JP3443658B2 - 流量計測装置 - Google Patents
流量計測装置Info
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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。例えば家庭用ガス消費量を計量をするガスメ
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8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。
ま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、繰り返し中の音波伝搬時間を計測する計時手段
と、計時手段の値に基づいて流量を算出する流量演算手
段と、流体の脈動の状態を検出する脈動判定手段が脈動
が大きいと判定したとき、繰り返し手段による複数回計
測を1計測セットとして所定時間内に脈動の小さいの場
合に比較して多い回数の計測セットをほぼ均等に割り付
けて計測する計測セットを複数回測定する計測制御手段
とを備えたものである。これによって、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、脈動波形の平
均流量を正確に計測するものである。
手段の値が所定値以上のとき繰り返し手段による複数回
計測を1計測セットとして所定時間内に計測セットを複
数回測定する計測制御手段とを備え、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ことによ
り、脈動波形に追従して計測を行なうことができ精度よ
く計測できる。
り返し回数を変更する繰り返し回数設定手段を備えて、
脈動時には繰り返し回数を安定時より少なくしたので、
脈動波形の追従性を高めることができる。
流量演算手段の値のばらつきによって脈動を判別するの
で、特別な装置を追加することなく脈動の判別ができ
る。
流量演算手段の値のばらつきに応じて任意に変更するよ
うにしたので計測周期の変動にも対応ができる。
のそれぞれの値のばらつきによって脈動を判別するの
で、特別な装置を追加することなくかつ精度よく脈動を
検出できる。
が所定値以上のとき計測セットを所定時間内にほぼ均等
間隔に割り付けて間欠的に計測するので、脈動波形に対
して均等に計測するので正確な平均値が計測できる。
動と判断しない場合は、所定時間内の一部に集中して計
測するので、流量の安定時には分解能の高い計測ができ
る。
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設定された
回数だけ繰り返し手段10で遅延回路11によって信号
を遅延させた後、トリガ回路12で超音波信号を繰り返
し発信する。この繰り返し回数は計測制御手段13の内
部の繰り返し回数設定手段13aで設定でき、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(図示
せず)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。13b
は計測回数手段で、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。18は脈動判定手段
であり、管路5内を通過している流体の流れが短時間に
変化している状態を判別するものである。
べる。図2は脈動がある場合の計測サンプリングの状態
を示したものであり、時間T1の間は、前述の上流送信
を繰り返し回数4回で行い、その伝搬時間は計時手段1
4でカウントされ記憶手段15でその伝搬時間t1が記
憶される。次に送受信器6a・6bを切り換えて時間T
2の間、下流送信を4回行ないその伝搬時間t2が記憶
される。この1計測セットの計測を1計測セットとす
る。
流送信、時間T4の間に下流送信が行われて、伝搬時間
t3とt4がそれぞれ記憶される。このように間欠的に
上流送信と下流送信が一対で行われ、本実施例ではT8
0までの第40計測セットの計測が行われ、その伝搬時
間は記憶手段15に蓄えられる。図4は記憶手段15の
内部を示すもので、第1計測セット値A(t1)・B
(t2)、第2計測セット値A(t3)・B(t4)お
よびが各計測セットは所定の計測時間内にほぼ均等に配
置されてサンプリングされる。
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。
って行われる。具体的には流量演算手段17の値のばら
つき状態で判別することができる。すなわち脈動が小さ
い場合には流量値の変化も小さく、激しい場合には流量
値の変化が大きくなることが確かめられている。
は、記憶手段15に格納してある、前述の伝搬時間t1
〜t80までの値のばらつき度合いを算出すればよい。
が小さいと判定されたときには、図3のように時間T1
〜T10のように繰り返し回数を繰り返し回数設定手段
13aによって変更し(図3では12回)、計測の分解
能を高めて計測する。このとき計測セット数は小さく
(5回)することが可能である。
ばらつきがない場合が偶然に発生することがある。この
場合には繰り返し回数を時折変更して流量検出手段17
のばらつきを演算し、ばらつきが大きければ脈動がある
と判断して、繰り返し回数を小さくして計測セット数を
大きくする。逆にばらつきが小さければさらに繰り返し
を大きくして分解能をあげて計測する。
憶手段15で内部に第1計測セットA(1回目の下流か
ら上流の伝搬時間)15A、第1計測セットB(1回目
の上流から下流の伝搬時間)15Bなどの複数の計測セ
ットの伝搬時間データが格納されており、この計測セッ
トの伝搬時間差のばらつきを求めて脈動の有無や大きさ
の程度を判定する。
更でき、瞬時性を高めるときには繰り返し回数を少なく
して素早く計測を行い、流量計測の分解能を高めたいと
きには繰り返し回数を大きくする。計測セットは1〜2
00程度まで変更でき、脈動周期が大きいときには計測
セット数を大きくして計測時間を大きくすることができ
る。計測時間は繰り返し回数と計測セット数の積によっ
て決まるので繰り返し回数に応じて計測セット数を選ぶ
こともできる。
ほぼ等間隔に配置される。この間隔は繰り返し回数や計
測セット数によって変更できるが、変更後、少なくとも
2回の計測は間隔を変えずに計測する。
は、脈動による流量変動が小さいので、脈動波形に追従
してはかる必要はない。この場合には図6に示すように
上流から下流への送信と下流から上流への送信をそれぞ
れまとめて実施することができる。
よる計測を複数セット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。
を変更することにより、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。
流量値によって判別したので、計測システムの一部を利
用することができて特別な検出器を必要とせず低価格に
できる。
多くして正確な流量を計測できる。
流量計測装置によれば脈動に対しても正確に測定するこ
とができる。
手段のブロック図
Claims (7)
- 【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る音波伝搬時間を計測す
る計時手段と、前記計時手段の値に基づいて流量を算出
する流量演算手段と、流体の脈動の状態を検出する脈動
判定手段と、前記繰り返し手段による複数回計測を1計
測セットとして所定時間内に前記計測セットを複数回測
定する計測制御手段とを備え、前記脈動判定手段で脈動
が大きいとと判定したとき、所定時間内に脈動が小さい
場合に比較して多い回数の計測セットをほぼ均等に割り
付けて計測する流量計測装置。 - 【請求項2】 繰り返し回数を変更する繰り返し回数設
定手段を備え、脈動が大きい場合には、繰り返し回数を
脈動が小さい場合より少なくした請求項1記載の流量計
測装置。 - 【請求項3】 脈動判別手段は、流量演算手段の値のば
らつきによって判別する請求項1記載の流量計測装置。 - 【請求項4】 計測制御手段は、計測セット回数を流量
演算手段の値のばらつきに応じて任意に変更する請求項
1記載の流量計測装置。 - 【請求項5】 脈動判別手段は、複数の計測セットのそ
れぞれの値のばらつきによって判別する請求項1記載の
流量計測装置。 - 【請求項6】 脈動判定手段の値が所定値以上のとき計
測セットを所定時間内にほぼ均等間隔に割り付けて間欠
的に計測する請求項1記載の流量計測装置。 - 【請求項7】 脈動判定手段が脈動と判断しない場合
は、所定時間内の一部に集中して計測する請求項1記載
の流量計測装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001217763A JP3443658B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001217763A JP3443658B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 流量計測装置 |
Publications (2)
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JP2003028688A JP2003028688A (ja) | 2003-01-29 |
JP3443658B2 true JP3443658B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=19052031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001217763A Expired - Lifetime JP3443658B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 流量計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3443658B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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JP5239876B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-07-17 | パナソニック株式会社 | 流量計測装置 |
JP5310001B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-10-09 | パナソニック株式会社 | 超音波ガスメータ |
JP5753970B2 (ja) * | 2010-10-22 | 2015-07-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 流量計測装置 |
JP2012215463A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Osaka Gas Co Ltd | 流量計 |
US11340099B2 (en) * | 2020-03-26 | 2022-05-24 | Itron Global Sarl | Static fluid meter |
-
2001
- 2001-07-18 JP JP2001217763A patent/JP3443658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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