一流径7、配置在流径7中的一超声测量部分8、配置在流径7中的一温度测量部分80、和用于对自该超声测量部分8输出的信号和自温度测量部分56输出的信号执行算术计算的一计算部分9、配置在流径7中的一双模式阀32、和一用于控制该双模式阀32的一控制部分33。该双模式阀32被配置在流径7中的该超声测量部分8的下游。
在例6中，用相同的参考数字表示与例3相同的构成元件，且省略对它们的描述。
在图18中，参考数字8c表示一测量部分。该测量部分8c包括超声测量部分8和温度测量部分80。参考数字81表示一温度计算部分；82表示一比较部分；83表示一温度/声速存储部分；84表示一安全标准设定部分；及85表示一异常确定部分。
测量部分8c的结构与图13中所示的测量部分8a的结构相同。
图19示出了由图18中所示的计算部分9执行的程序。
如图19所示，该程序响应于起始命令88而被开始。响应于温度计算命令89，流过流径7的气体的温度被计算。响应于声速计算命令90，流过流径7的气体的声速根据公式(5)被计算。接着，响应于温度/声速比较命令91，将响应于声速计算命令90计算的声速和预先存储在该温度/声速存储部分83中的该预定的声速进行比较，并将响应于温度计算命令89计算的温度和预先存储在该温度/声速存储部分89中的该预定的温度进行比较。响应于气体类型识别命令93，根据由温度/声速比较命令91进行比较的结果，识别气体类型。
例如，如果响应于温度计算命令89已被计算的温度T和响应于声速计算命令90已被计算的声速c满足以下公式，则流过流径7的气体被是被为图15中的气体B；
T＝T2
c＝V2
响应于安全标准设定命令94，对应于识别的气体类型的安全标准被设定。例如，如果识别的气体类型是气体B，则使用气体B的各设备的继续使用时限可被设定为安全标准。
响应于流量补偿系数设定命令95，对应于被识别的气体类型的一流量补偿系数k被设定。通过使用根据公式(3)已被计算的流速v和响应于流量补偿系数设定命令95已被设定的流量补偿系数k，响应于被识别的气体类型的一流量根据公式(4)被计算。
根据响应于流量计算命令96已被计算的流量，正被使用的设备被推导出。响应于异常确定命令97，确定该设备是否满足响应于安全标准设定命令94已被设定的安全标准。例如，可确定被查询的该设备的继续使用时限是否在响应于安全标准设定命令94已被设定的继续使用时限的范围内。
如果该设备未满足响应于安全标准设定命令94已被设定的安全标准，则该设备响应于异常确定命令97，被确定处于“异常使用”，且执行阀门关闭命令99。结果，双模式阀32被关闭。
如果该设备满足响应于安全标准设定命令94已被设定的安全标准，则该设备响应于异常确定命令97，被确定处于“正常使用”，在过去了由间隔设定命令98设定的时间量后，上述过程被重复。
如上所述，通过使用温度和声速，可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型，并实施对应于流过流径7的气体类型的安全标准，结果确保气体的安全使用。
(例7)
以下将描述根据本发明的例7的气体类型识别系统。根据本发明的例7的气体类型识别系统的结构与根据本发明的例4的气体类型识别系统的结构相同。因此，省略对其的描述。
图20示出了由根据本发明的例7的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序。
如图20所示，该程序响应于起始命令100而被开始。响应于第一温度计算命令101，流过流径7的气体的温度T1被计算。响应于第一声速计算命令102，流过流径7的气体的声速被计算，响应于第二温度计算命令104，流过流径7的气体的温度T2被计算。
响应于比较命令105，确定温度T1和温度T2之间的差ΔT是否大于一预定温度Tp。如果该差ΔT等于或小于该预定温度Tp，在过去了由一间隔设定命令103设定的时间量后，继续该过程。如果该差ΔT大于该预定温度Tp，响应于第二声速计算命令106，计算流过流径7的气体的声速。
这样，计算两对温度值和声速值。
响应于温度/声速比较命令107，将该两计算的温度值和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的温度值进行比较，将两计算的声速值和预先存储在该温度/声速存储部分59中的该预定的声速值进行比较。响应于气体类型识别命令109，根据由温度/声速比较命令107进行比较的结果，识别气体类型。
响应于流量补偿系数设定命令110，对应于被识别的气体类型的一流量补偿系数k被设定。响应于流量计算命令111，通过使用根据公式(3)已被计算的流速v和响应于流量补偿系数设定命令110已被设定的流量补偿系数k，对应于被识别的气体类型的一流量根据公式(4)被计算。
在过去了由间隔设定命令112设定的一时间量后，上述过程被重复。在该过程中，如果气体类型被改变，对应于改变后的气体类型的一流量被计算。
图21示出了气体类型、温度和声速之间的关系。气体A和气体B可通过计算它们在温度T1的声速值和在温度T2的声速值而被清楚地区分开来。图21中所示的气体类型、温度和声速之间的关系可以一些公式或一表格的形式被保持。在该例中，这样的关系被存储在温度/声速存储部分59中。
如上所述，通过使用两对温度值和声速值，可识别即使具有相对接近的声速值的气体中的气体类型。
(例8)
以下将描述根据本发明的例8的气体类型识别系统。根据本发明的例8的气体类型识别系统的结构与根据本发明的例5的气体类型识别系统的结构相同。因此，省略对其的描述。
根据本发明的例8的气体类型识别系统通过使用如例7中所述的两对温度值和声速值来识别气体类型，并确定流过流径7的气体是否是异常气体。
图22示出了由根据本发明的例8的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序。
如图22所示，从起始命令100到气体类型识别命令109的程序与图20中的流程相同。因此在此省略对其的描述。
现假定气体B而非期望流过流径7的气体A，实际地流过流径7，且还假定响应于气体类型识别命令109，流过流径7的气体被确定为气体B。
在此情况下，响应于异常确定命令113，确定“一异常的气体正流过流径7”，且执行阀门关闭命令114。结果，双模式阀32被关闭。
如果流过流径7的气体被识别为气体A，响应于异常确定命令113，确定“一正常的气体正流过流径7”。在过去了由间隔设定命令112设定的时间量后，上述过程被重复。
如上所述，通过使用两对温度值和声速值，可识别即使具有相对接近的声速值的气体中的气体类型，并可马上切断非规定气体的流动，从而具有安全性。
(例9)
以下将描述根据本发明的例9的气体类型识别系统。根据本发明的例8的气体类型识别系统的结构与根据本发明的例6的气体类型识别系统的结构相同。因此，省略对其的描述。
根据本发明的例9的气体类型识别系统通过使用如例7中所述的两对温度值和声速值来识别气体类型，并确定对应于识别的气体类型的安全标准是否被满足。
图23示出了由根据本发明的例9的气体类型识别系统中的计算部分执行的程序。
如图23所示，从起始命令100到气体类型识别命令109的程序与图20中的流程相同。因此在此省略对其的描述。
在一安全标准设定命令115之后的过程与例6中所述的相同。
如上所述，通过使用两对温度值和声速值，可识别即使具有相对接近的声速值的气体中的气体类型，并实施对应于流过流径7的气体类型的安全标准，结果确保气体的安全使用。
在上述所有的例子中，可附加地对已知气体类型和温度的气体流量进行温度补偿，具体地，在如例1中预先已知气体类型的清单以使不需知道温度以识别气体类型的情况下，可自声速推导出温度；因此，可不采用温度传感器而执行温度补偿。
通过附加地采用一压力传感器，还可执行质量(mass)流量测量。工业应用性
根据本发明的一气体类型识别系统，流过流径的气体的类型被自动地识别，且对应于识别的气体类型的一流量补偿系数被设定。因此，具有可构成支持各种不同气体类型的系统或设备的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，流过流径的气体的类型被自动地识别，且根据识别的气体的类型控制配置在流径中的一双模式阀。因此，具有在系统或设备使用中，在流过流径的气体的类型改变时，防止不安全的情况发生的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，流过流径的气体的类型被自动地识别，对应于识别的气体的类型的安全标准被设定。因此，具有在系统或设备使用中，在流过流径的气体的类型改变时，防止不安全的情况发生的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用一温度值和一声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用一温度值和一声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型及可马上切断非规定气体的流动，从而具有安全性的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用一温度值和一声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型及实施对应于流过流径的气体类型的安全标准，结果确保气体的安全使用的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用两对温度值和声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用两对温度值和声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型及可马上切断非规定气体的流动，从而具有安全性的优点。
根据本发明的一气体类型识别系统，通过使用两对温度值和声速值，气体的类型被自动地识别。因此，具有可识别具有相对接近的声速值的气体中的气体类型及实施对应于流过流径的气体类型的安全标准，结果确保气体的安全使用的优点。

Claims (2)

1、一种流量测量装置，包括：
流径；
配置在流径中的超声测量部分，该超声测量部分包括一对超声换能器；
流量计算部分，用于根据来自该超声测量部分的信号，计算流过该流径的气体的流量；
声速计算部分，用于根据来自该超声测量部分的信号，计算流过该流径的气体的声速；
声速存储部分，用于预先存储一预定的声速；及
比较部分，用于将该声速计算部分计算的声速和预先存储在该声速存储部分中的该预定的声速进行比较，
其中根据由该声速计算部分计算的气体的声速推导出该气体的温度，且根据该推导出的温度对由该流量计算部分计算的气体的流量进行补偿。
2、根据权利要求1的流量测量装置，还包括配置在该流径中的一压力传感器，其中通过该气体的流量的压力补偿，计算该气体的一质量流量。
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