JP2001330486A - 予め定められた気体の流れの方向への気体の流れの速度を測定するための光フローセンサおよびその方法 - Google Patents
予め定められた気体の流れの方向への気体の流れの速度を測定するための光フローセンサおよびその方法Info
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- 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
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-
- 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
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- G01P5/22—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 using auto-correlation or cross-correlation detection means
-
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- G01F1/712—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光フローセンサは、気体の流れの方向と平行
な方向に間隔をあけて設けられた複数の検出器を用いて
空気または他の気体の流れの速度を定量する。 【解決手段】 光ビームは気体の流れを横切って送信さ
れ、検出器に当たる。気体中の渦および微粒子によって
気体の流れの中で発生するシンチレーションはすべての
検出器で検出されるが、気体の流れの方向に検出器が縦
方向に分離されるためにわずかに異なるタイミングで検
出される。検出器の出力信号は調整され増幅されかつ変
換されてデジタルの形となる。次にデジタル信号プロセ
ッサ内のデジタル化された信号上で、時間的な相互相関
の分析が行なわれる。異なる検出器からの信号の間の時
間差は次に電子的に計算される。気体の流れの速度は次
に同じシンチレーション事象が各々の検出器によって検
出された時間差で、隣接した検出器の間の分離の距離を
除することによって判断される。
な方向に間隔をあけて設けられた複数の検出器を用いて
空気または他の気体の流れの速度を定量する。 【解決手段】 光ビームは気体の流れを横切って送信さ
れ、検出器に当たる。気体中の渦および微粒子によって
気体の流れの中で発生するシンチレーションはすべての
検出器で検出されるが、気体の流れの方向に検出器が縦
方向に分離されるためにわずかに異なるタイミングで検
出される。検出器の出力信号は調整され増幅されかつ変
換されてデジタルの形となる。次にデジタル信号プロセ
ッサ内のデジタル化された信号上で、時間的な相互相関
の分析が行なわれる。異なる検出器からの信号の間の時
間差は次に電子的に計算される。気体の流れの速度は次
に同じシンチレーション事象が各々の検出器によって検
出された時間差で、隣接した検出器の間の分離の距離を
除することによって判断される。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は、予め定められた気体の流れ
の方向と平行な方向に分離される複数の光検出器からの
デジタル化された信号を相互相関する光フローセンサに
関し、かつ予め定められた方向への気体の流れの速度を
定量する方法に関する。
の方向と平行な方向に分離される複数の光検出器からの
デジタル化された信号を相互相関する光フローセンサに
関し、かつ予め定められた方向への気体の流れの速度を
定量する方法に関する。
【０００２】
【先行技術の説明】正確な流量の測定は、気体排出物の
中の汚染物質を工業的かつ環境的に監視する際の最大の
問題の１つを示している。空中を伝わる汚染の問題は非
常に深刻となったため、あらゆる規模の事実上すべての
業界は気体の排出を制限する規制または法律の適用に従
って監視されている。気体の流れの中の汚染物質、有害
な気体および有毒ガスの濃度の定量は信頼するに足るレ
ベルに到達したが、率の監視、そしてそれによる気体の
流れの容量はこれまで比較的不正確であった。その結
果、いずれかの特定の設備から排出される汚染物質の総
合の範囲の定量はこれまで不確かであった。
中の汚染物質を工業的かつ環境的に監視する際の最大の
問題の１つを示している。空中を伝わる汚染の問題は非
常に深刻となったため、あらゆる規模の事実上すべての
業界は気体の排出を制限する規制または法律の適用に従
って監視されている。気体の流れの中の汚染物質、有害
な気体および有毒ガスの濃度の定量は信頼するに足るレ
ベルに到達したが、率の監視、そしてそれによる気体の
流れの容量はこれまで比較的不正確であった。その結
果、いずれかの特定の設備から排出される汚染物質の総
合の範囲の定量はこれまで不確かであった。
【０００３】流量を推定する現在の技術は、流れる気体
の経路たとえば産業処理プラントの煙突または煙道内に
侵入されるポイントセンサにしばしば依存している。そ
のような機器により到達した推定の流量は、工業的かつ
環境的に応用するにはしばしば不十分である。１つには
流れの媒体にセンサのヘッドを侵入させることにより流
量の測定結果を変えてしまうという問題がある。さら
に、監視される流れの媒体はしばしば非常に汚れており
かつ腐食性である。流れの媒体に感知ヘッドを直接接触
させることにより感知ヘッドがすぐに汚れてしまうこと
がしばしばであるため、センサのメンテナンスが大きな
問題となる。
の経路たとえば産業処理プラントの煙突または煙道内に
侵入されるポイントセンサにしばしば依存している。そ
のような機器により到達した推定の流量は、工業的かつ
環境的に応用するにはしばしば不十分である。１つには
流れの媒体にセンサのヘッドを侵入させることにより流
量の測定結果を変えてしまうという問題がある。さら
に、監視される流れの媒体はしばしば非常に汚れており
かつ腐食性である。流れの媒体に感知ヘッドを直接接触
させることにより感知ヘッドがすぐに汚れてしまうこと
がしばしばであるため、センサのメンテナンスが大きな
問題となる。
【０００４】超音波気体流測定装置の発明も試みられて
きた。しかしながら超音波気体流測定機器は非常に高価
でかつかなり不正確である。
きた。しかしながら超音波気体流測定機器は非常に高価
でかつかなり不正確である。
【０００５】汚染物質は気体排出物の中ではそれとわか
る色をしているか、または埃の粒子の塊であることが多
いため、ある距離から煙突および煙道を視覚的に監視し
て、気体排出物の流量を大まかに確認することが可能な
場合もある。しかしながら、このためには対象となる施
設が真直ぐ見通せなければならない。また、一酸化炭素
などの有毒な気体は無色である。さらに、夜間または天
候が不良な場合は視覚的な観察は不可能である。残念な
がら、監視される産業設備は昼間は排出される気体の量
を制限しても、気体排出物の量を観察できない夜間に排
出を増加させる結果に終わる可能性がある。
る色をしているか、または埃の粒子の塊であることが多
いため、ある距離から煙突および煙道を視覚的に監視し
て、気体排出物の流量を大まかに確認することが可能な
場合もある。しかしながら、このためには対象となる施
設が真直ぐ見通せなければならない。また、一酸化炭素
などの有毒な気体は無色である。さらに、夜間または天
候が不良な場合は視覚的な観察は不可能である。残念な
がら、監視される産業設備は昼間は排出される気体の量
を制限しても、気体排出物の量を観察できない夜間に排
出を増加させる結果に終わる可能性がある。
【０００６】
【発明の概要】この発明は、気体の流れの速度の測定に
対して全く新しい試みを採用している。この発明は、煙
突などの気体の流れる通路の両側に設けられた光送信器
および光受信器を用いる。光ビームは気体の流れる通路
を横切って送信される。受信器は通路を通って流れる気
体の予め定められた方向と平行な方向に互いに縦方向に
分離された複数の光検出器を含む。気体の流れの中の微
粒子物質および渦は通路を横切って送信された光ビーム
中にシンチレーションを発生する。
対して全く新しい試みを採用している。この発明は、煙
突などの気体の流れる通路の両側に設けられた光送信器
および光受信器を用いる。光ビームは気体の流れる通路
を横切って送信される。受信器は通路を通って流れる気
体の予め定められた方向と平行な方向に互いに縦方向に
分離された複数の光検出器を含む。気体の流れの中の微
粒子物質および渦は通路を横切って送信された光ビーム
中にシンチレーションを発生する。
【０００７】これらのシンチレーションは通路の反対側
のすべての光検出器によって検出されるが、各々の光検
出器で同時に検出されるわけではない。むしろ、シンチ
レーションを発生する微粒子または渦は気体の流れの中
で下流に向かって移動するため、最上流部に設けられた
検出器はさらに下流に設けられた光検出器よりも時間的
に早くシンチレーションを検出する。この物理的な現象
は、鳥または風に乗って運ばれる破片が落とす影が移動
していくのと同様である。
のすべての光検出器によって検出されるが、各々の光検
出器で同時に検出されるわけではない。むしろ、シンチ
レーションを発生する微粒子または渦は気体の流れの中
で下流に向かって移動するため、最上流部に設けられた
検出器はさらに下流に設けられた光検出器よりも時間的
に早くシンチレーションを検出する。この物理的な現象
は、鳥または風に乗って運ばれる破片が落とす影が移動
していくのと同様である。
【０００８】１つの広い局面では、この発明は、予め定
められた気体の流れの方向での気体の流れの速度を測定
するための光フローセンサと考えられてもよい。この発
明の光フローセンサは、光送信器、光受信器、信号制御
利得増幅回路、アナログ／デジタル変換器およびデジタ
ル信号プロセッサを含む。光送信器は予め定められた気
体の流れの方向を横切るコリメートされた光ビームを生
成する。光受信器は、複数の受光レンズを含み、そのす
べては光送信器と光通信しかつ光ビームの経路内に設け
られる。受光レンズは、予め定められた気体の流れの方
向と平行な方向に互いに分離される。別個の光検出器が
各々の受光レンズに対して設けられる。各々の検出器は
光ビーム内で発生するシンチレーションに応答して変化
する電子出力を発生する。
められた気体の流れの方向での気体の流れの速度を測定
するための光フローセンサと考えられてもよい。この発
明の光フローセンサは、光送信器、光受信器、信号制御
利得増幅回路、アナログ／デジタル変換器およびデジタ
ル信号プロセッサを含む。光送信器は予め定められた気
体の流れの方向を横切るコリメートされた光ビームを生
成する。光受信器は、複数の受光レンズを含み、そのす
べては光送信器と光通信しかつ光ビームの経路内に設け
られる。受光レンズは、予め定められた気体の流れの方
向と平行な方向に互いに分離される。別個の光検出器が
各々の受光レンズに対して設けられる。各々の検出器は
光ビーム内で発生するシンチレーションに応答して変化
する電子出力を発生する。
【０００９】別個の信号制御利得増幅回路が光検出器の
各々に結合される。別個のアナログ／デジタル変換器が
利得増幅回路の各々に結合され、利得増幅回路の各々か
らの出力を別個にデジタル化する。
各々に結合される。別個のアナログ／デジタル変換器が
利得増幅回路の各々に結合され、利得増幅回路の各々か
らの出力を別個にデジタル化する。
【００１０】デジタル信号プロセッサはすべての利得増
幅回路からの入力を受取るように結合される。デジタル
信号プロセッサはすべての検出器によって別個に検出さ
れたシンチレーション事象に対するデジタル化された出
力の時間的な相互不一致を判断する。デジタル信号プロ
セッサは予め定められた気体の流れの方向における経路
積分された流量を与える。
幅回路からの入力を受取るように結合される。デジタル
信号プロセッサはすべての検出器によって別個に検出さ
れたシンチレーション事象に対するデジタル化された出
力の時間的な相互不一致を判断する。デジタル信号プロ
セッサは予め定められた気体の流れの方向における経路
積分された流量を与える。
【００１１】好ましくは、光送信器は単一のレーザダイ
オードまたはＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、かつ検
出器が２つだけ受信器の中で用いられる。また好ましく
は、光送信器は、レーザダイオードに焦点を合せた、直
径が約１インチのコリメーティングレンズを含み、受光
レンズの各々は直径が約２インチであって、その検出器
の上に焦点を合せている。この発明の好ましい実施例で
は、コリメーティングレンズはコリメートされた光ビー
ムを発生する。
オードまたはＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、かつ検
出器が２つだけ受信器の中で用いられる。また好ましく
は、光送信器は、レーザダイオードに焦点を合せた、直
径が約１インチのコリメーティングレンズを含み、受光
レンズの各々は直径が約２インチであって、その検出器
の上に焦点を合せている。この発明の好ましい実施例で
は、コリメーティングレンズはコリメートされた光ビー
ムを発生する。
【００１２】別の広い局面では、この発明は、予め定め
られた気体の流れの方向への気体の流れの速度を測定す
るための光フローセンサと考えられてもよい。光フロー
センサは、送信器、受信器、信号制御利得増幅器、アナ
ログ／デジタル変換器およびデジタル信号プロセッサを
含む。送信器は、光源および気体の流れを横切るコリメ
ートされた光線を発生するための光線形成オプティクス
を含む。受信器は光ビームとの視線経路である中に設け
られる。受信器は複数の、焦点受光レンズを含む。受光
レンズは、予め定められた気体の流れの方向と平行な方
向に互いに間隔をあけられる。別個の検出器は受光レン
ズの各々に対して設けられる。各々の検出器は視線経路
内で発生するシンチレーション事象とともに変化する電
子出力を発生する。別個の信号制御利得増幅器が検出器
の各々に対して設けられる。別個のアナログ／デジタル
変換器が各々の検出器に結合されて、その出力をアナロ
グからデジタルの信号に変換する。デジタル信号プロセ
ッサは、検出器からのデジタル化された信号をシンチレ
ーション事象の検出の間の時間遅延の関数として相互相
関し、予め定められた気体の流れの方向に流れる気体の
速度を示す信号を発生する。
られた気体の流れの方向への気体の流れの速度を測定す
るための光フローセンサと考えられてもよい。光フロー
センサは、送信器、受信器、信号制御利得増幅器、アナ
ログ／デジタル変換器およびデジタル信号プロセッサを
含む。送信器は、光源および気体の流れを横切るコリメ
ートされた光線を発生するための光線形成オプティクス
を含む。受信器は光ビームとの視線経路である中に設け
られる。受信器は複数の、焦点受光レンズを含む。受光
レンズは、予め定められた気体の流れの方向と平行な方
向に互いに間隔をあけられる。別個の検出器は受光レン
ズの各々に対して設けられる。各々の検出器は視線経路
内で発生するシンチレーション事象とともに変化する電
子出力を発生する。別個の信号制御利得増幅器が検出器
の各々に対して設けられる。別個のアナログ／デジタル
変換器が各々の検出器に結合されて、その出力をアナロ
グからデジタルの信号に変換する。デジタル信号プロセ
ッサは、検出器からのデジタル化された信号をシンチレ
ーション事象の検出の間の時間遅延の関数として相互相
関し、予め定められた気体の流れの方向に流れる気体の
速度を示す信号を発生する。
【００１３】さらに別の広い局面では、この発明は、予
め定められた直線方向への気体の流れの速度を測定する
方法と考えられてもよい。この発明は以下のステップを
含む。すなわち、予め定められた直線方向の気体の流れ
の方向と交差しかつ気体の流れを横切る光視線経路に沿
って、ある量の気体を横切るコリメートされた光ビーム
を送信するステップ、予め定められた直線方向と平行な
方向に互いに間隔をあけて分離された複数のシンチレー
ション受信検出器を用いて、送信された光ビームを受取
るステップ、気体の流れの中で発生するシンチレーショ
ンに応答してシンチレーション受信検出器の各々からの
別個の出力信号を生成するステップ、出力信号の各々を
別個に増幅しかつデジタル化するステップ、別個の出力
信号の時間的な相互相関を判断するステップ、およびシ
ンチレーション受信検出器の互いからの分離の距離と別
個の出力信号の時間的な相互相関に基づき、予め定めら
れた直線方向に流れる気体の速度を示す、速度の出力信
号を与えるステップである。
め定められた直線方向への気体の流れの速度を測定する
方法と考えられてもよい。この発明は以下のステップを
含む。すなわち、予め定められた直線方向の気体の流れ
の方向と交差しかつ気体の流れを横切る光視線経路に沿
って、ある量の気体を横切るコリメートされた光ビーム
を送信するステップ、予め定められた直線方向と平行な
方向に互いに間隔をあけて分離された複数のシンチレー
ション受信検出器を用いて、送信された光ビームを受取
るステップ、気体の流れの中で発生するシンチレーショ
ンに応答してシンチレーション受信検出器の各々からの
別個の出力信号を生成するステップ、出力信号の各々を
別個に増幅しかつデジタル化するステップ、別個の出力
信号の時間的な相互相関を判断するステップ、およびシ
ンチレーション受信検出器の互いからの分離の距離と別
個の出力信号の時間的な相互相関に基づき、予め定めら
れた直線方向に流れる気体の速度を示す、速度の出力信
号を与えるステップである。
【００１４】この発明の方法は、また好ましくは、各々
の検出器からの信号の時間平均出力の大きさを計算する
ステップと、各々の検出器からの信号の大きさと時間平
均の出力の大きさを繰返し比較するステップと、時間平
均出力の大きさに対する信号の大きさに依存して各々の
検出器の信号に対して一連のシングルビットコードを生
成するステップと、別個の出力信号の時間的な相互相関
を判断するステップにおいて各々の検出器に対して一連
のシングルビットコードを用いるステップとを含む。
の検出器からの信号の時間平均出力の大きさを計算する
ステップと、各々の検出器からの信号の大きさと時間平
均の出力の大きさを繰返し比較するステップと、時間平
均出力の大きさに対する信号の大きさに依存して各々の
検出器の信号に対して一連のシングルビットコードを生
成するステップと、別個の出力信号の時間的な相互相関
を判断するステップにおいて各々の検出器に対して一連
のシングルビットコードを用いるステップとを含む。
【００１５】好ましくは、各々の検出器からの一連のシ
ングルビットコードは、分析されて各々の検出器からの
出力信号のピークを決定する。この情報を用いて、各々
の検出器により同一と確認できるシンチレーション事象
の検出の時間の差を確認する。
ングルビットコードは、分析されて各々の検出器からの
出力信号のピークを決定する。この情報を用いて、各々
の検出器により同一と確認できるシンチレーション事象
の検出の時間の差を確認する。
【００１６】この発明の好ましい実施例では、検出器の
出力信号に対する信号対雑音比がデータの品質チェック
として計算される。また好ましくは、検出器の出力信号
はしきい値スクリーニングにかけられて、速度出力信号
の信頼性を向上させる。
出力信号に対する信号対雑音比がデータの品質チェック
として計算される。また好ましくは、検出器の出力信号
はしきい値スクリーニングにかけられて、速度出力信号
の信頼性を向上させる。
【００１７】この発明は、流れの媒体に侵入するセンサ
を用いずに、流れる流体のリアルタイムの流量を測定す
る全く新しい光学系を提供する。この発明はまた、昼夜
ともに無人で動作する比較的安価なかつ非常に信頼性の
高い流量測定システムを提供する。
を用いずに、流れる流体のリアルタイムの流量を測定す
る全く新しい光学系を提供する。この発明はまた、昼夜
ともに無人で動作する比較的安価なかつ非常に信頼性の
高い流量測定システムを提供する。
【００１８】この発明の動作の理論は、乱流により引起
された光源の光シンチレーションを用いた線平均流量の
測定を含む。円形開口Ｄtを備えた光源は、有限の円形
開口Ｄrの２つの隣接した検出受信器を照射する。コル
モゴロフの乱流における２つの受信信号Ｃx（ｒ）＝＜
κ（ｒ1＋ｒ）κ（ｒ1）＞の対数振幅シンチレーション
の共変関数は、以下の式で表わされ、
された光源の光シンチレーションを用いた線平均流量の
測定を含む。円形開口Ｄtを備えた光源は、有限の円形
開口Ｄrの２つの隣接した検出受信器を照射する。コル
モゴロフの乱流における２つの受信信号Ｃx（ｒ）＝＜
κ（ｒ1＋ｒ）κ（ｒ1）＞の対数振幅シンチレーション
の共変関数は、以下の式で表わされ、
【００１９】
【数１】
【００２０】この式ではＪ0はゼロ次であり、Ｊ1は第１
種の１次ベッセル関数である。式１にｒ＝０について示
されたように、経路平均乱流強度は大気中を伝播する光
波の増幅シンチレーションによって測定される。動作に
おいては、乱流の渦は光線を通過して、それを変調す
る。この光シンチレーションは受信器ユニット内の検出
器によって受取られる。
種の１次ベッセル関数である。式１にｒ＝０について示
されたように、経路平均乱流強度は大気中を伝播する光
波の増幅シンチレーションによって測定される。動作に
おいては、乱流の渦は光線を通過して、それを変調す
る。この光シンチレーションは受信器ユニット内の検出
器によって受取られる。
【００２１】センサコンピュータは経路積分乱流屈折
率、Ｃn 2を計算する。送信開口および受信開口が等しい
とき（Ｄt＝Ｄr＝Ｄ）、経路平均乱流屈折率は以下の式
のようになる。
率、Ｃn 2を計算する。送信開口および受信開口が等しい
とき（Ｄt＝Ｄr＝Ｄ）、経路平均乱流屈折率は以下の式
のようになる。
【００２２】
【数２】
【００２３】送信開口および受信開口が等しくないと
き、比例定数４．４８のみを変更すればよい。式２で
は、ＤおよびＬはメータであり、Ｃn 2はｍ-2/3である。
風の影響を組込むために、テーラーの仮説を用いて、ｒ
を｜ｒ−ｖｔＬ／ｚ｜と置換える。すると式１は以下の
ようになる。
き、比例定数４．４８のみを変更すればよい。式２で
は、ＤおよびＬはメータであり、Ｃn 2はｍ-2/3である。
風の影響を組込むために、テーラーの仮説を用いて、ｒ
を｜ｒ−ｖｔＬ／ｚ｜と置換える。すると式１は以下の
ようになる。
【００２４】
【数３】
【００２５】この式ではｔは時間遅延である。式３を導
出するにあたっては、Ｃn 2は光経路に沿って一定である
と仮定される。流量を測定するには、光波が流れの媒体
を介して伝播する際の光波の増幅シンチレーションの動
きによって経路平均流量が測定されることを式３は示し
ている。
出するにあたっては、Ｃn 2は光経路に沿って一定である
と仮定される。流量を測定するには、光波が流れの媒体
を介して伝播する際の光波の増幅シンチレーションの動
きによって経路平均流量が測定されることを式３は示し
ている。
【００２６】動作において、乱流の渦は光線を通過し
て、それを変調する。この光シンチレーションは受信器
ユニットハウジング内に設けられた１対の隣接した検出
器によって受取られる。センサコンピュータは１対の受
信オプティクスによって受取られた信号の時間的な相互
相関［式３］を計算する。次に式３を用いて経路積分流
量が導出される。時間的な相互相関の決定はデジタル信
号プロセッサ（ＤＳＰ）により実現され得る。二値領域
においてＤＳＰを効率的に用いるためには、ワンビット
相関技術を用いて２つの検出器から検出された信号の時
間遅延共変関数を得ることが最良である。ワンビット相
関技術は、２つの検出された光シンチレーション信号か
ら流量を引出すデータ処理には十分である。ＤＳＰプロ
グラミングのためには、ワンビット動作はマルチビット
動作よりもはるかに速く、また必要とするメモリが少な
い。
て、それを変調する。この光シンチレーションは受信器
ユニットハウジング内に設けられた１対の隣接した検出
器によって受取られる。センサコンピュータは１対の受
信オプティクスによって受取られた信号の時間的な相互
相関［式３］を計算する。次に式３を用いて経路積分流
量が導出される。時間的な相互相関の決定はデジタル信
号プロセッサ（ＤＳＰ）により実現され得る。二値領域
においてＤＳＰを効率的に用いるためには、ワンビット
相関技術を用いて２つの検出器から検出された信号の時
間遅延共変関数を得ることが最良である。ワンビット相
関技術は、２つの検出された光シンチレーション信号か
ら流量を引出すデータ処理には十分である。ＤＳＰプロ
グラミングのためには、ワンビット動作はマルチビット
動作よりもはるかに速く、また必要とするメモリが少な
い。
【００２７】２つの検出器から受取られたシンチレーシ
ョン信号の共変関数、すなわちＣd（ｒ，ｔ）＝Ｃ
x（ｒ，ｔ）−Ｃx（ｒ，−ｔ）の正と負の時間遅延の差
を取ることにより、両者の検出器に共通のすべてのノイ
ズが取除かれる。差分共変関数Ｃ d（ｒ，ｔ）の幅は経
路平均流量と反比例する。しかしながら、差分共変関数
Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の幅は、Ｃd［ｒ，ｌｏｇ
（ｔ）］が時間遅延の対数尺上に表示されるならば、経
路平均流量に依存しない。Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の
増幅は信号対雑音比のみに依存し、流量の速度の関数で
はない。したがって、曲線Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の
下の面積または振幅を、データ品質因子として用いてＳ
／Ｎのレベルを示すことができる。振幅または面積が大
きくなればＳ／Ｎもさらによくなる。このＳ／Ｎの量は
データ品質チェックとして用いられる。
ョン信号の共変関数、すなわちＣd（ｒ，ｔ）＝Ｃ
x（ｒ，ｔ）−Ｃx（ｒ，−ｔ）の正と負の時間遅延の差
を取ることにより、両者の検出器に共通のすべてのノイ
ズが取除かれる。差分共変関数Ｃ d（ｒ，ｔ）の幅は経
路平均流量と反比例する。しかしながら、差分共変関数
Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の幅は、Ｃd［ｒ，ｌｏｇ
（ｔ）］が時間遅延の対数尺上に表示されるならば、経
路平均流量に依存しない。Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の
増幅は信号対雑音比のみに依存し、流量の速度の関数で
はない。したがって、曲線Ｃd［ｒ，ｌｏｇ（ｔ）］の
下の面積または振幅を、データ品質因子として用いてＳ
／Ｎのレベルを示すことができる。振幅または面積が大
きくなればＳ／Ｎもさらによくなる。このＳ／Ｎの量は
データ品質チェックとして用いられる。
【００２８】センサにより、現場での動作において流量
をリアルタイムで連続的に測定することができる。機器
は周囲の音響および電磁ノイズに感応しない。従来のフ
ローセンサのほとんどとは異なり、測定された流量が温
度および圧力の両者に依存しない点がこの技術の１つの
重要な利点である。したがって、測定された速度は流れ
の媒体の周囲の圧力および温度にかかわらず真の測定値
である。
をリアルタイムで連続的に測定することができる。機器
は周囲の音響および電磁ノイズに感応しない。従来のフ
ローセンサのほとんどとは異なり、測定された流量が温
度および圧力の両者に依存しない点がこの技術の１つの
重要な利点である。したがって、測定された速度は流れ
の媒体の周囲の圧力および温度にかかわらず真の測定値
である。
【００２９】この発明は添付の図面を参照することによ
り、さらに明らかにかつ特定的に説明される。
り、さらに明らかにかつ特定的に説明される。
【００３０】
【方法の実施例および実現例の説明】図１は、たとえば
直径が約１０フィートおよび長さが３０フィートまたは
それ以上であってもよい細長い、縦方向に配向された煙
突１２内の矢印１０で示される、予め定められた直線方
向への気体の流れの速度を測定するための光フローセン
サの概略的な図である。図１には煙突１２の短いセクシ
ョンのみが示される。
直径が約１０フィートおよび長さが３０フィートまたは
それ以上であってもよい細長い、縦方向に配向された煙
突１２内の矢印１０で示される、予め定められた直線方
向への気体の流れの速度を測定するための光フローセン
サの概略的な図である。図１には煙突１２の短いセクシ
ョンのみが示される。
【００３１】光フローセンサは送信器１３を含み、送信
器は煙突のウィンドウ１１の前に設けられたレーザダイ
オードまたはＬＥＤ１４を有し、かつトランスミッタド
ライバ１６によって駆動される。送信器１３は光学的透
明コリメーティングレンズ１５を含む。受信器１８は送
信器１３と径方向に対向する煙突１２の壁に沿って設け
られ、送信器１３が発生した光ビーム２４と視線通信す
る１対の受光レンズ２０および２２を含む。光線２４は
煙突１２の中央を横切って径方向に向けられ、気体の流
れ１０の経路を横切る。光線２４はレンズ２０および２
２の両者の上に当たる。レンズ２０および２２はレンズ
１５に対向して、煙突のウィンドウ２１の後に固定さ
れ、予め定められた気体の流れの方向１０と平行な方向
に互いに分離される。受光レンズ２０および２２の間の
分離の距離は、好ましくは各々のレンズ２０および２２
の直径よりも大きい。
器は煙突のウィンドウ１１の前に設けられたレーザダイ
オードまたはＬＥＤ１４を有し、かつトランスミッタド
ライバ１６によって駆動される。送信器１３は光学的透
明コリメーティングレンズ１５を含む。受信器１８は送
信器１３と径方向に対向する煙突１２の壁に沿って設け
られ、送信器１３が発生した光ビーム２４と視線通信す
る１対の受光レンズ２０および２２を含む。光線２４は
煙突１２の中央を横切って径方向に向けられ、気体の流
れ１０の経路を横切る。光線２４はレンズ２０および２
２の両者の上に当たる。レンズ２０および２２はレンズ
１５に対向して、煙突のウィンドウ２１の後に固定さ
れ、予め定められた気体の流れの方向１０と平行な方向
に互いに分離される。受光レンズ２０および２２の間の
分離の距離は、好ましくは各々のレンズ２０および２２
の直径よりも大きい。
【００３２】受光レンズ２０および２２はそれぞれ検出
器Ｄ１およびＤ２の上に光学的に焦点合せされる。各々
の検出器Ｄ１およびＤ２は別個の信号制御利得増幅回路
への電子出力を発生する。利得増幅回路２９は検出器Ｄ
１に結合され、利得増幅回路３１は検出器Ｄ２に結合さ
れる。
器Ｄ１およびＤ２の上に光学的に焦点合せされる。各々
の検出器Ｄ１およびＤ２は別個の信号制御利得増幅回路
への電子出力を発生する。利得増幅回路２９は検出器Ｄ
１に結合され、利得増幅回路３１は検出器Ｄ２に結合さ
れる。
【００３３】利得増幅回路２９および３１はそれぞれプ
リアンプ回路３０および３２を含む。プリアンプ回路３
０および３２はそれぞれバンドパスフィルタ回路３４お
よび３６に結合され、これらはそれぞれ別個の復調回路
３８および４０に結合される。復調回路３８および４０
はそれぞれ別個の低域フィルタ４２および４４に結合さ
れ、これらはそれぞれアナログ／デジタル変換回路４６
および４８に結合される。アナログ／デジタル変換器４
６および４８は利得増幅回路２９および３１それぞれか
らの出力を別個にデジタル化し、これらのデジタル化さ
れた出力を信号Ｓ１およびＳ２としてデジタル信号プロ
セッサ５０に伝える。
リアンプ回路３０および３２を含む。プリアンプ回路３
０および３２はそれぞれバンドパスフィルタ回路３４お
よび３６に結合され、これらはそれぞれ別個の復調回路
３８および４０に結合される。復調回路３８および４０
はそれぞれ別個の低域フィルタ４２および４４に結合さ
れ、これらはそれぞれアナログ／デジタル変換回路４６
および４８に結合される。アナログ／デジタル変換器４
６および４８は利得増幅回路２９および３１それぞれか
らの出力を別個にデジタル化し、これらのデジタル化さ
れた出力を信号Ｓ１およびＳ２としてデジタル信号プロ
セッサ５０に伝える。
【００３４】デジタル信号プロセッサ５０は利得増幅回
路２９および３１の両者からの入力を受取るように結合
されて、検出器Ｄ１およびＤ２の両者により別個に検出
されたシンチレーション事象に対するデジタル化された
出力の時間的な相互相関を判断する。デジタル信号プロ
セッサ５０は、予め定められた気体の流れ１０の方向に
風速出力信号５２として経路積分流量を与える。
路２９および３１の両者からの入力を受取るように結合
されて、検出器Ｄ１およびＤ２の両者により別個に検出
されたシンチレーション事象に対するデジタル化された
出力の時間的な相互相関を判断する。デジタル信号プロ
セッサ５０は、予め定められた気体の流れ１０の方向に
風速出力信号５２として経路積分流量を与える。
【００３５】送信器１３はトランスミッタドライバ１６
を含む。トランスミッタドライバ１６はレーザダイオー
ドまたはＬＥＤ１４に変調された信号を与え、それによ
りレーザダイオード１４は、直線方向の経路１０に沿っ
て煙突１２を流れる気体に行きわたるほどに十分な強さ
の光ビーム２４を生成する。送信ダイオード１４は光線
２４を生成し、受信器１８は光線２４の他方の端部に設
けられる。気体の流れの中の乱流の渦は１０の方向に煙
突１２を通過し、かつ光ビーム２４を通過する。これら
の渦は光線２４を変調して、検出器Ｄ１およびＤ２によ
って受取られた信号の光シンチレーションを引起す。変
調された光は、好ましくは１対の同一のＰＩＮフォトダ
イオードである検出器Ｄ１およびＤ２によって検出され
る。
を含む。トランスミッタドライバ１６はレーザダイオー
ドまたはＬＥＤ１４に変調された信号を与え、それによ
りレーザダイオード１４は、直線方向の経路１０に沿っ
て煙突１２を流れる気体に行きわたるほどに十分な強さ
の光ビーム２４を生成する。送信ダイオード１４は光線
２４を生成し、受信器１８は光線２４の他方の端部に設
けられる。気体の流れの中の乱流の渦は１０の方向に煙
突１２を通過し、かつ光ビーム２４を通過する。これら
の渦は光線２４を変調して、検出器Ｄ１およびＤ２によ
って受取られた信号の光シンチレーションを引起す。変
調された光は、好ましくは１対の同一のＰＩＮフォトダ
イオードである検出器Ｄ１およびＤ２によって検出され
る。
【００３６】送信器１３、受信器１８ならびに利得増幅
回路２９および３１は、先行する米国特許第４，７６
０，２７２号、第４，７５４，１４９号、第５，７９
６，１０５号および第５，８３８，００７号に説明され
たものと類似しており、そのすべてはここに引用により
援用される。
回路２９および３１は、先行する米国特許第４，７６
０，２７２号、第４，７５４，１４９号、第５，７９
６，１０５号および第５，８３８，００７号に説明され
たものと類似しており、そのすべてはここに引用により
援用される。
【００３７】図３は、トランスミッタドライバ１６およ
び光送信器１３のためのインジケータドライバ回路を示
す概略図である。図３に示された構成要素の数値はこの
明細書の以下の表Ａに記載されている。周囲のいずれの
光の影響も最小限にするために、送信ダイオード１４は
トランスミッタドライバ１６によって生成される周波数
で変調される。変調周波数はシンチレーション信号より
も高い周波数でなければならない。産業用の煙突および
煙道内に存在する通常の状況では、シンチレーションの
周波数は数百ヘルツよりも低い。したがって約１０ｋＨ
ｚの変調周波数が適切である。
び光送信器１３のためのインジケータドライバ回路を示
す概略図である。図３に示された構成要素の数値はこの
明細書の以下の表Ａに記載されている。周囲のいずれの
光の影響も最小限にするために、送信ダイオード１４は
トランスミッタドライバ１６によって生成される周波数
で変調される。変調周波数はシンチレーション信号より
も高い周波数でなければならない。産業用の煙突および
煙道内に存在する通常の状況では、シンチレーションの
周波数は数百ヘルツよりも低い。したがって約１０ｋＨ
ｚの変調周波数が適切である。
【００３８】
【表１】
【００３９】図３に示されたように、トランスミッタド
ライバ１６内の波形整形回路Ｕ１−３はトランジスタＱ
１を駆動し、次にそれはレーザダイオードまたはＬＥＤ
１４に駆動信号を与える。可変抵抗ＶＲ１はトランジス
タＱ１のＤＣバイアスを調節する。トランジスタＱ１は
電圧ドライバトランジスタというよりはむしろ電流ドラ
イバである。トランジスタＱ１が導通すると、演算増幅
器Ｕ３−３は能動化されて電力を与え、かつ送信レーザ
ダイオードまたはＬＥＤ１４、ならびに接合プラグＪ２
に接続されたインジケータＬＥＤに信号を送信する。
ライバ１６内の波形整形回路Ｕ１−３はトランジスタＱ
１を駆動し、次にそれはレーザダイオードまたはＬＥＤ
１４に駆動信号を与える。可変抵抗ＶＲ１はトランジス
タＱ１のＤＣバイアスを調節する。トランジスタＱ１は
電圧ドライバトランジスタというよりはむしろ電流ドラ
イバである。トランジスタＱ１が導通すると、演算増幅
器Ｕ３−３は能動化されて電力を与え、かつ送信レーザ
ダイオードまたはＬＥＤ１４、ならびに接合プラグＪ２
に接続されたインジケータＬＥＤに信号を送信する。
【００４０】検出器Ｄ１およびＤ２はそれぞれ受光レン
ズ２０および２２の焦点に設けられる。受光レンズ２０
および２２からの２つの光信号がそれぞれ２つの検出器
Ｄ１およびＤ２によって検出されて電子信号に変換され
る。受取られた検出器信号はプリアンプ３０および３２
で増幅され、それは図４に概略的に示されている。図４
に示された回路構成要素はこの明細書の以下の表Ｂに記
載されている。演算増幅器Ｕ１−４は検出器Ｄ１からの
信号を増幅する。同様に、演算増幅器Ｕ２−４は検出器
Ｄ２からの信号を増幅する。増幅された検出器出力信号
は次にそれぞれバンドパスフィルタＵ３−４およびＵ４
−４を介してフィルタ処理される。一旦検出器Ｄ１およ
びＤ２の出力がプリアンプされかつフィルタ処理される
と、それらはそれぞれ出力ＣＨＡＮＮＥＬ ＡおよびＣ
ＨＡＮＮＥＬ Ｂとして与えられる。
ズ２０および２２の焦点に設けられる。受光レンズ２０
および２２からの２つの光信号がそれぞれ２つの検出器
Ｄ１およびＤ２によって検出されて電子信号に変換され
る。受取られた検出器信号はプリアンプ３０および３２
で増幅され、それは図４に概略的に示されている。図４
に示された回路構成要素はこの明細書の以下の表Ｂに記
載されている。演算増幅器Ｕ１−４は検出器Ｄ１からの
信号を増幅する。同様に、演算増幅器Ｕ２−４は検出器
Ｄ２からの信号を増幅する。増幅された検出器出力信号
は次にそれぞれバンドパスフィルタＵ３−４およびＵ４
−４を介してフィルタ処理される。一旦検出器Ｄ１およ
びＤ２の出力がプリアンプされかつフィルタ処理される
と、それらはそれぞれ出力ＣＨＡＮＮＥＬ ＡおよびＣ
ＨＡＮＮＥＬ Ｂとして与えられる。
【００４１】
【表２】
【００４２】出力ＣＨＡＮＮＥＬ ＡおよびＣＨＡＮＮ
ＥＬ Ｂは図５および図６に概略的に示されたように別
個の復調回路３８および４０に供給され、そこでチップ
Ｕ１−５およびＵ２−５によって別個に復調され、かつ
それぞれ演算増幅器Ｕ３−５およびＵ４−５によって増
幅される。復調されかつ増幅された信号はそれぞれ入力
として、低域パスフィルタ回路の動作要素を形成する演
算増幅器Ｕ７−５およびＵ８−５に導かれる。フィルタ
処理された出力はそれぞれ図５および図６に信号ＢＰ１
＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿ＯＵＴとして現われる。図５お
よび図６に示された回路構成要素はこの明細書の以下の
表Ｃに特定されている。
ＥＬ Ｂは図５および図６に概略的に示されたように別
個の復調回路３８および４０に供給され、そこでチップ
Ｕ１−５およびＵ２−５によって別個に復調され、かつ
それぞれ演算増幅器Ｕ３−５およびＵ４−５によって増
幅される。復調されかつ増幅された信号はそれぞれ入力
として、低域パスフィルタ回路の動作要素を形成する演
算増幅器Ｕ７−５およびＵ８−５に導かれる。フィルタ
処理された出力はそれぞれ図５および図６に信号ＢＰ１
＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿ＯＵＴとして現われる。図５お
よび図６に示された回路構成要素はこの明細書の以下の
表Ｃに特定されている。
【００４３】
【表３】
【００４４】利得増幅回路２９および３１もまた、検出
器出力の復調および低域パスフィルタ処理と同時に信号
の強さを測定する。増幅器Ｕ５−５およびＵ６−５は検
出器Ｄ１およびＤ２からの信号の強さと比例する出力を
与える。出力ＬＮ１＿ＯＵＴおよびＬＮ２＿ＯＵＴはそ
れぞれ検出器Ｄ１およびＤ２からの信号の強さを示す。
何らかの異常な状況、たとえば光が遮られたりすると、
しきい値信号ＬＮ１＿ＯＵＴまたはＬＮ２＿ＯＵＴのい
ずれかまたは両者の大きさは予め確立されたしきい値よ
り下に降下する。この状態はその後デジタル信号プロセ
ッサ５０で検出される。検出器出力ＢＰ１＿ＯＵＴおよ
びＢＰ２＿ＯＵＴの信号の強さがデジタル信号プロセッ
サ５０内で設定されたしきい値よりも下であるときは、
データ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿ＯＵＴは破棄
される。
器出力の復調および低域パスフィルタ処理と同時に信号
の強さを測定する。増幅器Ｕ５−５およびＵ６−５は検
出器Ｄ１およびＤ２からの信号の強さと比例する出力を
与える。出力ＬＮ１＿ＯＵＴおよびＬＮ２＿ＯＵＴはそ
れぞれ検出器Ｄ１およびＤ２からの信号の強さを示す。
何らかの異常な状況、たとえば光が遮られたりすると、
しきい値信号ＬＮ１＿ＯＵＴまたはＬＮ２＿ＯＵＴのい
ずれかまたは両者の大きさは予め確立されたしきい値よ
り下に降下する。この状態はその後デジタル信号プロセ
ッサ５０で検出される。検出器出力ＢＰ１＿ＯＵＴおよ
びＢＰ２＿ＯＵＴの信号の強さがデジタル信号プロセッ
サ５０内で設定されたしきい値よりも下であるときは、
データ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿ＯＵＴは破棄
される。
【００４５】検出器Ｄ１およびＤ２からの復調されかつ
フィルタ処理された信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴは、図１に示されたように利得増幅回路２９およ
び３１からアナログ／デジタル変換器４６および４８に
送信される。データ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴのデジタル化された形は、信号の強さの出力ＬＮ
１＿ＯＵＴおよびＬＮ２＿ＯＵＴのデジタル化された形
とともに、図１中にそれぞれ集合的にＳ１およびＳ２と
符号を付される。
フィルタ処理された信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴは、図１に示されたように利得増幅回路２９およ
び３１からアナログ／デジタル変換器４６および４８に
送信される。データ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴのデジタル化された形は、信号の強さの出力ＬＮ
１＿ＯＵＴおよびＬＮ２＿ＯＵＴのデジタル化された形
とともに、図１中にそれぞれ集合的にＳ１およびＳ２と
符号を付される。
【００４６】デジタル信号プロセッサ５０の組織的な構
造は図７にブロック図の形で示される。図２はフローチ
ャートの形でデジタル信号プロセッサ５０が実行する処
理のステップを示している。図７はブロック図の形で図
２のフローチャートの形で示されたステップを実行する
デジタル信号プロセッサ５０の構成要素を示している。
デジタル信号プロセッサ５０の中心には処理ユニットＣ
３２がある。図２のアルゴリズムはプロセッサＣ３２で
あるプロセッサチップ内で実現される。図７に示された
他のチップはプロセッサチップＣ３２の動作を支持す
る。プロセッサチップＣ３２はテキサスインスツルメン
ツ社が製造したチップモデルＴＭＳ３２０Ｃ３２であっ
てもよい。チップＦＰＧＡはプロセッサＣ３２のための
支持機能を実行するＦＰＧＡ（field programable gate
array）であって、それが必要なデジタルの計算を行う
ことを可能にする。
造は図７にブロック図の形で示される。図２はフローチ
ャートの形でデジタル信号プロセッサ５０が実行する処
理のステップを示している。図７はブロック図の形で図
２のフローチャートの形で示されたステップを実行する
デジタル信号プロセッサ５０の構成要素を示している。
デジタル信号プロセッサ５０の中心には処理ユニットＣ
３２がある。図２のアルゴリズムはプロセッサＣ３２で
あるプロセッサチップ内で実現される。図７に示された
他のチップはプロセッサチップＣ３２の動作を支持す
る。プロセッサチップＣ３２はテキサスインスツルメン
ツ社が製造したチップモデルＴＭＳ３２０Ｃ３２であっ
てもよい。チップＦＰＧＡはプロセッサＣ３２のための
支持機能を実行するＦＰＧＡ（field programable gate
array）であって、それが必要なデジタルの計算を行う
ことを可能にする。
【００４７】図７のブロック図のすべての構成要素はさ
まざまな集積回路製造者から入手可能な商業的に入手可
能な電子構成要素である。余分のアナログポート７０お
よび７２はペン記録計および他のアナログの記録装置な
どのアナログ装置が用いる速度信号Ｖおよび信号対雑音
比信号Ｓ／Ｎのアナログ出力を提供する。
まざまな集積回路製造者から入手可能な商業的に入手可
能な電子構成要素である。余分のアナログポート７０お
よび７２はペン記録計および他のアナログの記録装置な
どのアナログ装置が用いる速度信号Ｖおよび信号対雑音
比信号Ｓ／Ｎのアナログ出力を提供する。
【００４８】図２を参照すると、実行される第１のステ
ップが２つのデジタル化された入力信号Ｓ１およびＳ２
のそれぞれについて６０および６１で示されている。各
々の検出器Ｄ１およびＤ２からのＳ１およびＳ２のデジ
タル化されたデータ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴの時間平均出力の大きさはプロセッサチップＣ３
２で計算される。これらの平均信号はＭ１およびＭ２で
示される。各々の信号Ｓ１およびＳ２はある別々の間隔
をあけて、おそらくは７−１０ｋｓｐｓの間隔をあけて
サンプリングされ、かつ平均してはるかに長いたとえば
１秒以上の間隔で平均を取られる。平均の信号Ｍ１およ
びＭ２を決定するのに用いられる信号のサンプルは各々
約１０，０００のサンプルを示してもよい。
ップが２つのデジタル化された入力信号Ｓ１およびＳ２
のそれぞれについて６０および６１で示されている。各
々の検出器Ｄ１およびＤ２からのＳ１およびＳ２のデジ
タル化されたデータ信号ＢＰ１＿ＯＵＴおよびＢＰ２＿
ＯＵＴの時間平均出力の大きさはプロセッサチップＣ３
２で計算される。これらの平均信号はＭ１およびＭ２で
示される。各々の信号Ｓ１およびＳ２はある別々の間隔
をあけて、おそらくは７−１０ｋｓｐｓの間隔をあけて
サンプリングされ、かつ平均してはるかに長いたとえば
１秒以上の間隔で平均を取られる。平均の信号Ｍ１およ
びＭ２を決定するのに用いられる信号のサンプルは各々
約１０，０００のサンプルを示してもよい。
【００４９】各々の新たな信号Ｓ１およびＳ２のデータ
部分は次にそれぞれステップ６２および６３で平均の信
号Ｍ１およびＭ２と比較される。信号Ｓ１およびＳ２の
データ部分がそのそれぞれの平均よりも大きければ、そ
れらは＋１の１ビットの値を与えられる。それらがその
それぞれの平均よりも小さければ、それらは０の１ビッ
トの値を与えられる。したがって各々の信号Ｓ１および
Ｓ２は＋１または０のいずれかの１ビットの流れに変換
される。したがってこのステップは１ビット変換のステ
ップである。
部分は次にそれぞれステップ６２および６３で平均の信
号Ｍ１およびＭ２と比較される。信号Ｓ１およびＳ２の
データ部分がそのそれぞれの平均よりも大きければ、そ
れらは＋１の１ビットの値を与えられる。それらがその
それぞれの平均よりも小さければ、それらは０の１ビッ
トの値を与えられる。したがって各々の信号Ｓ１および
Ｓ２は＋１または０のいずれかの１ビットの流れに変換
される。したがってこのステップは１ビット変換のステ
ップである。
【００５０】信号Ｓ１およびＳ２の連続的な流れは、そ
の各々が＋１または０のいずれかである二値信号の流れ
を示している。図２のステップ６４は時間的な相互相関
のステップを示し、そこではビットの流れＳ１（１，
０）およびＳ２（１，０）は互いに比較されて、異なる
時点のどこでシンチレーション事象の一致が検出された
かを判断する。ステップ６４で発生した時間微分出力は
図２のＣ（ｔ）で示される。図２のＣ（ｔ）の値は前述
の式３に従って計算される。
の各々が＋１または０のいずれかである二値信号の流れ
を示している。図２のステップ６４は時間的な相互相関
のステップを示し、そこではビットの流れＳ１（１，
０）およびＳ２（１，０）は互いに比較されて、異なる
時点のどこでシンチレーション事象の一致が検出された
かを判断する。ステップ６４で発生した時間微分出力は
図２のＣ（ｔ）で示される。図２のＣ（ｔ）の値は前述
の式３に従って計算される。
【００５１】次に実行されるステップは図２のステップ
６６に示されるピーク位置決定のステップである。ピー
ク位置決定のステップ６６はシングルビットコードＳ１
（１，０）およびＳ２（１，０）の相互相関Ｃ（ｔ）を
分析して検出器Ｄ１およびＤ２からの出力信号Ｃ（ｔ）
内のピークを決定し、それにより各々の検出器Ｄ１およ
びＤ２により同一と確認できるシンチレーション事象の
検出の時間を確認するステップを含む。信号Ｃ（ｔ）は
多かれ少なかれベル型の曲線の形状をしている。信号ｔ
pはピークＣ（ｔ）での時間遅延である。したがって信
号ｔpは検出器Ｄ１によって検出されたシンチレーショ
ンと検出器Ｄ２によって検出された同じシンチレーショ
ンの間の時間遅延を示す。
６６に示されるピーク位置決定のステップである。ピー
ク位置決定のステップ６６はシングルビットコードＳ１
（１，０）およびＳ２（１，０）の相互相関Ｃ（ｔ）を
分析して検出器Ｄ１およびＤ２からの出力信号Ｃ（ｔ）
内のピークを決定し、それにより各々の検出器Ｄ１およ
びＤ２により同一と確認できるシンチレーション事象の
検出の時間を確認するステップを含む。信号Ｃ（ｔ）は
多かれ少なかれベル型の曲線の形状をしている。信号ｔ
pはピークＣ（ｔ）での時間遅延である。したがって信
号ｔpは検出器Ｄ１によって検出されたシンチレーショ
ンと検出器Ｄ２によって検出された同じシンチレーショ
ンの間の時間遅延を示す。
【００５２】ステップ６８は風速すなわち煙突１２の中
の１０の方向に流れる気流の量を定量するために行なわ
れる算術計算を示す。２つの検出器Ｄ１とＤ２の間の分
離ｒの距離は公知であるため、ｔpでｒを除することに
より風速Ｖを計算することは簡単である。
の１０の方向に流れる気流の量を定量するために行なわ
れる算術計算を示す。２つの検出器Ｄ１とＤ２の間の分
離ｒの距離は公知であるため、ｔpでｒを除することに
より風速Ｖを計算することは簡単である。
【００５３】この発明のシステムの適用は比較的狭いチ
ャネルを通る気体の流量を測定することに限定されるも
のではない。実際、同じ技術は非常に幅広い範囲にわた
り気体の流れを測定するのに用いられてもよい。たとえ
ば、検出器の大きさを変更することにより、図面に示さ
れかつ説明された実質的に同じシステムを空港の滑走路
で横風を測定するのに用いてもよい。同じ技術はまた、
化学的または薬学的な処理を制御するための透明な管を
通る液体の流れを測定するのに用いられてもよい。多数
の他の適用例もまた可能である。
ャネルを通る気体の流量を測定することに限定されるも
のではない。実際、同じ技術は非常に幅広い範囲にわた
り気体の流れを測定するのに用いられてもよい。たとえ
ば、検出器の大きさを変更することにより、図面に示さ
れかつ説明された実質的に同じシステムを空港の滑走路
で横風を測定するのに用いてもよい。同じ技術はまた、
化学的または薬学的な処理を制御するための透明な管を
通る液体の流れを測定するのに用いられてもよい。多数
の他の適用例もまた可能である。
【００５４】この発明の回路および光構成要素の多数の
変更および修正は光センサシステムの分野の当業者には
容易に明らかになるであろう。多数の異なるプロセッサ
チップがプロセッサチップＣ３２としてテキサスインス
ツルメンツ社のチップＴＭＳ３２０Ｃ３２の代替として
用いられてもよく、図示されたアルテラ８２８２Ａチッ
プの代わりに、いくつかの異なるチップがＦＰＧＡチッ
プとして用いられてもよい。したがって、この発明の範
囲は、示されかつ説明された方法の特定の実施例または
実現例に限定されるものではなく、むしろ添付の請求項
に規定されるものである。
変更および修正は光センサシステムの分野の当業者には
容易に明らかになるであろう。多数の異なるプロセッサ
チップがプロセッサチップＣ３２としてテキサスインス
ツルメンツ社のチップＴＭＳ３２０Ｃ３２の代替として
用いられてもよく、図示されたアルテラ８２８２Ａチッ
プの代わりに、いくつかの異なるチップがＦＰＧＡチッ
プとして用いられてもよい。したがって、この発明の範
囲は、示されかつ説明された方法の特定の実施例または
実現例に限定されるものではなく、むしろ添付の請求項
に規定されるものである。
【図１】 この発明の光フローセンサの好ましい実施例
の主要な構成要素の概略図である。
の主要な構成要素の概略図である。
【図２】 デジタル信号プロセッサが実行するステップ
を図示するフローチャートの図である。
を図示するフローチャートの図である。
【図３】 図１に示された送信器の電気的な概略図であ
る。
る。
【図４】 図１に示された受信器およびプリアンプの電
気的な概略図である。
気的な概略図である。
【図５】 図１に示されたバンドパスフィルタ、復調
器、低域フィルタおよびアナログ／デジタル変換回路の
一部の電気的な概略図である。
器、低域フィルタおよびアナログ／デジタル変換回路の
一部の電気的な概略図である。
【図６】 図１に示されたバンドパスフィルタ、復調
器、低域フィルタおよびアナログ／デジタル変換回路の
残余の部分の電気的な概略図である。
器、低域フィルタおよびアナログ／デジタル変換回路の
残余の部分の電気的な概略図である。
【図７】 図１に示されたデジタル信号プロセッサのブ
ロック図である。
ロック図である。
１３ 送信器 １８ 受信器 ２０、２２ 受光レンズ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月２２日（２００１．１．２
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 予め定められた気体の流れの方向への
気体の流れの速度を測定するための光フローセンサおよ
びその方法
気体の流れの速度を測定するための光フローセンサおよ
びその方法
Claims (22)
- 【請求項１】 予め定められた気体の流れの方向への気
体の流れの速度を測定するための光フローセンサであっ
て、 前記気体の流れを横切るコリメートされた光ビームを生
成する光送信器と、 複数の受光レンズを含む光受信器とを含み、すべての受
光レンズは前記光送信器と光通信する、前記光ビームの
経路内に設けられ、かつ前記予め定められた気体の流れ
の方向と平行な方向に互いに分離され、前記光受信器は
前記受光レンズの各々に対して、前記光ビームで発生す
るシンチレーションに応答して変化する電子出力を発生
する別個の光検出器をさらに含み、光フローセンサは、 前記光検出器の各々に結合された別個の信号制御利得増
幅回路と、 前記利得増幅回路の各々と結合されて前記利得増幅回路
の各々からの出力を別個にデジタル化する別個のアナロ
グ／デジタル変換器と、 デジタル信号プロセッサとを含み、デジタル信号プロセ
ッサはすべての前記利得増幅回路からの入力を受取るよ
うに結合されてすべての前記検出器により別個に検出さ
れたシンチレーション事象に対する前記デジタル化され
た出力の時間的な相互相関を判断し、かつそれから前記
予め定められた気体の流れの方向への経路積分流量を与
える、光フローセンサ。 - 【請求項２】 前記デジタル信号プロセッサは、各々の
前記利得増幅回路からの前記デジタル化された出力の平
均を別個に判断してそれから別個の時間平均を与える平
均を計算する手段、およびコンパレータ手段をさらに含
み、コンパレータ手段は、各々の利得増幅回路および前
記平均計算手段からの前記デジタル化された出力を受取
るように結合されて、前記平均と前記利得増幅器からの
前記デジタル化された出力との比較を示すワンビットの
デジタル出力の別個の流れを与える、請求項１に記載の
光フローセンサ。 - 【請求項３】 前記平均計算手段は、約１秒の平均周期
で約７から約２０キロヘルツの率で前記利得増幅回路か
らの前記デジタル化された出力をサンプリングするため
のサンプリング手段を含むことをさらに特徴とする、請
求項２に記載の光フローセンサ。 - 【請求項４】 前記デジタルプロセッサは、前記利得増
幅回路の前記デジタル化された出力の時間的な相互相関
におけるピークを決定しさらに、すべての前記検出器に
対する前記ピーク間の時間差を決定するためのピーク決
定手段をさらに含む、請求項２に記載の光フローセン
サ。 - 【請求項５】 前記送信器は波形整形変調器をさらに含
み、前記利得増幅回路の各々は、前記検出器のただ１つ
からの前記電子出力を受取るように結合されたプリアン
プと、前記プリアンプのただ１つからの出力を受取るよ
うに結合された復調回路と、前記復調回路のただ１つか
らの出力を受取るように結合されかつ前記アナログ／デ
ジタル変換器のただ１つに入力を与えるように接続され
た低域パスフィルタとを含む、請求項１に記載の光フロ
ーセンサ。 - 【請求項６】 前記光受信器は、前記受光レンズ１対の
みと検出器とを含む、請求項５に記載の光フローセン
サ。 - 【請求項７】 前記デジタル信号プロセッサ内に各々の
前記検出器からの信号を受取るための最小しきい値を確
立するしきい値検出手段をさらに含む、請求項１に記載
の光フローセンサ。 - 【請求項８】 前記送信器は単一のレーザダイオードを
含む、請求項１に記載の光フローセンサ。 - 【請求項９】 前記送信器は単一の発光ダイオードを含
む、請求項１に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１０】 前記光送信器は、前記レーザダイオー
ドに焦点合せされた、直径が約１インチであるコリメー
ティングレンズを含み、各々の前記受光レンズは直径が
約２インチであって、かつ前記検出器の上に焦点合せさ
れた、請求項１に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１１】 前記コリメーティングレンズは前記コ
リメートされた光ビームを楕円形の断面内に発生し、そ
の主軸は前記予め定められた気体の流れの方向と平行な
方向に配向される、請求項９に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１２】 前記デジタル信号プロセッサは前記検
出器からの前記電子出力の信号対雑音比を示す信号対雑
音計算手段を含む、請求項１に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１３】 予め定められた気体の流れの方向への
気体の流れの速度を測定するための光フローセンサであ
って、 光源および前記気体の流れを横切るコリメートされた光
線を発生するための光線形成オプティクスを含む送信器
と、 前記光ビームと視線経路である中に設けられた受信器と
を含み、前記受信器は、前記予め定められた気体の流れ
の方向と平行な方向に互いに間隔をあけた複数の焦点合
せ受光レンズと、前記視線経路内で発生するシンチレー
ション事象とともに変化する電子出力を発生する、前記
受光レンズの各々に対する別個の検出器とを含み、光フ
ローセンサは、 前記検出器の各々に対する別個の信号制御利得増幅器
と、 各々の前記利得増幅器に結合されて前記出力をアナログ
からデジタルの信号に変換する別個のアナログ／デジタ
ル変換器と、 シンチレーション事象の検出の間の時間遅延の関数とし
て前記検出器からの前記デジタル化された信号を相互相
関して前記予め定められた気体の流れの方向に流れる気
体の速度を示す信号を発生するデジタル信号プロセッサ
とを含む、光フローセンサ。 - 【請求項１４】 前記デジタル信号プロセッサは、確実
に前記信号制御利得増幅器の各々からの信号の少なくと
も最小限の強さを確保するためのしきい値検出手段を含
む、請求項１３に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１５】 前記光線形成オプティクスは、コリメ
ートされた光線を発出する送信レンズを含み、前記光線
は前記予め定められた気体の流れの方向と垂直に整列さ
れる、請求項１３に記載の光フローセンサ。 - 【請求項１６】 前記送信器は単一のレーザダイオード
を含み、前記光線形成オプティクスは前記レーザダイオ
ードに焦点合せされた単一の送信レンズを含み、前記受
信器は前記検出器の２つのみと、前記受光レンズの２つ
のみとを含み、その各々は前記２つのみの前記検出器の
別個の１つの上に焦点合せされた、請求項１３に記載の
光フローセンサ。 - 【請求項１７】 前記送信器は単一の光送出ダイオード
を含み、前記光線形成オプティクスは前記光送出ダイオ
ードの上に焦点合せされた単一の送信レンズを含み、前
記受信器は前記検出器の２つのみと、前記受光レンズの
２つのみを含み、その各々は前記２つのみの前記検出器
の別個の１つに焦点合せされた、請求項１３に記載の光
フローセンサ。 - 【請求項１８】 予め定められた直線方向への気体の流
れの速度を測定する方法であって、 前記予め定められた直線方向への気体の流れを横切りか
つ前記気体の流れを横切る光視線経路に沿ってある量の
気体を横切るコリメートされた光ビームを送信するステ
ップと、 前記予め定められた直線方向と平行な方向に互いに間隔
をあけて分離された複数のシンチレーション受信検出器
を用いて前記送信された光ビームを受信するステップ
と、 前記気体の流れの中で発生するシンチレーションに応答
して前記シンチレーション受信検出器の各々からの別個
の出力信号を生成するステップと、 前記出力信号の各々を別個に増幅しかつデジタル化する
ステップと、 前記別個の出力信号の時間的な相互相関を判断するステ
ップと、 前記シンチレーション受信検出器の互いからの分離の距
離および前記別個の出力信号の前記時間的な相互相関に
基づいて、前記予め定められた直線方向に流れる気体の
速度を示す速度出力信号を与えるステップとを含む、方
法。 - 【請求項１９】 各々の前記検出器からの信号の時間平
均出力の大きさを計算するステップと、前記時間平均出
力の大きさと前記検出器の各々からの信号の大きさを繰
返し比較するステップと、前記時間平均出力の大きさと
相関した信号の大きさに依存して各々の検出器の信号に
対し一連のシングルビットコードを生成するステップ
と、前記別個の出力信号の時間的な相互相関を判断する
前記ステップにおいて前記検出器の各々に対して前記一
連のシングルビットコードを用いるステップとをさらに
含む、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記検出器の各々からの前記一連のシ
ングルビットコードを分析して前記検出器の各々からの
前記出力信号のピークを決定してそれにより前記検出器
の各々により同一と確認されるシンチレーション事象の
検出の時間を確認するステップをさらに含む、請求項１
９に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記検出器の前記出力信号に対する信
号対雑音比をデータ品質チェックとして計算するステッ
プをさらに含む、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記検出器の前記出力信号をしきい値
スクリーニングにかけて前記速度出力信号の信頼性を向
上させるステップをさらに含む、請求項２１に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/574,322 US6369881B1 (en) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Optical flow sensor |
| US09/574322 | 2000-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001330486A true JP2001330486A (ja) | 2001-11-30 |
| JP3435140B2 JP3435140B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=24295616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000394602A Expired - Lifetime JP3435140B2 (ja) | 2000-05-19 | 2000-12-26 | 予め定められた気体の流れの方向への気体の流れの速度を測定するための光フローセンサおよびその方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6369881B1 (ja) |
| JP (1) | JP3435140B2 (ja) |
| CN (1) | CN1244803C (ja) |
| CA (1) | CA2339727C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100893216B1 (ko) | 2007-01-25 | 2009-04-16 | 전남대학교산학협력단 | 필름막을 이용한 광학적 시료 측정 오차 감소 방법 |
| CN109946478A (zh) * | 2019-03-24 | 2019-06-28 | 北京工业大学 | 一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809821B2 (en) * | 2000-03-02 | 2004-10-26 | Mississippi State University | Optical-reflectance-based mass-flow sensor |
| GB0113627D0 (en) | 2001-06-05 | 2001-07-25 | Univ Stirling | Controller and method of controlling an apparatus |
| EP1444486A1 (de) * | 2001-11-16 | 2004-08-11 | WestfaliaSurge GmbH | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines volumenstroms einer während eines melkvorgangs fliessenden milch |
| WO2005047907A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-26 | Trex Enterprises Corporation | Optical flow monitor |
| SE0301261D0 (sv) * | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Tetra Laval Holdings & Finance | Metod för att kontrollera uppehållstiden i en begränsad rörledning |
| CA2449551A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-17 | Photon Control Inc. | Optical device and method for sensing multiphase flow |
| WO2005067515A2 (en) * | 2004-01-06 | 2005-07-28 | Maquet Critical Care Ab | Optical flow monitor |
| US7152469B2 (en) * | 2004-01-13 | 2006-12-26 | Baxter International Inc. | Fluid flow sensor, method and system |
| CA2459091C (en) * | 2004-02-26 | 2012-08-14 | Photon Control Inc. | Fiber optic flow sensing device and method |
| JP4466133B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2010-05-26 | 横浜ゴム株式会社 | 移動体計測装置 |
| GB0407982D0 (en) | 2004-04-08 | 2004-05-12 | Wood Group Logging Services In | "Methods of monitoring downhole conditions" |
| US7369347B2 (en) * | 2006-05-03 | 2008-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for piezoelectric layer as vertical micro-actuator in slider of a hard disk drive |
| US7880133B2 (en) * | 2006-06-01 | 2011-02-01 | Weatherford/Lamb, Inc. | Optical multiphase flowmeter |
| US7889328B2 (en) * | 2007-11-30 | 2011-02-15 | The Boeing Company | System and methods for detecting turbulence based upon observations of light scintillation |
| US8936471B2 (en) | 2009-02-15 | 2015-01-20 | Cheryl L. Evans | Flow rate measuring device |
| US9858831B2 (en) | 2009-02-15 | 2018-01-02 | Cheryl L. Evans | Method for determining and prescribing quantifiable and customized diet for patient suffering from dysphagia |
| US20100235117A1 (en) * | 2009-03-15 | 2010-09-16 | Lauris Technologies Inc | Optical Gas Flow Meter |
| JP5523908B2 (ja) * | 2010-04-13 | 2014-06-18 | 三菱重工業株式会社 | 流量測定装置及び流速測定装置 |
| CN103221828A (zh) * | 2010-11-16 | 2013-07-24 | 朴正翼 | 气体流速测定装置及气体流速测定方法 |
| US20120170618A1 (en) * | 2011-01-04 | 2012-07-05 | ABG Tag & Traq, LLC | Ultra wideband time-delayed correlator |
| CN102221384A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-10-19 | 郑州中实赛尔科技有限公司 | 一种铝电解车间敞开式氟化氢测量的方法 |
| US9383476B2 (en) | 2012-07-09 | 2016-07-05 | Weatherford Technology Holdings, Llc | In-well full-bore multiphase flowmeter for horizontal wellbores |
| CN103063869B (zh) * | 2012-12-27 | 2014-09-24 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 一种光传播路径横向平均风速风向测量装置及方法 |
| CN103048251B (zh) * | 2012-12-28 | 2014-09-10 | 长江水利委员会水文局 | Obs工作状态检测器 |
| EP3123148B1 (en) * | 2014-03-31 | 2020-05-27 | Redshift Systems Corporation | Fluid analyzer with modulation for liquids and gases |
| CN104777326B (zh) * | 2014-09-26 | 2018-05-18 | 北京瑞德先飞科技有限公司 | 具有流速自动监测实时校准功能的颗粒物计数仪 |
| CN104266691B (zh) * | 2014-10-13 | 2017-05-17 | 北京光电技术研究所 | 循环液体流量测量装置 |
| US9857298B2 (en) * | 2015-07-06 | 2018-01-02 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and methods for near-infrared based water cut monitoring in multiphase fluid flow |
| CN106771349B (zh) * | 2016-12-26 | 2019-06-11 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 无接触水速测量传感器、智能管网、智能水网 |
| US9917652B1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-03-13 | Surefire Llc | Adaptive communications focal plane array |
| DE102018131059A1 (de) * | 2018-12-05 | 2020-06-10 | SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG | Strömungsmessverfahren und Strömungsmessvorrichtung zur optischen Strömungsmessung |
| CA3134087A1 (en) | 2019-03-07 | 2020-09-10 | Flowlit Ltd. | Optical fluid flow velocity measurement |
| CN111714662B (zh) * | 2019-03-19 | 2023-06-16 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 移动终端及除菌方法 |
| CN109917148A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 基于叠加态涡旋光的物体转动方向探测装置 |
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-
2002
- 2002-01-29 US US10/057,718 patent/US6611319B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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