JP3596085B2 - 流量計測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波を利用してガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の流量計測装置として特開昭５１−１０１５６８号公報があり、図５に示すように、流体管路１の上流と下流に超音波振動子２と３を流れの方向に相対して設け、トリガ回路４から発信回路５を介し、振動子１から流れ方向に超音波を発生し、この超音波を振動子２で受信し、増幅回路６、比較回路７から計時手段８でトリガから比較までの時間を計測し、この時間から流量演算手段９で流量を求めるもので、受信信号の大きさがある規定値以下の場合には、信号処理回路に読み込ませないものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の流量計測装置では、配管を伝わる外部からの振動によってノイズ信号が大きくなることがあり、この大きな外乱信号によって流量計測値の誤差が大きくなることがある。特に家庭用のガスや水道のメータでは使用者が専門知識を持たないため各家庭でメータの異常を判定することができなかった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するもので、自動的に異常を判定することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の流量計測装置は、以下の構成とした。
【０００６】
すなわち、流体管路に設けられた超音波信号を発信または受信する第１振動子および第２振動子と、振動子間の信号伝搬時間に基づいて流量を算出する流量計測手段と、流体管路に設けられた第３振動子と、第３振動子の信号によって流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたものである。
【０００７】
【作用】
本発明は上記構成によって、第３振動子によって異常を判定するもの判定するものである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、流体管路１０の途中に管内の流量に応じて信号を発生する流体検出手段１１を設け、この流体検出手段を増幅回路１２ａとＡ／Ｄコンバータ回路１２ｂからなる流体信号処理手段１２によって信号処理された後、流量計測手段１３で流体検出手段１１の感度や流体管路１０の大きさに応じた係数を乗して流量を算出する。流体検出手段１１は図２に示すように流速による力で変位する平板１１ａと、この平板１１ａと一体の歪センサ１１ｂからなり、流速すなわち流量に応じて信号を発生する。流体管路１０内には、流体検出手段１１と同じ構成の外乱検出手段１４が設けられており、この外乱検出手段１４の信号は、前述と同様な増幅回路１５ａとＡ／Ｄコンバータ回路１５ｂからなる外乱信号処理手段１５で信号処理され判定手段１６で異常を判別する。
【０００９】
次に動作について説明する。流量に比例して流体検出手段１１の信号の大きさが変化するので、その信号を流体検出手段１２で信号処理し、流量計測手段１３で流量値を演算する。通常はこの流量計測手段１３の値が出力されるが、外部より振動が発生したときには流体検出手段１１がこの信号を受け大きな誤差を発生することがある。このとき外乱検出手段１４にも同じ振動が加わり外乱検出手段１４には外乱信号が現れ、この信号は外乱信号処理手段１５で信号処理され判定手段１６で周波数や信号レベルが比較され所定値以上のものであれば、異常信号と見なし、流量計測手段１３の値を無効にする。振動の発生以外にも、気体中の水分の混入や液体中の水泡の混入あるいはキャビテーションの発生においても同様な異常信号を検出できる。このとき外乱検出手段１４と外乱信号処理手段１５とは、流体検出手段１１と流体信号処理手段１２よりも外乱に対する感度を高く設定してあり、流量計測の異常よりも小さな外乱で速く検出できるようになっている。
【００１０】
図３は第２の実施例であり、流体管路１０の途中に超音波を発信または受信する第１振動子１７と第２振動子１８が流れ方向に配置されている。１９は第１振動子１７への発信回路、２０は第２振動子１８で受信した信号の増幅回路で、それぞれ切換回路２１で切り換えられる。この増幅された信号は基準信号と比較回路２２で比較され、超音波の伝搬時間が流速に比例することから、計時手段２３で時間を計測し係数を乗じて流量計測手段１３において流量が算出される。２４は発信回路１９を起動するトリガ回路２０である。流体管路１０には第１振動子１７・第２振動子１８とは別の第３振動子２５が設けられており、この信号は増幅回路２６ａとＡ／Ｄコンバータ２６ｂからなる外乱信号処理手段１５で信号処理され、前述と同様に判定手段１６で異常を判別する。第３振動子２５は第１振動子１７や第２振動子１８と同一のものが特性が一致するので好ましい。
【００１１】
図４は第３の実施例であり、第３振動子２５の信号が通常のレベルを上回る極めて大きなものであった場合には、地震判定手段２６で地震の発生として判断し処理する。地震の発生に伴ってガス弁２７の遮断や警報２８の発生を行わせる。
【００１２】
以上の説明から明らかなように本実施例の流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【００１３】
（１）流体管路の流量を検出する流体検出手段と、流体検出手段の信号に基づいて流量値を算出する流量計測手段と、流体管路に流体検出手段と同一作動原理の外乱検出手段と、外乱検出手段の信号により流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたので、流体検出手段に影響を与える外乱のみ検出でき、また流体検出手段の受信時に重畳された外乱信号も単独に検出できるので、同一の管路より伝達される振動や、気体中に混入した水分あるいは液体中の気泡などによる外乱信号による流量計測の異常値を判定し、その計測値を除外することができ計測精度が向上する。
【００１４】
（２）流体検出手段の信号を処理する流体信号処理手段と、流体信号処理手段と同種回路の外乱検出手段の信号を処理する外乱信号処理手段とを備えたので、回路による特性の変化が少なく、異常の判定の精度が向上する。
【００１５】
（３）外乱検出手段と外乱信号処理手段とは流体検出手段と流体信号処理手段よりも検出感度を高めたので、外乱の発生に対して速く確実に異常を判定できる。
【００１６】
（４）流体管路に設けられた超音波信号を発信または受信する第１振動子および第２振動子と、振動子間の信号伝搬時間に基づいて流量を算出する流量計測手段と、流体管路に設けられた第３振動子と、第３振動子の信号によって流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたので、外乱検出手段に可動部がなく信頼性が高く安価であり、超音波計測用と同じ振動子が使用でき振動ばかりでなく、キャビテーションによる超音波の発生による異常判定もできる。
【００１７】
（５）第３振動子の所定値以上の信号により、地震の発生を判定する地震判定手段を備えたので、地震の判定も行うことができ安全性が高い。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の流量計測装置によれば、外乱信号による流量計測の異常値を判定し、その計測値を除外することができ計測精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図２】同装置の流体検出手段の構成図
【図３】本発明の第２の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図４】本発明の第３の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図５】従来の流量計測装置の制御ブロック図
【符号の説明】
１０ 流体管路
１１ 流体検出手段
１２ 流体信号検出手段
１３ 流量計測手段
１４ 外乱検出手段
１５ 外乱信号処理手段
１６ 判定手段
１７ 第１振動子
１８ 第２振動子
２５ 第３振動子
２６ 地震判定手段
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波を利用してガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の流量計測装置として特開昭５１−１０１５６８号公報があり、図５に示すように、流体管路１の上流と下流に超音波振動子２と３を流れの方向に相対して設け、トリガ回路４から発信回路５を介し、振動子１から流れ方向に超音波を発生し、この超音波を振動子２で受信し、増幅回路６、比較回路７から計時手段８でトリガから比較までの時間を計測し、この時間から流量演算手段９で流量を求めるもので、受信信号の大きさがある規定値以下の場合には、信号処理回路に読み込ませないものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の流量計測装置では、配管を伝わる外部からの振動によってノイズ信号が大きくなることがあり、この大きな外乱信号によって流量計測値の誤差が大きくなることがある。特に家庭用のガスや水道のメータでは使用者が専門知識を持たないため各家庭でメータの異常を判定することができなかった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するもので、自動的に異常を判定することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の流量計測装置は、以下の構成とした。
【０００６】
すなわち、流体管路に設けられた超音波信号を発信または受信する第１振動子および第２振動子と、振動子間の信号伝搬時間に基づいて流量を算出する流量計測手段と、流体管路に設けられた第３振動子と、第３振動子の信号によって流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたものである。
【０００７】
【作用】
本発明は上記構成によって、第３振動子によって異常を判定するもの判定するものである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、流体管路１０の途中に管内の流量に応じて信号を発生する流体検出手段１１を設け、この流体検出手段を増幅回路１２ａとＡ／Ｄコンバータ回路１２ｂからなる流体信号処理手段１２によって信号処理された後、流量計測手段１３で流体検出手段１１の感度や流体管路１０の大きさに応じた係数を乗して流量を算出する。流体検出手段１１は図２に示すように流速による力で変位する平板１１ａと、この平板１１ａと一体の歪センサ１１ｂからなり、流速すなわち流量に応じて信号を発生する。流体管路１０内には、流体検出手段１１と同じ構成の外乱検出手段１４が設けられており、この外乱検出手段１４の信号は、前述と同様な増幅回路１５ａとＡ／Ｄコンバータ回路１５ｂからなる外乱信号処理手段１５で信号処理され判定手段１６で異常を判別する。
【０００９】
次に動作について説明する。流量に比例して流体検出手段１１の信号の大きさが変化するので、その信号を流体検出手段１２で信号処理し、流量計測手段１３で流量値を演算する。通常はこの流量計測手段１３の値が出力されるが、外部より振動が発生したときには流体検出手段１１がこの信号を受け大きな誤差を発生することがある。このとき外乱検出手段１４にも同じ振動が加わり外乱検出手段１４には外乱信号が現れ、この信号は外乱信号処理手段１５で信号処理され判定手段１６で周波数や信号レベルが比較され所定値以上のものであれば、異常信号と見なし、流量計測手段１３の値を無効にする。振動の発生以外にも、気体中の水分の混入や液体中の水泡の混入あるいはキャビテーションの発生においても同様な異常信号を検出できる。このとき外乱検出手段１４と外乱信号処理手段１５とは、流体検出手段１１と流体信号処理手段１２よりも外乱に対する感度を高く設定してあり、流量計測の異常よりも小さな外乱で速く検出できるようになっている。
【００１０】
図３は第２の実施例であり、流体管路１０の途中に超音波を発信または受信する第１振動子１７と第２振動子１８が流れ方向に配置されている。１９は第１振動子１７への発信回路、２０は第２振動子１８で受信した信号の増幅回路で、それぞれ切換回路２１で切り換えられる。この増幅された信号は基準信号と比較回路２２で比較され、超音波の伝搬時間が流速に比例することから、計時手段２３で時間を計測し係数を乗じて流量計測手段１３において流量が算出される。２４は発信回路１９を起動するトリガ回路２０である。流体管路１０には第１振動子１７・第２振動子１８とは別の第３振動子２５が設けられており、この信号は増幅回路２６ａとＡ／Ｄコンバータ２６ｂからなる外乱信号処理手段１５で信号処理され、前述と同様に判定手段１６で異常を判別する。第３振動子２５は第１振動子１７や第２振動子１８と同一のものが特性が一致するので好ましい。
【００１１】
図４は第３の実施例であり、第３振動子２５の信号が通常のレベルを上回る極めて大きなものであった場合には、地震判定手段２６で地震の発生として判断し処理する。地震の発生に伴ってガス弁２７の遮断や警報２８の発生を行わせる。
【００１２】
以上の説明から明らかなように本実施例の流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【００１３】
（１）流体管路の流量を検出する流体検出手段と、流体検出手段の信号に基づいて流量値を算出する流量計測手段と、流体管路に流体検出手段と同一作動原理の外乱検出手段と、外乱検出手段の信号により流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたので、流体検出手段に影響を与える外乱のみ検出でき、また流体検出手段の受信時に重畳された外乱信号も単独に検出できるので、同一の管路より伝達される振動や、気体中に混入した水分あるいは液体中の気泡などによる外乱信号による流量計測の異常値を判定し、その計測値を除外することができ計測精度が向上する。
【００１４】
（２）流体検出手段の信号を処理する流体信号処理手段と、流体信号処理手段と同種回路の外乱検出手段の信号を処理する外乱信号処理手段とを備えたので、回路による特性の変化が少なく、異常の判定の精度が向上する。
【００１５】
（３）外乱検出手段と外乱信号処理手段とは流体検出手段と流体信号処理手段よりも検出感度を高めたので、外乱の発生に対して速く確実に異常を判定できる。
【００１６】
（４）流体管路に設けられた超音波信号を発信または受信する第１振動子および第２振動子と、振動子間の信号伝搬時間に基づいて流量を算出する流量計測手段と、流体管路に設けられた第３振動子と、第３振動子の信号によって流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備えたので、外乱検出手段に可動部がなく信頼性が高く安価であり、超音波計測用と同じ振動子が使用でき振動ばかりでなく、キャビテーションによる超音波の発生による異常判定もできる。
【００１７】
（５）第３振動子の所定値以上の信号により、地震の発生を判定する地震判定手段を備えたので、地震の判定も行うことができ安全性が高い。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の流量計測装置によれば、外乱信号による流量計測の異常値を判定し、その計測値を除外することができ計測精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図２】同装置の流体検出手段の構成図
【図３】本発明の第２の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図４】本発明の第３の実施例の流量計測装置の制御ブロック図
【図５】従来の流量計測装置の制御ブロック図
【符号の説明】
１０ 流体管路
１１ 流体検出手段
１２ 流体信号検出手段
１３ 流量計測手段
１４ 外乱検出手段
１５ 外乱信号処理手段
１６ 判定手段
１７ 第１振動子
１８ 第２振動子
２５ 第３振動子
２６ 地震判定手段
Claims (3)
- 流体管路に設けられた超音波信号を発信または受信する第１振動子および第２振動子と、前記振動子間の信号伝搬時間に基づいて流量を算出する流量計測手段と、前記流体管路に設けられた第３振動子と、前記第３振動子の信号が所定値以上かどうか比較して前記流量計測手段の計測値の異常を判別する判定手段とを備え、前記判定手段が前記第３振動子の信号が異常信号であると判別すると、前記流量計測手段の計測値を除外する流量計測装置。
- 第１振動子、第２振動子および第３振動子が同一構成である請求項１記載の流量計測装置。
- 第３振動子の信号が通常の計測値を上回る場合に、地震の発生として判断する地震判定手段を備えた請求項１または２記載の流量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11819895A JP3596085B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11819895A JP3596085B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 流量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313315A JPH08313315A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3596085B2 true JP3596085B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=14730612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11819895A Expired - Fee Related JP3596085B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 流量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3596085B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101484421B1 (ko) | 2013-11-14 | 2015-01-20 | 주식회사 우진 | 초음파유량계 측선보정방식을 이용한 유량 계산 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5614809B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-10-29 | 愛知時計電機株式会社 | 超音波流量計及び流体減圧装置 |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP11819895A patent/JP3596085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101484421B1 (ko) | 2013-11-14 | 2015-01-20 | 주식회사 우진 | 초음파유량계 측선보정방식을 이용한 유량 계산 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08313315A (ja) | 1996-11-29 |
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Legal Events
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