JP2002350202A - 流量計測装置 - Google Patents
流量計測装置Info
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- JP2002350202A JP2002350202A JP2001162051A JP2001162051A JP2002350202A JP 2002350202 A JP2002350202 A JP 2002350202A JP 2001162051 A JP2001162051 A JP 2001162051A JP 2001162051 A JP2001162051 A JP 2001162051A JP 2002350202 A JP2002350202 A JP 2002350202A
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Abstract
て、脈動流の有無に関係なく正確な流量計測を可能とす
る。 【解決手段】 流体中の送受信器間の送受信を複数回行
う繰り返し手段11と、繰り返し手段11による計測さ
れた音波伝搬時間を計測する計時手段14と、繰り返し
手段による計測を所定時間内に複数回実施する計測制御
手段18によって、計時手段のそれぞれの値を積算した
値から流量を算出し、脈動時にも正確な流量を計測す
る。
Description
計測する流量計測装置に関するものである。
示すように、流体管路1の一部に超音波送受信器2a、
2bを備え、計測開始手段3の信号によって流量計測を
開始し、超音波送受信器2aから2bまでの伝搬時間を
計時手段4で計測する。流れに周期的な変動がある場合
には、計測のタイミングによって流量測定値にバラツキ
が生じる。
メータでは、近くでガスエンジンが運転されると圧力変
動が発生し、その影響で流量が変動する。図6はこのと
きの流量の波形を示した図で、実際にはAで示す流量が
流れている。デジタル式計測では間欠的にサンプリング
するので、時間t1(流量Q1)、時間t2(流量Q
2),時間t3(流量Q3)のような値が得られマイコ
ンで平均して流量を算出していた。
で連続した信号を積分器を介して平均していた。
量計測装置では、次のような課題があった。すなわちデ
ジタル式では間欠的なサンプリングなので、正確な流量
を求めるには測定回数を増やして測定値を平均する必要
があるため長い時間が必要であった。またアナログ式で
は連続して測定しなければならず、消費電力が大きくな
っていた。このため、ガスメータのような異常使用時の
遮断などの保安機能を兼ねた流量計測装置では、電池駆
動でかつ安全性のために短時間で正確な流量の計測を行
うことが課題となっていた。
するために、送受信器間の送受信を複数回行う繰り返し
手段と、繰り返し手段による計測された音波伝搬時間を
計測する計時手段と、繰り返し手段による計測を所定時
間内に複数回実施する計測制御手段とを備えたものであ
る。これによって複数回の繰り返しの計測を複数回計測
した計時手段のそれぞれの値を積算した値から流量を算
出し、脈動波形の平均流量を正確に計測するものであ
る。
音波を送信または受信する送受信器と、送受信器間の送
受信を複数回行う繰り返し手段と、繰り返し手段による
計測された音波伝搬時間を計測する計時手段と、繰り返
し手段による計測を所定時間内に複数回実施する計測制
御手段と、計時手段のそれぞれの値を積算した値から流
量を算出する流量演算手段を備えることにより、繰り返
しによって得られた伝搬時間の値を複数回求めて平均流
量を算出することになり、脈動波形に対しても正確に流
量を計測できる。
り返し回数を変更する繰り返し回数設定手段を備えるこ
とにより、繰り返し回数をそのときの流量の値によって
変更するので、流量が変化しても正確な流量を算出する
ことができる。
計測回数を任意に変更する計測可変手段を備えることに
より、計測回数を脈動周期によって変化させることがで
き、脈動周期が変化しても正確な流量を算出することが
できる。
説明する。
面にもとづいて説明する。図1において、流体管路5の
途中に超音波を発信する第1送受信器6aと受信する第
2送受信器6bが流れ方向に配置されている。7は第1
送受信器6aへの発信回路、8は第2送受信器6bで受
信した信号の増幅回路で、この増幅された信号は基準信
号と比較回路9で比較され、基準信号以上の信号が検出
されたとき回数設定手段10で設定された回数だけ繰り
返し手段11で遅延回路12で信号を遅延させた後、ト
リガ回路13で超音波信号を繰り返し発信する。繰り返
し回数設定手段10で設定された回数が繰り返されたと
きの時間を基準クロック14aのパルスをカウントする
計時手段14で求め、マイクロコンピュータに内蔵され
ている記憶手段15に値を記憶させる。このようにして
第1送受信器6aから第2送受信器6bへすなわち上流
から下流(以下、上流送信という)へ超音波を送信す
る。
2送受信器6bの発信受信を切り換えて、第2送受信器
6bから第1送受信器6aへ、すなわち下流から上流
(以下、下流送信という)に向かって超音波信号を発信
し、この発信を前述のように繰り返し、その時間を計時
する。そしてその時間差から管路の大きさや流れの状態
を考慮して流量演算手段17で流量値を求める。18は
計測回数設定手段で、繰り返し回数設定手段10で設定
された計測回数を1つの計測数として何回計測サンプリ
ングを行うかを設定するものである。
べる。図2は脈動がある場合の計測サンプリングの状態
を示したもので、時間T1の間は、前述の上流送信を繰
り返し回数6回で行いその伝搬時間は計時手段14でカ
ウントされ記憶手段15でその伝搬時間t1を記憶され
る。次に送受信器6a・6bを切り換えて時間T2の
間、下流送信を6回行ないその伝搬時間t2が記憶され
る。さらに所定時間経過後、時間T3の間に上流送信、
時間T4の間に下流送信が行われて、伝搬時間t3とt
4がそれぞれ記憶される。
一対で行われ、本実施例ではT40間での計測が行わ
れ、その伝搬時間は記憶手段15に蓄えられる。そして
記憶手段15のデータは流量演算手段17で演算し流量
を算出する。この演算は例えば、上流送信の総和を求
め、繰り返し回数の総和から1回あたりの伝搬時間の平
均値を算出し、同様に下流送信の1回あたり伝搬時間の
平均値を算出し、それぞれの伝搬時間の時間差、または
時間の逆数の差から算出することができる。
の例で繰り返し回数を大きくしたものである。繰り返し
回数は回数設定手段10で任意に変更することができ、
図3の例では繰り返し回数を12回にしたものである。
流量計測における流量分解能は基準クロック14aの周
期と繰り返し回数の比で変えることができる。すなわち
基準クロック14aの周期を小さく(高周波)するほ
ど、あるいは繰り返し回数を大きくするほど流量計測の
分解能は高くなって微小流量の検出が可能になる。しか
し基準クロック14aの周波数を高くしたり、繰り返し
回数を大きくすると消費電力が増加する。特にガスメー
タのような計測範囲が広く、かつ電池で長期間計測しな
ければならない計測装置では、この基準クロック周波数
と繰り返し回数は必要最小限に設定にする必要がある。
分解能が必要なのは比較的小流量の場合であるので、流
量値が小さい時には繰り返し回数を大きくし、流量値が
大きいときには繰り返し回数を小さくする。
い場合の例で、計測の回数を大きくしたものである。計
測回数は計測制御手段18で設定され、所定時間内にサ
ンプリングする計測回数を任意に可変できる。図4のよ
うに脈動周期が小さい場合には繰り返し回数を小さくし
て計測回数を多くして細かく計測して流量精度を保つよ
うにする。脈動周期は別に設けられた圧力センサ(図示
せず)で検出すればよい。また脈動周期がきわめて安定
である場合に計測回数が一定であると、毎回同じタイミ
ングで計測することになり、その結果わずかの流量誤差
が累積されて流量精度に誤差を生じることがある。この
場合には計測制御手段18により計測回数を定期的に変
えたり、あるいはランダムに変えることで誤差を解消す
ることができる。
流量計測装置によれば次の効果が得られる。
数回計測することによって、脈動流に対しても正確な流
量計測を行うことができる。
り、必要な流量分解能と脈動周期への追従性を選択的に
使用でき、低消費電力で流量精度を保つことができる。
動周波数の変化に対しても流量を高精度に保ち、また一
定周期の脈動に対しても流量誤差を発生しない。
Claims (3)
- 【請求項1】 流体中に音波を送信または受信する送受
信器と、前記送受信器間の送受信を複数回行う繰り返し
手段と、前記繰り返し手段により計測された音波伝搬時
間を計測する計時手段と、前記繰り返し手段による計測
を所定時間内に複数回実施する計測制御手段と、前記計
時手段のそれぞれの値を積算した値から流量を算出する
流量演算手段を備えた流量計測装置。 - 【請求項2】 繰り返し手段の繰り返し回数を変更する
繰り返し回数設定手段を備えた請求項1記載の流量計測
装置。 - 【請求項3】 計測制御手段は、計測回数を任意に変更
する請求項1記載の流量計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001162051A JP2002350202A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001162051A JP2002350202A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 流量計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002350202A true JP2002350202A (ja) | 2002-12-04 |
Family
ID=19005235
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002350202A (ja) |
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- 2001-05-30 JP JP2001162051A patent/JP2002350202A/ja active Pending
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