FI89835B - Foerfarande och anordning foer bestaemning av hastigheten pao en gas som stroemmar i ett roer - Google Patents
Foerfarande och anordning foer bestaemning av hastigheten pao en gas som stroemmar i ett roer Download PDFInfo
- Publication number
- FI89835B FI89835B FI924880A FI924880A FI89835B FI 89835 B FI89835 B FI 89835B FI 924880 A FI924880 A FI 924880A FI 924880 A FI924880 A FI 924880A FI 89835 B FI89835 B FI 89835B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sound
- flow
- downstream
- sequences
- time
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/14—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/712—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/18—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the time taken to traverse a fixed distance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/7082—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using acoustic detecting arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Claims (12)
1. Förfarande för mätning av strömningshastigheten, volyströmmen och/eller massaströmmen av en gas som strömmar i ett rör, vid vilket förfarande man 5 placerar ljudgivare (2a,3b) i ett strömningsrör (1) pä ett givet längdriktat in-bördes avständ i mätröret (1) och vid vilket förfarande man medelst ljudkällor (2a,2b) matar längvägigt ljud som framskrider med- och motströms i strömnings-röret (1) endast i grundmodus i form av en planvägsfront tili strömningsröret (1) frän ett ställe utanför mätsträckan (L) som begränsas av nämnda givare (3a,3b) 10 och strömningsstorheterna bestäms frän löptiderna av nämnda ljud med- och motströms pä mätsträckan (L), frän rörets tväryta (A) samt frän tätheten (p) av gasen som skall mätäs, kännetecknat därav, att nämnda ljud avsänds tili strömningsröret (1) pä mätsträckan (L) i form av stationära periodvisa sekvenser som framskrider samtidigt i bägge riktningarna, sekvensen Sd(t,T) 15 medströms och sekvensen Su(t,T) motströms, där T är längden pä perioden och t är den relativa tiden mätt i början av var och en period, och att nämnda sekvenser Sd(t,T) och Su(t,T) är sinsemellan ortogonala och har alltsä inga gemensamma frekvenskomponenter alls som avviker frän noll. 20 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att de sinsemel lan ortogonala Sd(t,T) och Su(t,T) ljudsekvenserna är sälunda utformade att i för-hällande till grundfrekvensen som svarar mot deras grundperiod innehäller sekvensen Sd(t,T)/Su(t,T) som skall sändas i ena riktningen endast jämna och sekvensen Su(t,T)/Sd(t,T) som sänds i den andra riktningen endast udda frek-25 venskomponenter.
3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att löptiden av nämnda ljud pä mätsträckan (L) med- och motströms bestäms i tidsrymden som förskjutningsvärden av mittstället frän origo av topparna som 30 ingär i korrelationsfunktionerna som utformats frän signalen DL(t,T) frän den vänstra givaren och frän signalen DR(t,T) frän den högra givaren eller som en skillnad mellan tvä sädana förskjutningsvärden, genom att bilda en korrelations- ‘-y ; 19 funktion frän signalerna som sädana frän de bägge givarna (3a,3b), genom att först bilda deras medeltal genom att räkna samman over flera (m) perioder T eller genom att ännu bilda medeltalet av korrelationsfunktionerna ocksä genom integrering över flera (n) perioder, och genom att härvid bestämma löptiderna 5 som tidsförskjutningar frän origo av tvä huvudtoppar av korrelationsfunktionen •r CjjfB) = f AverJDL(t,T)] *Averm[DR(t-Q,T)] *dt n*T JQ 10 som härvid erhälles.
4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att löptiden av nämnda ljud pä mätsträckan (L) med- och motströms bestäms i 15 tidsrymden som förskjutningsvärden frän origo av mittpunkten av topparna som ingär i korrelationsfunktionerna som bildats av signalen DL(t,T) frän den vänstra givaren och signalen DR(t,T) frän den högre givaren eller som en skillnad av tvä sädana förskjutningsvärden, genom att bilda tvä olika korrelationsfunktioner frän signalerna av de bägge givarna som sädana, genom att först bilda deras medel-20 värde genom att räkna samman över flera perioder (m) eller genom att ännu integrera korrelationsfunktionerna över flera (n) perioder, den ena Cd(0) filtrerad med medströmsfilter Fd och den andra Cu(0) med motströmsfilter Fu, och genom att bestämma löptiderna som tidsförskjutningar frän origo av de enda huvudtopparna av de härvid erhällna tvä korrelationsfunktionerna 25 κ·Τ CJ.Q) = f Fd*Averm[DL(t,T)) *Avern[DK(t-Q,T)] *dt n+I J0 «r ς,(θ) = / Fu*Averm{DL(t,T)] MverJD/Γ-θ,θ)] *dt ft*l „ 30 0 b 9 L' 20
5. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att löptiden av nämnda ljud pä mätsträckan (L) med- och motströms bestäms genom att i tidsrymden bilda sammanlagt fyra korrelationsfunktioner Cm(t), CRd(t), CLu(t) ja CRu(t) frän signalen DL(t,T) av den vänstra givaren och signalen 5 DR(t,T) av den högre givaren, alltid frän en detektorsignal som sädan, eller genom att bilda medelvärdet över flera (m) perioder samt frän nägondera referenssekvensen Rd(t,T) eller Ru(t,T) i fast fas som lästs frän minnet, vilka referenssekvenser härletts frän motsvarande avsändningssekvenser eller frän detektorsekvenser som mätts med strömmen noll, möjligtvis genom att ännu 10 integrera över flera perioder Η·Τ CJfi) ^/R/t,n‘AvtrJ(DL(t-e,ni‘dt ^ j»*r CjuiÖ) = ^/ RAt>T)*Averm[DR(t-Q,m*dt n*T CJO) = -^/*Averm[DL(t-B,T)] *dt η·Γ
20 CA(0) = f Ru(t,O *Averm[DR(t-Q,T)] *dt n*T J0 25 och genom att bestämma löptiden medströms som en tidskillnad mellan mittstäl-lena av huvudtopparna av korrelationsfunktionerna Οω(θ) och CRd(0) och löptiden motströms pä motsvarande sätt som en tidskillnad medan mittställena av huvudtopparna av korrelationsfunktionerna C, u(t) ja C-Ru(t).
6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att man i stället för korrelationsfunktioner som innehäller väsentligen symmetriska li 30 21 S, Q P; C • J - V W toppar använder deras Hilbert -transformationer som korrelationsfunktioner och bestämmer mittställena av de sälunda erhällna väsentligen antisymmetriska korrelationsfunktionerna lämpligast som de värden pä tiden där den brantaste funktionen skär nollnivän. 5
7. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att löptiden av ljudet med- och motströms bestäms i frekvensrymden pä sädant sätt, att man först bildar Fourier-transformationerna av ljudgivarsekvenserna i form av komplexa frekvensvektorer DLu(<o j), DRd(&> ,) och DRu(<o j) och DRu(o>,) 10 och bestämmer ljudets löptid medströms 0d och motströms 0U väsentligen ur formlema -h 13 2* i, χ h e,,»-——ττΣ 20 där index 1 gäller endast jämna frekvensvärden i den övre ekvationen och endast udda i den undre ekvationen.
8. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att ljudets löptider med- och motströms bestäms i frekvensrymden pä sädant sätt, att 25 man först bildar Fourier-transformationer av ljudgivarsekvenserna i form av komplexa frekvensvektorer ϋω(ω χ), DLu(ti>,), DRd(o> x) och DRu(o> d) och Fourier-transformationer av referenssekvenserna som härletts frän ljudgivarsekvenserna som mätts frän avsändarsekvenserna i fast fas eller i nollströmningssituationen i form av komplexa frekvensvektorer Rd(o,) och Ru(<o,), och bestämmer ljudets 30 löptid medströms 0d och motströms 0U som skillnader där 0^, 0Rd, 0Lu och 0Ru bestäms väsentligen frän ekvationerna 22 h 9 ί\λ κ T * 6U « -^—2ΛΓ«Μ5ΐ/ϊ/ωΜ*Ι)2<(ωί.1)·^(ωρ*Ι>χ/ω^)] ^“'i h 5 t h~h k t * - -i—Σ cr8us[R£uUl) *D[M(uh]) ·*Β*(ωι) *DU (ω^ h"*i 't -r ΘΛ 0Γ^Λ.(ωΜ) *D*»(UbO mR* (ω^ βΖ)Α.(ω^ 10 h~h k där index 1 gäller endast jämna frekvensvärden i de tvä översta formlema och endast udda i de tvä nedersta ekvationerna. 15
9. Anordning för mätning av strömningshastigheten av en gas och/eller storheter som härletts frän denna, säsom volymströmmen och/eller massaströmmen, vilken anordning innefattar ett mätrör (1), där strömmen som skall mätäs löper och vilken anordning innefattar högtalare (2a,2b) som avsändare för bredbandsljud-20 signaler av läg frekvens som framskrider endast i form av en planvägsfront i grundmodus och effektförstärkare (4a,4b) för dessa, mikrofoner (3a,3b) som ljuddetektorer och förstärkare (5a,5b) för mikrofonsignalerna, och vilken anordning är försedd med räkneanordningar och -program för att räkna ut nämnda strömningsstorhet eller -storheter frän det längdriktade avständet (L) av ström-25 ningsröret (1) mellan ljuddetektorerna (3a,3b), frän tvärytan (A) av mätröret, frän tätheten (p) av strömningsgasen samt frän löptiden av ljudsignalerna medströms (tx) och motströms (t2) pä sträckan (L) mellan ljuddetektorerna (3a,3b), kännetecknad därav, att ljudet som sänds via nämnda högtalare (2a,2b) satts ihop av bredbandssekvenser av samma period som sänts 30 samtidigt inom perioden T med- och motströms, medströmssekvensen Sd(t,T) och motströmssekvensen Su(t,T), vilka sekvenser Sd(t,T) och Su(t,T) anordnats sinsemellan ortogonala och innehäller alltsä inga gemensamma frekvenskom- li b 9 G j 5 23 ponenter som awiker frän noli.
10. Anordning enligt patentkrav 9, kännnetecknad därav, att ljudet som skall sändas i ena riktningen innehäller endast jämna och ljudet som skall 5 sändas i den andra riktningen endast udda frekvenspomponenter.
11. Anordning enligt patentkr 9 eller 10, kännetecknad därav, att anordningen innefattar en signalprocessor (6) i realtid, med vilken man sänder ut matningssekvenserna av ljudkällorna och behandlar responserna som pro- 10 ducerats av ljuddetektorerna (3a,3b).
12. Anordning enligt patentkrav 11, kännetecknad därav, att anordningen dessutom innefattar en systemprocessor (7), som tar hand om kommuni-kationen mellan nämnda signalprocessor (6) i realtid, en eventuellt digital 15 visningsanordning (8) och en yttre dator (9) som används som driftanslutning.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI921448 | 1992-04-01 | ||
| FI921448A FI88208C (sv) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Förfarande och anordning för akustisk mätning av en gasström |
| FI9200278 | 1992-10-16 | ||
| PCT/FI1992/000278 WO1993020411A1 (en) | 1992-04-01 | 1992-10-16 | Method and device for determination of the velocity of a gas flowing in a pipe |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI924880A0 FI924880A0 (fi) | 1992-10-28 |
| FI89835B true FI89835B (fi) | 1993-08-13 |
| FI89835C FI89835C (sv) | 1993-11-25 |
Family
ID=8535027
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI921448A FI88208C (sv) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Förfarande och anordning för akustisk mätning av en gasström |
| FI924880A FI89835C (sv) | 1992-04-01 | 1992-10-28 | Förfarande och anordning för bestämning av hastigheten på en gas som s trömmar i ett rör |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI921448A FI88208C (sv) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Förfarande och anordning för akustisk mätning av en gasström |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (2) | FI88208C (sv) |
| WO (1) | WO1993020411A1 (sv) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI94909C (sv) * | 1994-04-19 | 1995-11-10 | Valtion Teknillinen | Akustisk strömmätningsförfarande och anordning för tillämpning av detta |
| US5531099A (en) * | 1994-11-09 | 1996-07-02 | At&T Corp. | Underground conduit defect localization |
| NL1008827C1 (nl) * | 1998-04-07 | 1999-10-08 | Nico Roosnek | Werkwijze en inrichting voor het meten van fysische parameters. |
| SE0003348D0 (sv) * | 2000-09-18 | 2000-09-18 | Flaekt Ab | Anordning och förfarande för att mäta flödet i en fluid |
| DE10062875B4 (de) * | 2000-12-16 | 2007-02-08 | Hydrometer Gmbh | Durchflussmesser |
| WO2006134199A1 (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Justiflow Oy | Ultrasound flowmeter arrangement for determining speed of sound |
| GB0921530D0 (en) * | 2009-12-09 | 2010-01-27 | Atmos Wave Ltd | Monitoring fluid flow in a conduit |
| JP5492606B2 (ja) | 2010-03-03 | 2014-05-14 | アズビル株式会社 | 演算装置、及び演算装置を備えた流量計 |
| US20120173191A1 (en) * | 2011-01-03 | 2012-07-05 | Moeller Lothar B | Airspeed And Velocity Of Air Measurement |
| CN102830245A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-12-19 | 华北电力大学 | 一种基于声学的锅炉炉膛烟气流速监测系统及监测方法 |
| WO2020183719A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | 流量測定装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445389A (en) * | 1981-09-10 | 1984-05-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Long wavelength acoustic flowmeter |
| FI76885C (sv) * | 1987-01-16 | 1988-12-12 | Valtion Teknillinen | Akustiskt strömningsmätningsförfarande och anordning för tillämpning a v detta. |
| FI87493C (sv) * | 1991-12-23 | 1993-01-11 | Kytoelae Instrumenttitehdas | Förfarande och anordning för mätning av strömningshastigheten av gaser och/eller storheter som kan härledas från denna |
-
1992
- 1992-04-01 FI FI921448A patent/FI88208C/sv not_active IP Right Cessation
- 1992-10-16 WO PCT/FI1992/000278 patent/WO1993020411A1/en active Application Filing
- 1992-10-28 FI FI924880A patent/FI89835C/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI89835C (sv) | 1993-11-25 |
| FI921448A0 (fi) | 1992-04-01 |
| WO1993020411A1 (en) | 1993-10-14 |
| FI924880A0 (fi) | 1992-10-28 |
| FI88208C (sv) | 1993-04-13 |
| FI88208B (fi) | 1992-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5770806A (en) | Acoustic flow measurement method and measurement apparatus implementing the method | |
| US4445389A (en) | Long wavelength acoustic flowmeter | |
| AU2018208683B2 (en) | Flow meter configuration and calibration | |
| FI89835B (fi) | Foerfarande och anordning foer bestaemning av hastigheten pao en gas som stroemmar i ett roer | |
| CA2101652C (en) | Measurement of the flow velocities of gases and/or of quantities that can be derived from same | |
| JP4904289B2 (ja) | モジュロ２ｐｉ剰余トラッキングを用いた超音波流量センサ | |
| CN108051036A (zh) | 非满管的超声波流量计及超声波流量测量系统 | |
| CN105115552B (zh) | 基于侧音测相的超声波流量测量方法及装置 | |
| JP2000046854A (ja) | 流体流の流れの速度を測定する方法と装置 | |
| JP4180396B2 (ja) | 超音波流量計および超音波による流量計測方法 | |
| JP2018044954A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP7151344B2 (ja) | 圧力計測装置 | |
| AU2007277095B2 (en) | Apparatus and method for attenuating acoustic waves in propagating within a pipe wall | |
| RU2453815C2 (ru) | Способ и устройство акустического измерения расхода газа | |
| JP4239106B2 (ja) | 位相差式超音波流量計 | |
| Huang et al. | A novel flowrate measurement method for small-diameter pipeline based on bidirectional acoustic resonance | |
| RU2791667C1 (ru) | Способ ультразвукового измерения параметров газовоздушных гомогенных потоков | |
| CN115824394B (zh) | 一种噪声测量中的微弱信号相位对齐方法 | |
| JP2000146643A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2009222534A (ja) | 超音波を用いた流量計測方法および流量計測装置 | |
| CN1078552A (zh) | 管内气流速度的测定方法和装置 | |
| RU2036441C1 (ru) | Способ измерения параметров пространственного затухания звука в трубопроводе | |
| JPS5866056A (ja) | 超音波ドツプラ−流量計 | |
| JPH11201791A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH04297816A (ja) | 音響式管路長測定器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |