JP3528636B2 - 計測装置 - Google Patents
計測装置Info
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Description
るガス保安装置の流量計測ユニットに関するものであ
る。
されることを目的として、燃料ガス(以下、ガスとい
う)の使用量を計測して異常に使用量が増えた場合や、
通常の使用状態と大きく掛け離れた時間使用されている
ことを検知すると、ガス通路を遮断する保安装置が普及
している。
を保安制御回路に取り込み、内部のマイクロコンピュー
タで処理してガス流量を監視し、異常があれば遮断信号
を出力し、遮断弁を閉止する。
ガスが換気する回数で通過体積を計測する膜式と、所定
の断面積のガス流路のガス流速を演算処理して流量を計
測する超音波式がある。
2点間の超音波の伝搬時間はガス流速を含んだ関数であ
り、伝搬時間を計測すればガス流速が逆算でき、流速が
判れば通過断面積より流量が判ることを応用している。
合、内蔵する超音波センサーの配置距離を大きくすれば
超音波の伝搬時間の計測誤差の影響が少なく測定精度が
向上するが、寸法形状等の制限及び、超音波の伝搬ロス
等の問題があり、あまり配置距離を大きくできないとい
う課題があった。
受信を互いの信号の同期を取りながら複数回実行して総
伝搬時間を計測し、等価的に配置距離を大きくして測定
精度を確保する方法が考案されているが、複数回測定に
より測定回路の消費電力が増大するという新たな課題が
発生する。
を長くするとサンプリング間隔の合間で発生する流量変
化を捕らえられないため、変化流量の計測に誤差がでる
と言う課題が発生する。
の低い粗測定を併用して消費電力を節約しようとした場
合、粗測定の零計測時のオフセットのバラツキが大き
く、精密測定との相関関係を一律に保つのが難しいとい
う課題が発生する。
するために、一計測サンプリング時の超音波の送受信を
互いの信号の同期を取りながら複数回実行して総伝搬時
間を計測し、等価的に配置距離を大きくして測定精度を
確保するが、複数回測定による消費電力の増大を防ぐた
め、繰り返し測定数の多い精密測定区と繰り返し測定数
の少ない粗測定区とを設け、精密測定区のサンプリング
周期は長くして省電力化を行う一方、精密測定区のサン
プリングの合間を粗測定区で閾値監視し、粗測定区の計
測値が所定の閾値を超えると精密測定区のサンプリング
周期を短くするものである。
低減しつつ、サンプリング途中で発生する流量変化にす
ばやく対応することができる。
り返し測定数を多くして測定精度を高めた精密測定区
と、繰り返し測定数の少ない粗測定区を設け、粗測定区
の測定サンプリング周期を精密測定区の測定サンプリン
グ周期より短くし、精密測定区の測定サンプリング間隔
の合間に粗測定区の測定サンプリングを配し、粗測定区
の計測値が所定の計測閾値を超えた時、精密測定区の測
定サンプリング周期を短くするようにした形態である。
を行うことで測定精度を高め、測定周期を長めて消費電
力を低減しつつ、且つ粗測定区が、長くなった精密測定
区のサンプリング周期の合間を埋める形態で閾値監視を
行うので、上記サンプリング周期の合間で発生した計測
量変化をすばやく捕らえて精密測定区のサンプリング周
期を短くし、計測量変化時の測定誤差の発生を低く抑え
ることを可能にしている。
オフセットが存在する場合、計測オフセット量に応じ
て、粗測定区の計測閾値を変更するようにした形態であ
る。
閾値を補正するため、精密測定区との相関関係を一律に
することができ、精密測定区と粗測定区の併用を容易に
している。
説明する。
置の実施例1を示す構成図である。図において、計測手
段1の発振出力端子OUTより出力された電気信号は送
信用超音波センサ21で音響変換され、ガス流路3内に
超音波が発せられる。距離Lを隔てて設置された受信用
超音波センサ22は、捕らえた超音波を再び電気信号に
戻し、計測手段1の受信入力端子INに戻す。
の時間、即ちガス流路3内の距離Lの超音波の伝搬時間
Tを計測し、データ処理マクロコンピュータ5はデータ
バスライン4を通じて計測手段1から送られる伝搬時間
Tのデータをもとに流量を演算する。
の伝搬時間Tはガス流速を含んだ関数であり、伝搬時間
Tを計測すればガス流速が逆算でき、流速が判れば通過
断面積Sより流量が判る原理に基づいている。
入力端子INの信号波形を示す。伝搬時間が短かいと時
間測定の誤差が大きく影響するので、受信用超音波セン
サ22の受信信号をトリガにして送信用超音波センサ2
1より再度送信することを繰り返し、複数回の総伝搬時
間を計測し、等価的に測定距離Lを長くして測定精度を
上げている。
である必要はなく、本実施例では単一の計測手段を用
い、繰り返し測定数とサンプリング周期を所定間隔毎の
切替で行っている。
ングチャートで、粗測定区では繰り返し測定数は少なく
(例:8回)、サンプリング周期TLは短く(例:1秒
毎)設定し、逆に精密測定区では繰り返し測定数は多く
(例:256回)、サンプリング周期TH1は長く
(例:12秒毎)設定し、精密測定区の測定サンプリン
グ間隔の合間に粗測定区の測定サンプリングを配してい
る。
で定常的な流量(例:種火の有無、ガス漏れの有無等)
を計測するが、ひとたび流量が増加して粗測定区が所定
の閾値流量VTHを検出すれば、直ちに精密測定区のサ
ンプリング周期をTH1→TH2に短く(例:2秒毎)
して、変化する流量を逃さず計測する。
区の計測結果のみで行った場合、最大12秒の計測遅れ
を生ずるが、本実施例のごとく粗測定区の閾値監視で行
った場合は最大1秒の計測遅れしかないので、流量変化
時の積算流量誤差は12分の1に抑えられる。
計測結果の併用も可能で、流量区分毎にサンプリング周
期を変更する場合や、サンプリング周期を通常の設定状
態に戻す際の判定に効果を発揮する。
秒毎の精密測定区のみのサンプリング行った場合と本実
施例とで比較すれば、消費電力は繰り返し測定数に比例
するので、1分あたり(30サンプリング×256
回):(5サンプリング×256回+55サンプル×8
回)となり、約3分の1に抑えられる。
ング周期の変更判定にのみに留め、流量演算は精密測定
区の計測値で行うが、両者の計測値の差が多すぎると問
題となるので、流量無しの状態で零計測を行い、粗測定
区にオフセットがあればオフセット量に応じて粗測定区
の閾値を補正し、閾値のバラツキを小さくする。
区のサンプリング周期を長く設定して省電力化できるた
め、計測装置の電源電池が小容量で実現可能という経済
的効果を有す。
を埋める形態で閾値監視を行い、サンプリング周期の合
間で発生した計測量変化をすばやく捕らえるため、計測
量変化時の測定誤差が小さく、積算流量誤差が少ないと
いう効果を有する。
グチャート
Claims (2)
- 【請求項1】一計測サンプリング時の繰り返し測定数を
多くして測定精度を高めた精密測定区と、繰り返し測定
数の少ない粗測定区を設け、粗測定区の測定サンプリン
グ周期を精密測定区の測定サンプリング周期より短く
し、精密測定区の測定サンプリング間隔の合間に粗測定
区の測定サンプリングを配し、粗測定区の計測値が所定
の計測閾値を超えた時、精密測定区の測定サンプリング
周期を短くするようにした計測装置。 - 【請求項2】零計測を行い、粗測定区の計測値にオフセ
ットが存在する場合、計測オフセット量に応じて、粗測
定区の計測閾値を変更するようにした請求項1記載の計
測装置。
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Family Applications (1)
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JP32635998A Expired - Fee Related JP3528636B2 (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 計測装置 |
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