JP4720183B2 - 超音波流量計測装置およびその流量計測方法 - Google Patents
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Description
[数1]
m(t)=ρ・∫v(x・t)・dA ……(1)
但し、ρ;被測定流体の密度
v(x・t);時速tにおけるx方向の速度成分
である。
[数2]
m(t)=ρ・∬vx(r,θ・t)・r・dr・dθ ……(2)
但し、vx(r,θ・t);時刻tにおける配管横断面上の中心から距離r、角度θの管軸方向の速度成分である。
11 水力発電所
12 水槽
13 放水庭
14 配管
15 超音波流量計
16 弁装置
17 水車
18 発電機
20 遮断機
21 変圧器
22 開閉設備
23 送電系統
25 主弁
26 バイパス弁
27a 上流側水圧配管
27b (中間)水圧鉄管
27c 下流側水圧鉄管
30 気泡供給手段(気泡発生手段)
31 循環配管
32 流体ポンプ
33 ベンチュリ管(気液混合手段)
34 気体注入手段
35 気体注入管
37 超音波送信手段
38 流体分布測定手段
39 コンピュータ
40 表示装置
43 発振器
44 エミッタ
45 信号発生器
46 超音波トランスジューサ
47 増幅器
48 AD変換器
49 流速分布計測回路
Claims (8)
- 高低差に沿って傾斜している部分を有する配管内を流れる流体の流量を測定する流量計測装置において、
前記配管内を流れる流体へ超音波を照射し、流体中の反射体から反射された超音波エコーを受信し、配管内を流れる流体の流速分布および流量を計測する超音波流量計と、
この超音波流量計の上流側に、所要の大きさと体積比の気泡を前記流体内に供給する気泡供給手段とを有し、
前記気泡供給手段が超音波流量計から前記配管の内径の10倍以上軸方向に離間して設置される一方、
前記気泡供給手段は、流体へ気体を混合させる気液混合手段と、この気液混合手段に前記流体を供給させる流体ポンプとを備え、
前記気泡供給手段の位置と超音波流量計の設置位置の高低差から流量計測位置における気泡の大きさおよび体積比の変化を算出して、前記気液混合手段の気体混合量および流体ポンプのポンプ吐出量の少なくとも一方を調節制御し、前記気泡供給手段におけるポンプ吐出量および気体混合量を補正し、
前記気液供給手段は、前記流量計測位置に前記流体の流量計測に適した大きさおよび体積比の気泡を供給する構成としたことを特徴とする超音波流量計測装置。 - 前記超音波流量計は配管への取付位置を位置調整可能に設けたことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計測装置。
- 前記気泡供給手段は、配管内を流れる流体の流量計測部位における気泡の体積比が20ppmから2000ppmの範囲となるように前記流体ポンプのポンプ吐出量および気液混合手段の気体混合量の少なくとも一方を調節設定したことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計測装置。
- 前記気泡供給手段および超音波流量計は、配管内を流れる流体の流量計測部位における気泡の大きさが、流体に照射される超音波の波長の1/10〜1/2の範囲となるように、前記流体ポンプのポンプ吐出量、気液混合手段の気体混合量、超音波流量計の設置位置および超音波発振周波数のうち少なくとも1つを調節制御したことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計測装置。
- 前記気泡供給手段および超音波流量計は、気泡供給手段の位置と超音波流量計の設置位置における気泡供給部位と流量計測部位の高度差に起因する流体の圧力差に関する情報から前記流体ポンプのポンプ吐出量、気液混合手段の気体混合量、超音波流量計の設置位置および超音波発振周波数のうち少なくとも1つを調節制御したことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計測装置。
- 高低差に沿って傾斜している部分を有する配管内を流れる流体の流量を測定する流量計測方法において、
前記配管の途中に流体の流速分布および流量を計測する超音波流量計とこの超音波流量計の上流側に配管の内径の10倍以上軸方向に離間させて前記流体内に気泡を供給する気泡供給手段とを設置する工程と、
前記気泡供給手段の位置と前記超音波流量計の設置位置との高低差から流量計測位置の気泡の大きさおよび体積比の変化を算出して、前記気体混合量およびポンプ吐出量の少なくとも一方を調節制御し、前記気泡供給手段におけるポンプ吐出量および気体混合量を補正する工程と、
前記気泡供給手段から流体中に所要の大きさおよび体積比の気泡を注入させる工程と、
前記気泡が注入された配管内の流体に前記超音波流量計の流量計測位置で超音波を照射して流体中の反射体からの反射エコーを受信し、前記配管内を流れる流体の流速分布および流量を計測する工程と、を有し、
前記気液注入工程では、前記流量計測位置に前記流体の流量計測に適した大きさおよび体積比の気泡を供給する構成とすることを特徴とする超音波流量計測方法。 - 前記気泡注入工程は、流体の流量計測部位の気泡の体積比が20ppm〜2000ppmの範囲となるように、気泡供給手段におけるポンプ吐出量および気体混合量を調節設定することを特徴とする請求項6記載の超音波流量計測方法。
- 前記気泡注入工程と流量計測工程とを連係させ、流体の流量計測部位の気泡の大きさが、流体へ照射される超音波波長の1/10〜1/2の範囲となるように、気泡供給手段におけるポンプ吐出量および気体混合量、超音波流量計の設置位置、超音波発振周波数のうち少なくとも1つを調節制御することを特徴とする請求項6記載の超音波流量計測方法。
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