JP2012107966A - ガス微流動検出方法、ガス漏れ検査方法、ガス漏れ検査装置及び超音波流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の超音波流量計10は、ガス管90の途中にフローセル20が接続され、その内部空間である計測管路22に第1のガスを滞留させると共に、計測管路22の外部から第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを注入しかつ滞留させた状態にして、超音波の伝搬速度を所定のモニター期間に亘って計測する。次いで、第2のガスを滞留させてからの時間経過に伴った伝搬速度の推移(実測推移データ)と、第1のガスの流量を0にして第2のガスを自然拡散させた場合の伝搬速度の推移(基準推移データ)とを比較してガス漏れの有無を判別する。
【選択図】図1
Description
請求項1のガス微流動検出方法によれば、第1のガスが滞留した流路管又は容器における超音波伝搬経路に、流路管又は容器の外部から第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを注入しかつ滞留させた状態にして、超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測する。そして、伝搬時間又は伝搬速度の時間経過に伴った推移を、第1のガスの流量を0にした場合の第2のガスの自然拡散による伝搬時間又は伝搬速度の基準推移と比較することで、第1のガスの流れの有無又は流量又は流路管又は容器からの第1のガスの漏れを検出することができる。
請求項2の発明によれば、ガスの流れの有無等の検出を行ったときの第1のガス及び第2のガスの温度(流路管又は容器の内部温度)に基づいて、経過時間に伴う伝搬時間又は伝搬速度の基準推移を補正するから、第1のガスの流量を0にして実測又は演算により伝搬時間又は伝搬速度の基準推移を求めたときの温度と、実際にガスの流れの有無等の検出を行ったときの温度との相違による誤差分を排除することができる。これにより、ガスの流れの有無等をより正確に検出することが可能になる。
請求項3のガス漏れ検査方法によれば、ガス管の途中に接続された超音波流量計の超音波伝搬経路に第1のガスを滞留させると共に、ガス管の外部から第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを超音波伝搬経路に注入しかつ滞留させた状態にして、超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測する。そして、第2のガスを滞留させてからの時間経過に伴った伝搬時間又は伝搬速度の推移を、第1のガスの流量を0にした場合の第2のガスの自然拡散による伝搬時間又は伝搬速度の基準推移と比較することで、ガス管からのガス漏れ(微少なガス流動)の有無を判別することができる。
請求項4の発明によれば、第1のガスが、メタンが主成分の都市ガスである場合に、その都市ガスに含まれるブタン又はプロパンを第2のガスとすれば、ガス漏れ検査のために第2のガスを注入した後でも、そのまま燃料として使用することが可能である。
請求項5の発明によれば、第1のガスがプロパンガスである場合に、メタンを第2のガスとすれば、ガス漏れ検査のために第2のガスを注入した後でも、そのまま燃料として使用することが可能である。
請求項6の発明によれば、ガス漏れ検査を行ったときの第1のガス及び第2のガスの温度(ガス管の内部温度)に基づいて、経過時間に伴う伝搬時間又は伝搬速度の基準推移を補正するから、第1のガスの流量を0にして実測又は演算により伝搬時間又は伝搬速度の基準推移を求めたときの温度と、実際のガス漏れ検査時の温度との相違による誤差分を排除することができ、ガス漏れの有無をより正確に判別することが可能になる。
請求項7のガス漏れ検査装置によれば、第1のガスが滞留した流路管又は容器における超音波伝搬経路に、流路管又は容器の外部から第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを注入しかつ滞留させた状態にして、超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測する。そして、時間経過が同じである条件で、ガス漏れ検査時に実測された伝搬時間又は伝搬速度と、第1のガスの流量を0にした状態の基準伝搬時間又は基準伝搬速度との差分に基づいて、流路管又は容器からの第1のガスの漏れ(微少なガス流動)の有無を検出することができる。
請求項8の発明によれば、ガス漏れ検査時の第1のガス及び第2のガスの実測温度(流路管又は容器の内部温度)に基づいて、基準伝搬時間又は基準伝搬速度を補正するから、第1のガスの流量を0にして基準伝搬時間又は基準伝搬速度を求めたときの温度と、ガス漏れ検査時の実測温度との相違による誤差分を排除することができる。これにより、流路管又は容器からのガス漏れの有無をより正確に判別することが可能になる。
請求項9の超音波流量計によれば、ガス管の途中に接続された計測管路の超音波伝搬経路に第1のガスを滞留させると共に、計測管路の外部から第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを超音波伝搬経路に注入しかつ滞留させた状態にして、超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測する。そして、時間経過が同じである条件で、ガス漏れ検査時に実測された伝搬時間又は伝搬速度と、第1のガスの流量を0にした状態の基準伝搬時間又は基準伝搬速度との差分に基づいて、ガス管からの第1のガスの漏れ(微少なガス流動)の有無を判別することができる。
請求項10の発明によれば、ガス漏れ検査時の第1のガス及び第2のガスの実測温度(ガス管の内部温度)に基づいて、基準伝搬時間又は基準伝搬速度を補正するから、第1のガスの流量を0にして基準伝搬時間又は基準伝搬速度を求めたときの温度と、ガス漏れ検査時の温度との相違による誤差分を排除することができる。これにより、ガス管からのガス漏れの有無をより正確に判別することが可能になる。
t1=L/(C+v)
t2=L/(C−v)
t1+t2≒2L/C
(1/t1)+(1/t2)=2C/L
上記関係式が成立する。この関係式にt1,t2及びLの値を代入することで、第2のガスを滞留させてから或る時間が経過した時点(第1と第2のガスが或る体積比になった時点)での超音波の伝搬速度Cを演算することができる。
γ:比熱比(メタン1.3、ブタン1.11)
R:気体定数(=8.314472)
T:絶対温度
M:平均分子量
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
20 フローセル
22 計測管路
30 超音波送受波器
40 制御処理部
47 実測データ記憶部
48 基準データ記憶部(基準データ記憶手段)
49 データ比較部(データ比較手段)
50 ガス注入部(ガス注入手段)
51 開閉弁(ガス注入手段)
52 ガスボンベ
90 ガス管(流路管)
R1 超音波伝搬経路
Claims (11)
- 第1のガスが滞留した流路管又は容器における内部空間の一部を、1対の超音波送受波器の間で超音波を伝搬させるための超音波伝搬経路とし、
前記第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを前記流路管又は前記容器の外部から前記超音波伝搬経路に注入しかつ滞留させた状態にして、その超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測し、
その伝搬時間又は伝搬速度の時間経過に伴った推移と、実測又は演算にて求められる前記第1のガスの流量を0にした場合の前記第2のガスの自然拡散による前記伝搬時間又は伝搬速度の時間経過に伴った基準推移との比較に基づいて、前記第1のガスの流れの有無、流量、或いは、前記第1のガスの漏れを検出することを特徴とするガス微流動検出方法。 - 実測又は演算にて、前記第1のガス及び前記第2のガスが一定の温度の下、前記伝搬時間又は伝搬速度の前記基準推移を求めておき、
前記第1のガスの流れの有無又は流量又は漏れの検出時の前記第1のガス及び前記第2のガスの温度に基づいて、前記基準推移を補正することを特徴とする請求項1に記載のガス微流動検出方法。 - 燃料である第1のガスを供給するためのガス管の途中に超音波流量計を接続し、前記超音波流量計のうち1対の超音波送受波器の間で超音波を伝搬させるための超音波伝搬経路を前記第1のガスが流動可能な状態にして、その超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度に基づいて前記第1のガスの流量を計測可能とすると共に、その超音波流量計を用いて前記ガス管からのガス漏れの有無を検査するガス漏れ検査方法において、
前記ガス管のうち前記超音波流量計を含んだ所定区間の上流側と下流側とを遮断することで前記ガス管内に前記第1のガスを滞留させた状態にして、前記第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを前記ガス管の外部から前記超音波伝搬経路に注入しかつ滞留させた状態にして、その超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を計測し、
その伝搬時間又は伝搬速度の時間経過に伴った推移と、実測又は演算にて求められる前記第1のガスの流量を0にした場合の前記第2のガスの自然拡散による前記伝搬時間又は伝搬速度の時間経過に伴った基準推移との比較に基づいて、前記ガス管からの前記第1のガスの漏れの有無を検査することを特徴とするガス漏れ検査方法。 - 前記第1のガスは、メタンを主成分とした都市ガスであり、
前記第2のガスは、前記都市ガスに含まれるブタン又はプロパンであることを特徴とする請求項3に記載のガス漏れ検査方法。 - 前記第1のガスは、プロパンガスであり、
前記第2のガスは、メタンであることを特徴とする請求項3に記載のガス漏れ検査方法。 - 実測又は演算にて、前記第1のガス及び前記第2のガスが一定の温度の下、前記伝搬時間又は伝搬速度の前記基準推移を求めておき、
前記第1のガスの漏れ検査時の前記第1のガス及び前記第2のガスの温度に基づいて、前記基準推移を補正することを特徴とする請求項3乃至5の何れか1の請求項に記載のガス漏れ検査方法。 - 第1のガスが滞留した流路管又は容器の内部に連通し、前記第1のガスで満たされ得る計測管路と、
前記計測管路内を貫通する超音波伝搬経路に沿って超音波を送受波可能な1対の超音波送受波器と、
前記第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを前記流路管又は前記容器の外部から前記計測管路内に注入して滞留させるためのガス注入手段と、
前記超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を、前記計測管路内に前記第2のガスを滞留させてからの経過時間に対応させて計測する実測データ取得手段と、
前記第1のガスの流量を0にした状態で前記超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を基準伝搬時間又は基準伝搬速度として、前記計測管路内に前記第2のガスを滞留させてからの経過時間に対応させて記憶した基準データ記憶手段と、
前記経過時間が同じ条件で、前記実測データ取得手段にて計測された前記伝搬時間又は前記伝搬速度と、前記基準伝搬時間又は前記基準伝搬速度との差分に基づいて前記流路管又は前記容器からの前記第1のガスの漏れを有無を判別するためのデータ比較手段とを備えたことを特徴とするガス漏れ検査装置。 - 前記第1のガス及び前記第2のガスの温度を検出するための温度検出手段と、
前記第1のガスの漏れ検査時の前記第1のガス及び前記第2のガスの温度に基づいて、前記基準伝搬時間又は前記基準伝搬速度を補正するデータ補正手段とを備えたことを特徴とする請求項7に記載のガス漏れ検査装置。 - 可燃燃料である第1のガスを供給するためのガス管の途中に接続されると共に、前記ガス管の内部に連通した計測管路を有し、通常は、前記超音波流量計のうち1対の超音波送受波器の間で超音波を伝搬させるための超音波伝搬経路を前記第1のガスが流動可能な状態で、その超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度に基づいて前記第1のガスの流量を計測すると共に、前記超音波伝搬経路に前記第1のガスを滞留させた状態にして前記ガス管からのガス漏れの有無を検出可能な超音波流量計において、
前記第1のガスとは超音波の伝搬速度が異なる第2のガスを前記ガス管の外部から前記計測管路内に注入して滞留させるためのガス注入手段と、
前記超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を、前記計測管路内に前記第2のガスを滞留させてからの経過時間に対応させて計測する実測データ取得手段と、
前記第1のガスの流量を0にした状態で前記超音波伝搬経路を伝搬する超音波の伝搬時間又は伝搬速度を基準伝搬時間又は基準伝搬速度として、前記計測管路内に前記第2のガスを滞留させてからの経過時間に対応させて記憶した基準データ記憶手段と、
前記経過時間が同じ条件で、前記実測データ取得手段にて計測された前記伝搬時間又は前記伝搬速度と、前記基準伝搬時間又は前記基準伝搬速度との差分に基づいて前記流路管又は前記容器からの前記第1のガスの漏れを有無を判別するためのデータ比較手段とを備えたことを特徴とする超音波流量計。 - 前記第1のガス及び前記第2のガスの温度を検出するための温度検出手段と、
前記第1のガスの漏れ検査時の前記第1のガス及び前記第2のガスの温度に基づいて、前記基準伝搬時間又は前記基準伝搬速度を補正するデータ補正手段とを備えたことを特徴とする請求項9に記載の超音波流量計。 - 前記データ比較手段は、前記第2のガスを滞留させてからの経過時間が同じ条件で、実測データ取得手段にて計測された前記伝搬時間又は前記伝搬速度と、前記基準伝搬時間又は前記基準伝搬速度との差分が予め定められた許容差より大きくなった場合には、ガス漏れ有りと判定するように構成したことを特徴とする請求項9又は10に記載の超音波流量計。
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