JP2000292233A - 流量計測装置 - Google Patents

流量計測装置

Info

Publication number
JP2000292233A
JP2000292233A JP9632499A JP9632499A JP2000292233A JP 2000292233 A JP2000292233 A JP 2000292233A JP 9632499 A JP9632499 A JP 9632499A JP 9632499 A JP9632499 A JP 9632499A JP 2000292233 A JP2000292233 A JP 2000292233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
flow rate
flow
transmission
propagation time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9632499A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4292620B2 (ja
Inventor
Yukio Nagaoka
行夫 長岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP09632499A priority Critical patent/JP4292620B2/ja
Publication of JP2000292233A publication Critical patent/JP2000292233A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4292620B2 publication Critical patent/JP4292620B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス種が変化しても流量精度を保つ。 【解決手段】 流体中に超音波を送受信する送受信器
5、6と、流れの上流から下流への送信もしくは下流か
ら上流への送信の伝搬時間を計測する計測回路8と、超
音波伝搬時間により流量を算出する流量演算手段9と、
送受信器から流路内の流体の種類を判定する流体判別手
段10と、計測回路18の定数を流体判別手段10の値
によって変更する回路定数補正手段11とを備えてい
る。これによってガスの成分に応じて最適な計測回路を
選定して超音波を適正な信号にし、流量精度を高精度に
維持することができる。。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスなどの流体の
流量を計測する流量計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の流量計測装置は、特開平
10−318811号公報で開示されている。すなわち
図8に示すように、流速検出手段1で接続した受信手段
2より流量計測時の伝搬時間差検出手段3によって信号
伝搬時間を計測し、伝搬時間記憶手段4の記憶値と比較
判定し、記憶値より受信手段での計測が長い場合には異
媒体が混入したことを検知し警告表示をするものであっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流量計測装置では、異媒体が混入したことは検出で
きるものの混入した状態で正確に流量を計測することが
できず、ガスの成分が変化する状態で流量精度を保つこ
とが課題となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、流体中に超音波を送受信する送受信器と、
流れの上流から下流への送信もしくは下流から上流への
送信の伝搬時間を計測する計測回路と、超音波伝搬時間
により流量を算出する流量演算手段と、送受信器から流
路内の流体の種類を判定する流体判別手段と、計測回路
の定数を流体判別手段の値によって変更する回路定数補
正手段とを備え、ガス成分の変化に伴って計測装置の状
態を適切に保って流量を高精度で計測するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は流体中に超音波を送受信
する送受信器と、流れの上流から下流への送信もしくは
下流から上流への送信の伝搬時間を計測する計測回路
と、超音波伝搬時間により流量を算出する流量演算手段
と、送受信器から流路内の流体の種類を判定する流体判
別手段と、計測回路の定数を流体判別手段の値によって
変更する回路定数補正手段とを備えたものである。
【0006】また、流体中に超音波を送受信する送受信
器と、流れの上流から下流への送信もしくは下流から上
流への送信の伝搬時間を計測する計測回路と、流路内の
流れの状態によって定まる流量係数設定手段と、超音波
伝搬時間と前記流量係数設定手段とにより流量を算出す
る流量演算手段と、前記送受信器から前記流路内の流体
の種類を判定する流体判別手段と、前記流量係数設定手
段を前記流体判別手段の値によって変更する係数補正手
段とを備えたものである。
【0007】また、流体判別手段は送受信器の受信電圧
の大きさによって判定するものせある。
【0008】また、流体判別手段は伝搬時間によって判
定するものである。
【0009】また、流路の温度を計測する温度検出手段
により受信電圧もしくは伝搬時間を補正するものであ
る。
【0010】また、回路定数補正手段は送受信器の受信
信号の増幅度、または増幅された信号とコンパレータで
比較される基準信号値を変更するものである。
【0011】また、回路定数補正手段は送受信器の送信
信号の大きさ、または送信信号の駆動波数を変更するも
のである。
【0012】また、超音波の受信後に再度送信する繰り
返し手段と、この繰り返し送受信の積算時間から流量を
算出する繰り返し流量演算手段とを備え、流体判別手段
によって繰り返し手段の設定を変更するものである。
【0013】また、超音波の受信後に遅延手段を介して
再度送信する繰り返し手段と、この繰り返し送受信の積
算時間から流量を算出する繰り返し流量演算手段とを備
え、流体判別手段によって遅延手段の設定を変更するも
のである。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。
【0015】(実施例1)本発明の実施例1を説明す
る。図1において、流体中に超音波を送受信する送受信
器5と6が流路7の上流と下流にそれぞれ設けられ、流
れの上流から下流への送信もしくは下流から上流への送
信の伝搬時間を計測する計測回路8があり、この計測回
路8の結果として超音波伝搬時間が得られ、流量演算手
段9によって流量が算出される。また、送受信器5と6
の信号の大きさや伝搬時間から流路内の流体の種類を判
定する流体判別手段10があって、流体判別手段10の
値によって計測回路8の定数を変更する回路定数補正手
段11とを備えている。
【0016】次に動作について述べる。スタート12の
信号により計測回路8の送信手段13から超音波駆動信
号が送出され切換手段14を介して超音波が送受信器5
から6へすなわち流れに沿って送信され、流路7内を伝
搬した超音波は流れの速度分だけ速くなって送受信器6
に到達する。送受信器6での信号は増幅手段15で増幅
され、さらに比較手段16へ送られ超音波の受信を検出
する。送受信器5から6までの超音波の送信時間を計時
手段17で計測され、順方向伝搬時間として保存され
る。次に切換手段14を切り換えて送受信器6から5へ
流れに逆らって超音波が送信され、前述と同様に送受信
器6から5までの送信時間を逆方向伝搬時間として保存
され、この逆方向伝搬時間と順方向伝搬時間の時間差
と、流路7の断面積と流れの状態によってあらかじめ算
出されている流量係数から流量演算手段9で流量を算出
する。実際の演算では音速の影響が理論的になくなるよ
うに伝搬時間の逆数差を基に流量を算出している。
【0017】次に流路7を流れる流体の種類が変化した
場合について述べる。家庭に供給されている燃料として
の天然ガスやLPガスの成分は常に一定ではなく季節や
供給場所によって相当変化している。流体の成分が変化
すると、送受信器6の信号も変化する。例えばLPガス
の主成分であるプロパンガスの中に水素ガスが混入され
ると超音波の受信電圧は小さくなり、伝搬時間も小さく
なる。流体判別手段10では受信電圧や伝搬時間を検出
してその値からガスの種類を判別し計測回路8の回路定
数を回路定数補正手段11で例えば増幅度や送信電圧を
補正して流量精度を維持するように作用する。
【0018】(実施例2)図2は、実施例2を示したも
ので計時手段の17の値すなわち超音波の伝搬時間によ
って流体を判別する。そして流体判別手段10で判別し
た流体の種類に応じて流量演算手段9で用いられる流量
係数を係数補正手段18で補正して流量を正確に算出す
るものである。流体の種類が変われば流れの状態が変化
し、流路7内の流速分布が変わるため流量係数に影響を
与えるので流量誤差を生じる。流量係数の値は流体のレ
イノルズ数に依存するので、流体判別手段によってレイ
ノルズ数を推定すればよい。前述のプロパンガスと水素
ガスのように混入されるガスの種類が明らかな場合に
は、あらかじめ実験により伝搬時間とレイノルズ数との
関係を求めておき、マイコンなどに記憶させておけばよ
い。伝搬時間は流体の温度が変わる変化するので、流体
の温度が変化するときには温度検出手段19によって温
度を検出し、例えば20℃に換算した伝搬時間で流体の
種類を判別する。なお、レイノルズ数は温度によっても
変化するので同時に補正することも可能である。
【0019】(実施例3)図3は、実施例3を示したも
ので、流体の種類を受信信号レベルの大きさで判定した
もので、実施例1で示したプロパンガスに水素ガスが混
入した場合にはプロパンガスの受信レベルが流体Aであ
るのに比べ、水素ガスが混入すると受信レベルが流体B
のように小さくなる。この受信レベルの大きさによって
水素ガスがどのくらい混入されているかを推定すること
ができる。
【0020】(実施例4)図4は、実施例4を示したも
ので回路定数補正手段11により受信信号の増幅度を前
増幅手段19で大きくしたものである。実施例4に述べ
たように水素ガスが混入すると受信レベルが小さくなる
ので、超音波の受信感度不足を補正する。受信レベルが
大きければ前増幅手段19は必要ないのでスリープさせ
ておけばよい。また受信感度を調節する別の手段とし
て、回路定数補正手段11により比較手段16のコンパ
レータ比較信号を切り換えて回路を補正する。図3に示
すように受信信号が大きいと予想される流体の時には比
較レベルCで動作させ、小さいと予想される流体の時に
は比較レベルDで動作させるようにする。
【0021】(実施例5)図5は実施例5を示したもの
で、回路定数補正手段11により送信手段13を制御す
る。実施例4で述べたように受信感度が小さい流体と予
想される場合には、例えばバースト送信の波数を多くす
るか、あるいは送信電圧を高く設定して適切な超音波信
号を得るようにする。
【0022】(実施例6)図6は実施例6を示したもの
で、超音波を受信した後再度送信し、この送受信を複数
回繰り返したその総和の時間から流量を算出するシング
アラウンド法における実施例である。実施例3において
水素ガスが混入した場合には受信電圧が小さくなるので
受信信号に対するノイズの割合が大きくなりS/Nが低
下するので計測時間のばらつきが大きくなる。従って実
施例6では受信電圧が小さくなったことにより流体の種
類を判別して繰り返し手段20で繰り返し回数を増加さ
せて流量精度を保つ。
【0023】(実施例7)図7は実施例7を示したもの
で、前述のシングアラウンド法において受信から送信ま
での遅延時間を流体の種類に応じて遅延手段21で変化
させるものである。シングアラウンド法においては繰り
返し超音波を送信するために送受信器5と6間に超音波
が反射してノイズとなり正確な超音波の検出を行えなく
なる。このため受信して次の超音波を送信するまでに遅
延時間を設け反射の影響を低減させる。この遅延時間は
流体の性質によって最適値が変わる。したがって流体の
種類によって遅延時間をあらかじめ設定しておき、判別
した流体の種類に応じた遅延時間を設定する。遅延時間
の設定は1マイクロ秒以下の遅延素子を複数回分周させ
て得るようにすれば、そのカウンタの設定値を変えるこ
とで得られる。
【0024】なお本実施例ではガスの種類をプロパンガ
スと水素ガスとの混合ガスについて述べたが、天然ガス
におけるメタンガスとプロパンガスあるいは水素ガスな
どの可燃性流体、あるいは可燃性流体と空気との混合流
体にも適用できる。
【0025】また、混合比と流体の性質はマイクロコン
ピュータで記憶させる以外に、不揮発性メモリなどで外
部から通信手段を介して設定することができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【0027】(1)本発明は流体中に超音波を送受信す
る送受信器と、流れの上流から下流への送信もしくは下
流から上流への送信の伝搬時間を計測する計測回路と、
超音波伝搬時間により流量を算出する流量演算手段と、
送受信器から流路内の流体の種類を判定する流体判別手
段と、計測回路の定数を流体判別手段の値によって変更
する回路定数補正手段とを備えたので、ガスの成分に応
じて最適な計測回路を選定して超音波を適正な信号にで
き流量精度が高い。
【0028】(2)流体中に超音波を送受信する送受信
器と、流れの上流から下流への送信もしくは下流から上
流への送信の伝搬時間を計測する計測回路と、流路内の
流れの状態によって定まる流量係数設定手段と、超音波
伝搬時間と流量係数設定手段とにより流量を算出する流
量演算手段と、送受信器から流路内の流体の種類を判定
する流体判別手段と、流量係数設定手段を流体判別手段
の値によって変更する係数補正手段とを備えたので、流
体の種類によって変化する流量係数を自動的に補正する
ので、流量精度が高い。
【0029】(3)流体判別手段は送受信器の受信電圧
の大きさによって判定するので、流体の種類と超音波の
送受信感度との関係から容易に流体の種類を判定でき
る。
【0030】(4)流体判別手段は伝搬時間によって判
定するので、流体の種類と超音波の伝搬時間(音速)と
の関係から容易に流体の種類を判定できる。
【0031】(5)流路の温度を計測する温度検出手段
により受信電圧もしくは伝搬時間を補正するので、温度
が変化しても正確に流体の種類を判定できる。
【0032】(6)回路定数補正手段は送受信器の受信
信号の増幅度、または増幅された信号とコンパレータで
比較される基準信号値を変更するので、超音波信号が流
体の種類によって変化しても回路で補正し正確に検出す
ることができる。
【0033】(7)回路定数補正手段は送受信器の送信
信号の大きさ、または送信信号の駆動波数を変更する
の、流体の種類に応じて送信を調節し受信信号を安定さ
せることができる。
【0034】(8)超音波の受信後に再度送信する繰り
返し手段と、この繰り返し送受信の積算時間から流量を
算出する繰り返し流量演算手段とを備え、流体判別手段
によって繰り返し手段の設定を変更するので、ノイズの
大きなガスであっても繰り返し回数を増加させて流量精
度を確保することができる。
【0035】(9)超音波の受信後に遅延手段を介して
再度送信する繰り返し手段と、この繰り返し送受信の積
算時間から流量を算出する繰り返し流量演算手段とを備
え、流体判別手段によって遅延手段の設定を変更するの
で、ガス種によって異なる超音波の反射を防止して流量
精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の流量計測装置のブロック図
【図2】本発明の実施例2の流量計測装置のブロック図
【図3】本発明の実施例3の流量計測装置の受信信号図
【図4】本発明の実施例4の流量計測装置のブロック図
【図5】本発明の実施例5の流量計測装置のブロック図
【図6】本発明の実施例6の流量計測装置のブロック図
【図7】本発明の実施例7の流量計測装置のブロック図
【図8】従来の流量計測装置のブロック図
【符号の説明】
5、6 送受信器 8 計測回路 9 流量演算手段 10 流体判別手段 11 回路定数補正手段 13 送信手段 16 比較手段 18 係数補正手段 19 前増幅手段 20 繰り返し手段 21 遅延手段

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体中に超音波を送受信する送受信器と、
    流れの上流から下流への送信もしくは下流から上流への
    送信の伝搬時間を計測する計測回路と、超音波伝搬時間
    により流量を算出する流量演算手段と、前記送受信器か
    ら前記流路内の流体の種類を判定する流体判別手段と、
    前記計測回路の定数を前記流体判別手段の値によって変
    更する回路定数補正手段とを備えた流量計測装置。
  2. 【請求項2】流体中に超音波を送受信する送受信器と、
    流れの上流から下流への送信もしくは下流から上流への
    送信の伝搬時間を計測する計測回路と、流路内の流れの
    状態によって定まる流量係数設定手段と、超音波伝搬時
    間と前記流量係数設定手段とにより流量を算出する流量
    演算手段と、前記送受信器から前記流路内の流体の種類
    を判定する流体判別手段と、前記流量係数設定手段を前
    記流体判別手段の値によって変更する係数補正手段とを
    備えた流量計測装置。
  3. 【請求項3】流体判別手段は送受信器の受信電圧の大き
    さによって判定する請求項1又は2記載の流量計側装
    置。
  4. 【請求項4】流体判別手段は伝搬時間によって判定する
    請求項1又は2記載の流量計側装置。
  5. 【請求項5】流路の温度を計測する温度検出手段により
    受信電圧又は伝搬時間を補正する請求項3又は4記載の
    流量計測装置。
  6. 【請求項6】回路定数補正手段は送受信器の受信信号の
    増幅度または増幅された信号とコンパレータで比較され
    る基準信号値を変更する請求項1記載の流量計測装置。
  7. 【請求項7】回路定数補正手段は送受信器の送信信号の
    大きさまたは送信信号の駆動波数を変更する請求項1記
    載の流量計測装置。
  8. 【請求項8】超音波の受信後に再度送信する繰り返し手
    段と、この繰り返し送受信の積算時間から流量を算出す
    る繰り返し流量演算手段とを備え、流体判別手段によっ
    て前記繰り返し手段の設定を変更する請求項1記載の流
    量計側装置。
  9. 【請求項9】超音波の受信後に遅延手段を介して再度送
    信する繰り返し手段と、この繰り返し送受信の積算時間
    から流量を算出する繰り返し流量演算手段とを備え、流
    体判別手段によって前記遅延手段の設定を変更する請求
    項1記載の流量計側装置。
JP09632499A 1999-04-02 1999-04-02 流量計測装置 Expired - Fee Related JP4292620B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09632499A JP4292620B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 流量計測装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09632499A JP4292620B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 流量計測装置

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008263818A Division JP4888464B2 (ja) 2008-10-10 2008-10-10 流量計測装置
JP2008263817A Division JP2009008691A (ja) 2008-10-10 2008-10-10 流量計測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000292233A true JP2000292233A (ja) 2000-10-20
JP4292620B2 JP4292620B2 (ja) 2009-07-08

Family

ID=14161839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09632499A Expired - Fee Related JP4292620B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 流量計測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4292620B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005300244A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波流量計
JP2006242659A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Yazaki Corp 電子式ガスメータ
JP2007017157A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Aichi Tokei Denki Co Ltd 超音波流量計
JP2007064792A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流れ計測装置
JP2008128824A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toshiba Corp 超音波流量計
JP2013246032A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Panasonic Corp 流量計測装置
JP2014235108A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 パナソニック株式会社 ガス遮断装置、及び、そのプログラム

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005300244A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波流量計
JP2006242659A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Yazaki Corp 電子式ガスメータ
JP2007017157A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Aichi Tokei Denki Co Ltd 超音波流量計
JP2007064792A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流れ計測装置
JP2008128824A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toshiba Corp 超音波流量計
JP2013246032A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Panasonic Corp 流量計測装置
JP2014235108A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 パナソニック株式会社 ガス遮断装置、及び、そのプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP4292620B2 (ja) 2009-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4724714B2 (ja) 音響流量計の校正方法
WO2011074248A1 (ja) 流量計測装置
JP2007187506A (ja) 超音波流量計
JP4292620B2 (ja) 流量計測装置
US9304022B2 (en) Flow rate measuring device
JP3624743B2 (ja) 超音波流量計
JP2005181268A (ja) 超音波流量計
JP2010223855A (ja) 超音波流量計
JP4888464B2 (ja) 流量計測装置
JPH11304559A (ja) 流量計測装置
JP4362890B2 (ja) 流量計測装置
JP2009008691A (ja) 流量計測装置
JP2001255186A (ja) 流量計測装置
JP2001317975A (ja) 超音波流速測定方法および同装置
JP4561071B2 (ja) 流量計測装置
CN109708729B (zh) 超声波仪表计量信号自动增益调整方法及超声波燃气表
JP7246021B2 (ja) 超音波流量計
JP2000329597A5 (ja)
JP2004085421A (ja) 超音波流量計
JP3503578B2 (ja) 流量計測装置
JP7320776B2 (ja) 超音波流量計
JP7203352B2 (ja) 超音波流量計
JP2009085972A (ja) 超音波流量計
JP2001281032A (ja) 超音波流量計測装置
JP4821240B2 (ja) 流体の流れ計測装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060324

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060412

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090317

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090330

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees